DE102019129491A1 - Examination of a security document based on droplet morphologies - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung eines Dokuments. Das Verfahren umfasst:- Empfang (302) eines Dokuments (500, 700) mit einem Dokumentenkörper (506) mit einem Tintenstrahldruck eines Bildes (502, 600) durch eine Prüfeinheit (800). Das Bild enthält erste Regionen (414.1, 414.2) die Tintenstrahltröpfchen einer farbstoffbasierten Tinte (216) enthalten, und zweite Regionen (412.1, 412.2), die eine pigmentbasierten Tinte (214) enthalten. Die ersten Regionen sind frei von der pigmentbasierten Tinte und die zweiten Regionen sind frei von der farbstoffbasierten Tinte. Unter sichtbarem Licht ist die pigmentbasierte Tinte nicht von der farbstoffbasierten Tinte unterscheidbar.- Aufnahme (304) eines Prüfbildes das zumindest den Tintenstrahldruck (502) abbildet;- Durchführung (306) einer Bildanalyse umfassend:• Erfassung (308) der Morphologie der Tintenstrahltröpfchen; und• Rekonstruktion (310) eines digitalen graphischen Musters (404) aus dem Prüfbild anhand der Tröpfchenmorphologie;- Vergleichen (312) des rekonstruierten graphischen Musters mit einem Referenzwert zur Prüfung der Echtheit des Dokuments.The invention relates to a method for checking a document. The method comprises: receiving (302) a document (500, 700) having a document body (506) with an inkjet printing of an image (502, 600) by a checking unit (800). The image includes first regions (414.1, 414.2) containing inkjet droplets of dye-based ink (216) and second regions (412.1, 412.2) containing pigment-based ink (214). The first regions are free of the pigment-based ink and the second regions are free of the dye-based ink. The pigment-based ink is indistinguishable from the dye-based ink under visible light.- Recording (304) of a test image that depicts at least the inkjet print (502); - Implementation (306) of an image analysis comprising: • Detection (308) of the morphology of the inkjet droplets; and • reconstruction (310) of a digital graphic pattern (404) from the test image on the basis of the droplet morphology, - comparing (312) the reconstructed graphic pattern with a reference value for checking the authenticity of the document.
Description
Gebietarea
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dokuments, insbesondere eines Wert- oder Sicherheitsdokuments, beispielsweise ein Ausweisdokument, sowie ein Verfahren und ein System zur Überprüfung des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Dokuments.The invention relates to a method for producing a document, in particular a value or security document, for example an identity document, as well as a method and a system for checking the document produced with the method according to the invention.
Hintergrundbackground
Eine Vielzahl von Dokumenten ist mit Sicherheitsmerkmalen ausgestattet, die eine Fälschung erschweren oder verhindern sollen. Zu diesen Dokumenten zählen vor allem auch Wert- oder Sicherheitsdokumente, welche dazu dienen, die Identität einer Person, beispielsweise beim Übertreten einer Landesgrenze, die Herkunft oder Originalität einer Sache, oder einen Anspruch, beispielsweise auf Zahlung eines Geldbetrages oder auf Herausgabe eines Produktes oder Erbringung einer Dienstleistung, zu verifizieren.A large number of documents are equipped with security features that are intended to make forgery more difficult or to prevent it. These documents also include, above all, value or security documents, which serve to identify the identity of a person, for example when crossing a national border, the origin or originality of a thing, or a claim, for example for payment of a sum of money or for the surrender of a product or provision of a service.
Die Fälschung kann erschwert oder verhindert werden, indem solche Dokumente, wie z.B. Banknoten, aus einem nicht ohne weiteres verfügbaren Material hergestellt werden. Zusätzlich oder alternativ können Sicherheitsmerkmale durch spezielle Farben, beispielsweise lumineszierende oder optisch variable Farben, optische Elemente, wie Hologramme, Kippbilder, kinegrafische Objekte, Linsen- oder Prismenarrays, Guillochen mit sichtbaren Farben/Tinten oder Lumineszenzfarben/-tinten, Melierfasern, Sicherheitsfäden und dergleichen, gebildet sein.Counterfeiting can be made more difficult or prevented in that such documents, such as bank notes, for example, are produced from a material that is not readily available. Additionally or alternatively, security features can be created using special colors, for example luminescent or optically variable colors, optical elements such as holograms, tilt images, cinegraphic objects, lens or prism arrays, guilloches with visible colors / inks or luminescent colors / inks, mottled fibers, security threads and the like, be educated.
Die in den Wert- oder Sicherheitsprodukten eingesetzten Sicherheitsmerkmale können ausschließlich dazu dienen, die Echtheit der Dokumente unabhängig von ihrer Art oder von ihrem Benutzer nachzuweisen. Individualisierende, beispielsweise personalisierende, Sicherheitsmerkmale enthalten darüber hinaus in kodierter Form oder auch in Klarschrift eine Information über die Art des Dokuments, über den Benutzer dieses Dokuments und/oder über einen Gegenstand, dem das Dokument eindeutig zugeordnet ist. Derartige Informationen können ein Portraitbild bzw. Portraitfoto des Benutzers, seine persönlichen Daten, wie der Name, Geburtstag, Geburtsort, Anschrift, oder eine persönliche Kennung, wie eine Mitgliedsnummer, oder auch seine Unterschrift sein. Ein anderes das Wert- oder Sicherheitsprodukt individualisierendes Sicherheitsmerkmal kann beispielsweise eine Seriennummer des Produktes oder die Fahrgestellnummer eines Kraftfahrzeuges sein, dem das Produkt zugeordnet ist.The security features used in the valuable or security products can only serve to prove the authenticity of the documents regardless of their type or their user. Individualizing, for example personalizing, security features also contain, in coded form or also in plain text, information about the type of document, about the user of this document and / or about an object to which the document is clearly assigned. Such information can be a portrait picture or portrait photo of the user, his personal data, such as his name, birthday, place of birth, address, or a personal identifier, such as a membership number, or his signature. Another security feature that individualizes the valuable or security product can be, for example, a serial number of the product or the chassis number of a motor vehicle to which the product is assigned.
ZusammenfassungSummary
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Dokument vorzuschlagen, welches eine Manipulation erschwert.The invention is based on the object of proposing an improved document which makes manipulation more difficult.
Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Dokumentes vorzuschlagen, welches eine erhöhte Sicherheit gegen Manipulationen bietet.Furthermore, the invention is based on the object of proposing a method for producing such a document which offers increased security against manipulation.
Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überprüfung eines erfindungsgemäßen Dokuments vorzuschlagen, sowie ein zur Überprüfung eingerichtetes System.In addition, the invention is based on the object of proposing a method for checking a document according to the invention, as well as a system set up for checking.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die im Folgenden aufgeführten Ausführungsformen sind frei miteinander kombinierbar, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen.The objects on which the invention is based are each achieved with the features of the independent patent claims. Embodiments of the invention are given in the dependent claims. The embodiments listed below can be freely combined with one another, provided they are not mutually exclusive.
In einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Dokuments mit einem Dokumentenkörper und einem mit dem Dokumentenkörper verbundenen, visuell nicht wahrnehmbaren Sicherheitsmerkmal. Das Verfahren umfasst:
- - Bereitstellung eines Tintenstrahldruckers, welcher zumindest einen ersten Tank mit einer farbstoffbasierten Tinte und einen zweiten Tank mit einer pigmentbasierten Tinte beinhaltet, wobei das Absorptionsspektrum der farbstoffbasierten Tinte und das Absorptionsspektrum der pigmentbasierten Tinte einander so ähnlich sind, dass ein Tintenstrahldruck mit der farbstoffbasierten Tinte und ein Tintenstrahldruck mit der pigmentbasierten Tinte (des gleichen Bildmotivs) bei einer Beleuchtung mit Licht im sichtbaren Spektralbereich durch das menschliche Auge ununterscheidbar sind;
- - Bereitstellen eines digitalen graphischen Musters das gebildet wird aus ein oder mehreren ersten Bereichen und ein oder mehreren zweiten Bereichen; und
- - Bereitstellen eines mit dem Dokument zu verbindenden digitalen Bildes;
- - Überlagerung des graphischen Musters und des digitalen Bildes;
- - Drucken des digitalen Bildes auf den oder in den Dokumentenkörper mit dem Tintenstrahldrucker derart, dass die farbstoffbasierte Tinte aber nicht die pigmentbasierte Tinte zum Druck der mit den ersten Bereichen überlagerten Regionen des digitalen Bildes verwendet wird und dass die pigmentbasierte Tinte aber nicht die farbstoffbasierte Tinte zum Druck der mit den zweiten Bereichen überlagerten Regionen des digitalen
- - Providing an inkjet printer, which includes at least a first tank with a dye-based ink and a second tank with a pigment-based ink, wherein the absorption spectrum of the dye-based ink and the absorption spectrum of the pigment-based ink are so similar to each other that an inkjet printing with the dye-based ink and a Inkjet printing with the pigment-based ink (of the same image motif) are indistinguishable by the human eye when illuminated with light in the visible spectral range;
- Providing a digital graphic pattern that is formed from one or more first areas and one or more second areas; and
- - providing a digital image to be combined with the document;
- - superimposition of the graphic pattern and the digital image;
- - Printing the digital image on or in the document body with the inkjet printer in such a way that the dye-based ink but not the pigment-based ink is used for printing the regions of the digital image overlaid with the first areas, and that the pigment-based ink but not the dye-based ink for printing the regions of the digital overlaid with the second areas
Bildes verwendet wird, wobei die Verteilung der farbstoffbasierten Tinte und der pigmentbasierte Tinte in dem gedruckten Bild das Sicherheitsmerkmal ist.Image is used, with the distribution of the dye-based ink and pigment-based ink in the printed image being the security feature.
Die Einbringung eines für das menschliche Auge nicht sichtbaren Sicherheitsmerkmales durch Verwendung von unter sichtbarem Licht gleichfarbigen Tinten unterschiedlichen Typs, die so aufgedruckt sind, dass mehrere Bereiche des Tintenstrahldruck, die mit den unterschiedlichen Tintentypen gedruckt sind, dass Sicherheitsmerkmal in Form eines für das menschliche Auge nicht sichtbaren Musters bilden kann vorteilhaft sein, da es für einen Fälscher zunächst gar nicht erkennbar ist, dass in dem Tintenstrahldruck ein Sicherheitsmerkmal verborgen ist. Unter sichtbarem Licht sehen die mit den verschiedenen Tintentypen gedruckten Bereiche gleich aus in dem Sinne, dass diese Bereiche in ihrer Gesamtheit das Bild ergeben, und zwar ohne dass ein menschlicher Betrachter an den Grenzen der ersten und zweiten Bildbereiche irgendwelche Unterschiede erkennen kann. Somit kommt ein potentieller Fälscher von vornherein nicht auf den Gedanken, dieses Sicherheitsmerkmal zu fälschen, denn es ist in dem Dokument nicht mit dem bloßen Auge erkennbar.The introduction of a security feature that is not visible to the human eye by using inks of different types of the same color under visible light, which are printed in such a way that several areas of the inkjet printing that are printed with the different types of inks do not have a security feature in the form of one for the human eye Forming a visible pattern can be advantageous since it is initially not at all recognizable to a forger that a security feature is hidden in the inkjet print. Under visible light, the areas printed with the different types of ink look the same in the sense that these areas form the image in their entirety, without a human observer being able to recognize any differences at the boundaries of the first and second image areas. Thus, a potential forger does not get the idea from the outset to forge this security feature, because it cannot be seen in the document with the naked eye.
Ausführungsformen der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Tintenstrahltröpfchen von pigmentbasierten und farbstoffbasierten Tinten eine unterschiedliche Morphologie und/oder Topologie aufweisen und dass diese Unterschiede verwendet werden können um ein Sicherheitsmerkmal herzustellen, dessen Vorhandensein für einen Fälscher nicht oder zumindest nicht einfach zu erkennen ist.Embodiments of the invention are based on the knowledge that the inkjet droplets of pigment-based and dye-based inks have a different morphology and / or topology and that these differences can be used to produce a security feature whose presence cannot or at least not easily be recognized by a forger .
In manchen Ausführungsformen haben die beiden unterschiedlichen Tintentypen (pigmentbasiert und farbstoffbasiert) auch in anderen Spektralbereich wie zum Beispiel Infrarot oder UV-Licht ein identisches Absorptionsspektrum. In diesen Ausführungsformen wird ein Fälscher auch dann nicht auf dieses Sicherheitsmerkmal aufmerksam, wenn er das Dokument unter UV-Licht oder IR-Licht hält.In some embodiments, the two different types of inks (pigment-based and dye-based) also have an identical absorption spectrum in other spectral ranges such as, for example, infrared or UV light. In these embodiments, a forger will not become aware of this security feature even if he holds the document under UV light or IR light.
Auch eine bauteilbezogene Analyse des Prüfgeräts ermöglicht es dem Fälscher nicht zu erkennen, welche Art von Sicherheitsmerkmal geprüft wird: im einfachsten Fall beinhaltet das Prüfgerät nur eine hochauflösende Kamera. Ob die Bildanalysesoftware, die zur Prüfung des Dokuments verwendet wird, lediglich ein auf dem Dokument abgedruckt des Bildnis einer Person mit einer Bilderdatenbank von Profilbildern vergleicht oder, wie dies für Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen ist, die Morphologie und/oder Topologie der einzelnen Tintenstrahltröpfchen bestimmt und analysiert, kann von außen bzw. anhand der Zusammensetzung der Bauteile des Prüfgeräts nicht festgestellt werden. Somit gibt weder das Dokument selbst noch eine gegebenenfalls verwendete Prüfeinheit einem potentiellen Fälscher einen Hinweis darauf, dass das Dokument das besagte Sicherheitsmerkmal enthält, wo es in dem Dokument enthalten ist, und wie es gegebenenfalls geprüft bzw. hergestellt werden kann.Even a component-related analysis of the test device does not enable the forger to recognize which type of security feature is being tested: in the simplest case, the test device only contains a high-resolution camera. Whether the image analysis software that is used to check the document, compares only a printed on the document of the portrait of a person with an image database of profile images or, as is provided for embodiments of the invention, the morphology and / or topology of the individual inkjet droplets and determines and analyzed, cannot be determined from the outside or based on the composition of the components of the test device. Thus, neither the document itself nor a possibly used checking unit gives a potential forger an indication that the document contains the said security feature, where it is contained in the document, and how it can possibly be checked or produced.
Ein weiterer Vorteil von Dokumenten gemäß Ausführungsformen der Erfindung kann darin bestehen, dass die Prüfung in apparativer Hinsicht sehr anspruchslos ist. Wie an späterer Stelle genauer erläutert werden wird ist zur Prüfung dieses Sicherheitsmerkmals im Prinzip nur eine hochauflösende Bilderfassungseinheit und entsprechende Software erforderlich. Optional kann eine Weißlichtquelle verwendet werden, die aber nicht erforderlich ist, sofern ausreichend Tageslicht oder eine sonstige externe Weißlichtquelle vorhanden ist. Zur Prüfung des Sicherheitsmerkmals ist es also nicht erforderlich, eine spezielle Lichtquelle, zum Beispiel eine IR-Lichtquelle und/oder eine UV-Lichtquelle zu verwenden. Diese kann allerdings optional zusätzlich in der Prüfeinheit vorhanden sein, z.B. um weitere Sicherheitsmerkmale zu prüfen und/oder falls die farbstoffbasierte Tinte und die pigmentbasierte Tinte unter IR-Licht oder UV-Licht ein unterschiedliches Absorbtionsspektrum haben.Another advantage of documents according to embodiments of the invention can be that the examination is very undemanding in terms of apparatus. As will be explained in more detail at a later point, in principle only a high-resolution image acquisition unit and corresponding software are required to check this security feature. A white light source can optionally be used, but this is not necessary if there is sufficient daylight or another external white light source. To check the security feature, it is therefore not necessary to use a special light source, for example an IR light source and / or a UV light source. However, this can optionally also be present in the test unit, e.g. to test further security features and / or if the dye-based ink and the pigment-based ink have a different absorption spectrum under IR light or UV light.
Da die Prüfung auf der Basis der Tröpfchenmorphologie und/oder Topologie erfolgt bzw. da das Sicherheitsmerkmal in der räumlichen Verteilung von Tintenstrahltröpfchen unterschiedlicher Morphologien und/oder Topologien in oder auf dem Dokument besteht wird ein Dokument bereitgestellt, dessen Prüfung auch vergleichsweise robust ist gegen Störstrahlung. Tröpfcheneigenschaften wie zum Beispiel Durchmesser, Randschärfe, Rundheit bzw. „Ausgefranstheit“ des Tröpfchenumfangs und Helligkeitsgradienten innerhalb des Tröpfchens sind weitgehend unbeeinflusst von der Stärke des Umgebungslichts. Solange das Dokument mit Licht einer hinreichenden Stärke bestrahlt wird, die eine Erkennung der Tröpfchenmorphologie ermöglicht, kann das Sicherheitsmerkmal also bei verschiedenen Lichtintensitäten geprüft werden, wie dies z.B. bei Tageslicht häufig vorkommt. Auch ist keine Speziallampe mit einem engen Emissionsspektrum zur Prüfung des Sicherheitsmerkmals erforderlich.Since the check takes place on the basis of the droplet morphology and / or topology or since the security feature consists of the spatial distribution of inkjet droplets of different morphologies and / or topologies in or on the document, a document is provided whose check is also comparatively robust against interference radiation. Droplet properties such as diameter, edge sharpness, roundness or “fraying” of the droplet circumference and brightness gradients within the droplet are largely unaffected by the strength of the ambient light. As long as the document is irradiated with light of sufficient strength that enables the droplet morphology to be recognized, the security feature can therefore be checked at different light intensities, as is often the case, for example, in daylight. There is also no need for a special lamp with a narrow emission spectrum to check the security feature.
Nach Ausführungsformen umfasst das Bereitstellen des digitalen graphischen Musters das Erzeugen eines Strich- oder Matrixcodes.According to embodiments, the provision of the digital graphic pattern comprises the generation of a bar code or matrix code.
Nach Ausführungsformen ist das digitale Bild ein monochromes digitales Bild.According to embodiments, the digital image is a monochrome digital image.
Nach anderen Ausführungsformen ist das digitale Bild ein mehrfarbiges digitales Bild, z.B. ein CMYK oder RGB Bild.According to other embodiments, the digital image is a multicolor digital image, for example a CMYK or RGB image.
Beispielsweise können Polycarbonat-basierte Dokumente mittels Verfahren, die z.B. in den deutschen Patentanmeldungen
Beispielsweise kann ein Dokument mit einem Bild, dass ein Portraitbild des Dokumenteninhabers ist, personalisiert werden. Der Tintenstrahldrucker kann beispielsweise ein Drucker mit 5 Tintentanks sein, wobei 3 der Tanks mit je einer Tinte für Magenta, Gelb und Cyan gefüllt sind. Die drei Tinten werden von den Tintenstrahldrucker auf das Dokument gemäß ihres Farbanteils an jedem der Pixel des digitalen Bildes aufgedruckt.For example, a document can be personalized with an image that is a portrait image of the document owner. The inkjet printer can, for example, be a printer with 5 ink tanks, 3 of the tanks being filled with one ink each for magenta, yellow and cyan. The three inks are printed on the document by the inkjet printer according to their proportion of color in each of the pixels of the digital image.
Außerdem beinhaltet der Tintenstrahldrucker zwei Tanks, welche beide jeweils Tinte schwarzer Farbe enthalten, deren Schwarz unter sichtbarem Licht farblich nicht voneinander durch das menschliche Auge unterscheidbar ist. Allerdings handelt es sich bei einer der schwarzen Tinten um eine pigmentbasierten Tinte und bei der anderen schwarzen Tinte um eine farbstoffbasierten Tinte. Die beiden unterschiedlichen schwarzen Tinten Werten auf dem Dokument nach einem Entweder-oder Prinzip ausgedruckt, sodass erste Regionen des digitalen Bildes ausschließlich mit der schwarzen farbstoffbasierten Tinte und die zweiten Regionen des Bildes ausschließlich mit der schwarzen pigmentbasierten Tinte gedruckt werden.In addition, the inkjet printer includes two tanks, each of which contains black ink, the black of which is indistinguishable from one another in terms of color by the human eye under visible light. However, one of the black inks is pigment-based and the other black ink is dye-based. The two different black ink values are printed on the document according to an either / or principle, so that the first regions of the digital image are printed exclusively with the black dye-based ink and the second regions of the image are exclusively printed with the black pigment-based ink.
In den ersten und zweiten Regionen des Bildes sind bei Farbbildern in der Regel auch Tintentröpfchen der drei anderen Tanks mit der magentafarbenen, gelben und cyanfarbenen Tinte enthalten. Bei diesen 3 Tinten kann es sich zum Beispiel um 3 farbstoffbasierte Tinten handeln, oder um 3 pigmentbasierte Tinten.In the case of color images, the first and second regions of the image usually also contain ink droplets from the three other tanks with the magenta, yellow and cyan inks. These 3 inks can be, for example, 3 dye-based inks or 3 pigment-based inks.
Falls es sich bei den 3 Tinten um farbstoffbasierte Tinten handelt, können die zweiten Regionen immer noch anhand der Tröpfchenmorphologie erkannt und von den ersten Regionen unterschieden werden, denn die zweiten Regionen des Tintenstrahldruck sind die einzigen Bereiche, deren Tröpfchen eine für pigmentbasierten Tinten typische Morphologie und/oder Topologie aufweisen.If the 3 inks are dye-based inks, the second regions can still be recognized and distinguished from the first regions on the basis of the droplet morphology, because the second regions of the inkjet printing are the only areas whose droplets have a morphology and typical for pigment-based inks / or have topology.
Falls es sich bei den 3 Tinten um pigmentbasierten Tinten handelt, können die ersten Regionen immer noch anhand der Tröpfchenmorphologie erkannt und von den zweiten Regionen unterschieden werden, denn die ersten Regionen des Tintenstrahldruck sind die einzigen Bereiche, deren Tröpfchen eine für farbstoffbasierten Tinten typische Morphologie und/oder Topologie aufweisen.If the 3 inks are pigment-based inks, the first regions can still be recognized and distinguished from the second regions on the basis of the droplet morphology, because the first regions of the inkjet printing are the only areas whose droplets have a morphology and typical for dye-based inks / or have topology.
Eine Kombination aus einer farbstoffbasierten Tinte und zwei pigmentbasierten Tinten oder um eine Kombination aus zwei farbstoffbasierten Tinten und einer pigmentbasierten Tinte ist für die 3 Farben Magenta, Gelb und Cyan nur dann möglich, wenn die Morphologien und/oder Topologien dieser 3 Farben von den Morphologien und/oder Topologie der schwarzen farbstoffbasierten Tinte und/oder der schwarzen pigmentbasierten Tinte klar unterscheidbar sind. In manchen Fällen kann dies beispielsweise durch Zusätze erreicht werden, die die Viskosität und damit den Tröpfchenverlauf beeinflussen.A combination of one dye-based ink and two pigment-based inks or a combination of two dye-based inks and one pigment-based ink is only possible for the 3 colors magenta, yellow and cyan if the morphologies and / or topologies of these 3 colors differ from the morphologies and / or the topology of the black dye-based ink and / or the black pigment-based ink are clearly distinguishable. In some cases this can be achieved, for example, by additives that influence the viscosity and thus the droplet flow.
Nach Ausführungsformen hat das Dokumentenkörpermaterial, auf welchen oder in welches das Bild gedruckt ist, eine Farbe, die als Hintergrundfarbe des gedruckten Bildes fungiert. Die Hintergrundfarbe kann z.B. hell sein und kann insbesondere weiß sein. Als „helle“ Hintergrundfarbe wird hier eine Farbe verstanden, deren Helligkeitswert in einem eindimensionalen oder mehrdimensionalen Helligkeitsraum codiert ist und deren durchschnittlicher Helligkeitswert über alle Dimensionen dieses Helligkeitsraums bei über 50% des theoretisch in diesem Helligkeitsraum möglichen Wertes, vorzugsweise bei über 70% dieses Wertes, liegt. Falls z.B. ein monochromatischer Helligkeitsraum zwischen 0 (schwarz) und 100 (maximal hell) Einheiten definiert ist, wäre eine „helle“ Hintergrundfarbe eine, die mindestens 50 dieser Einheiten, vorzugsweise mindestens 70 dieser Einheiten hat.According to embodiments, the document body material on or in which the image is printed has a color that functions as the background color of the printed image. The background color can, for example, be light and, in particular, can be white. A "light" background color is understood here as a color whose brightness value is encoded in a one-dimensional or multi-dimensional brightness space and whose average brightness value over all dimensions of this brightness space is over 50% of the theoretically possible value in this brightness space, preferably over 70% of this value, lies. If, for example, a monochromatic brightness space between 0 (black) and 100 (maximum light) units is defined, a “light” background color would be one that has at least 50 of these units, preferably at least 70 of these units.
Nach einer Ausführungsform ist die farbstoffbasierte Tinte so beschaffen, dass ein mit dieser Tinte gedrucktes und mit Licht im infraroten Spektralbereich beleuchtetes Bild für das menschliche Auge einen transparenten Farbeindruck bewirkt, sodass die ein oder mehreren ersten Bereiche die Hintergrundfarbe haben. Die pigmentbasierte Tinte ist so beschaffen, dass ein mit dieser Tinte gedrucktes und mit Licht im infraroten Spektralbereich beleuchtetes Bild für das menschliche Auge einen opaken Farbeindruck bewirkt, sodass die ein oder mehreren zweiten Bereiche eine andere Farbe als die Hintergrundfarbe haben. Im Falle eines monochromen Bildes bedeutet eine „andere Farbe“ der zweiten im Vergleich zu den ersten Bereichen einen „anderen Helligkeitswert“.According to one embodiment, the dye-based ink is designed in such a way that an image printed with this ink and illuminated with light in the infrared spectral range is transparent to the human eye Color impression causes the one or more first areas to have the background color. The pigment-based ink is such that an image printed with this ink and illuminated with light in the infrared spectral range produces an opaque color impression for the human eye, so that the one or more second areas have a different color than the background color. In the case of a monochrome image, a “different color” in the second area means a “different brightness value” compared to the first area.
Dies kann vorteilhaft sein, da ein Prüfgerät, das über eine IR-Lichtquelle und eine im IR-Bereich sensitive Bilderfassungseinheit verfügt, auf sehr schnelle und eindeutige Weise das in dem Bild versteckte Muster erkennen kann ohne hierfür eine rechnerisch aufwändigere Analyse der Tröpfchenmorphologien durchführen zu müssen. Beispielsweise kann die Verwendung derartiger Tinten es ermöglichen, ein Prüfgerät zu verwenden, dass im Normalbetrieb das in dem Tintenstrahldruck enthaltene Muster dadurch erkennt, dass es den Tintenstrahldruck des Dokuments mit einer IR-Lichtquelle beleuchtet, und mit einer IR-Bilderfassungseinheit ein digitales IR-Prüfbild des Tintenstrahlaufdrucks erfasst. Das IR-Prüfbild hat vorzugsweise eine Auflösung, die kleiner ist als das im sichtbaren Licht erstellte Prüfbild. Eine kleinere Auflösung, die zum Beispiel nicht mehr in der Lage ist, einzelne Tintenstrahltröpfchen voneinander aufzulösen, ist hier völlig ausreichend, um das Muster erkennbar zu machen, da die Mustererkennung nicht auf einer Analyse der Tröpfchenmorphologie basiert. Da die farbstoffbasierten Tinte im IR-Licht transparent ist haben die ersten Regionen des Tintenstrahldrucks die Hintergrundfarbe des Dokumentenkörpers und die zweiten Regionen des Tintenstrahldruck die Farbe (bzw. den Helligkeitswert) der pigmentbasierten Farbe unter IR-Licht. Das Muster ist also vergleichsweise schnell und auf Basis einer Bildanalyse eines IR-Prüfbild geringerer Auflösung durchführbar, sodass die Rechenzeit und CPU Last reduziert wird. Falls allerdings die IR-Lichtquelle defekt ist, zu viel sichtbares Störlicht vorhanden ist und/oder wenn eine zusätzliche Analyse des Sicherheitsmerkmals durchgeführt werden soll, kann auf eine Untersuchung der Tröpfchenmorphologie und/oder Topologie zurückgegriffen werden.This can be advantageous because a test device that has an IR light source and an image acquisition unit sensitive in the IR range can identify the pattern hidden in the image very quickly and unambiguously without having to carry out a computationally complex analysis of the droplet morphologies . For example, the use of such inks can make it possible to use a test device that, during normal operation, recognizes the pattern contained in the inkjet print by illuminating the inkjet print of the document with an IR light source and a digital IR test image with an IR image capture unit of the inkjet print. The IR test image preferably has a resolution which is smaller than the test image created in visible light. A smaller resolution, which, for example, is no longer able to resolve individual inkjet droplets from one another, is completely sufficient here to make the pattern recognizable, since the pattern recognition is not based on an analysis of the droplet morphology. Since the dye-based ink is transparent in IR light, the first regions of the inkjet print have the background color of the document body and the second regions of the inkjet print have the color (or the lightness value) of the pigment-based color under IR light. The pattern is therefore comparatively fast and can be carried out on the basis of an image analysis of an IR test image with a lower resolution, so that the computing time and CPU load are reduced. However, if the IR light source is defective, there is too much visible interfering light and / or if an additional analysis of the security feature is to be carried out, an examination of the droplet morphology and / or topology can be used.
Nach Ausführungsformen hat die farbstoffbasierte Tinte im ersten Tank und die pigmentbasierte Tinte im zweiten Tank bei einer Beleuchtung mit Licht im sichtbaren Spektralbereich einen schwarzen Farbton. Beispielsweise kann es sich bei der farbstoffbasierten Tinte um Solvent Black 27 oder Solvent Black 29. Zusätzlich oder alternativ dazu ist die pigmentbasierte Tinte Carbon Black oder Pigment Black 28.According to embodiments, the dye-based ink in the first tank and the pigment-based ink in the second tank have a black hue when illuminated with light in the visible spectral range. For example, the dye-based ink can be Solvent Black 27 or Solvent Black 29. Additionally or alternatively, the pigment-based ink is Carbon Black or Pigment Black 28.
Als „Solvent Black 27“ wird eine Substanz (Azo-Metallkomplex) mit der CAS Nummer 12237-22-8 bezeichnet.A substance (azo metal complex) with the CAS number 12237-22-8 is called “Solvent Black 27”.
Als „Solvent Black 29“ wird eine Substanz mit der CAS Nummer 61901-87-9 bezeichnet.A substance with the CAS number 61901-87-9 is called “Solvent Black 29”.
Unter „Carbon Black“ wird hier Ruß, also ein schwarzer, pulverförmiger Feststoff, verstanden, der zu über 80 %, in manchen Fällen über 98 % aus Kohlenstoff besteht. Insbesondere kann Industrieruß (CAS-Nr.: 1333-86-4), ein gezielt als Industrie-Grundstoff hergestellter Ruß, als Carbon Black verwendet werden.“Carbon black” is understood here to mean soot, ie a black, powdery solid that consists of more than 80%, and in some cases more than 98%, carbon. In particular, carbon black (CAS-No .: 1333-86-4), a carbon black specifically produced as an industrial base material, can be used as carbon black.
Unter Pigment Black 28 wird hier eine Substanz mit der CAS Nummer 68186-91-4 verstanden. Pigment Black 28 ist ein anorganisches Pigment, das als Reaktionsprodukt der Hochtemperaturkalzinierung gewonnen wird, bei welcher Kupfer(ll)oxid und Chrom(III)oxid in unterschiedlichen Mengen homogen und ionisch unter Bildung einer kristallinen Matrix interdiffundiert werden.Pigment Black 28 here means a substance with the CAS number 68186-91-4. Pigment Black 28 is an inorganic pigment that is obtained as a reaction product of high-temperature calcination, in which copper (II) oxide and chromium (III) oxide are homogeneously and ionically interdiffused in different amounts to form a crystalline matrix.
Nach Ausführungsformen hat die farbstoffbasierte Tinte im ersten Tank und die pigmentbasierte Tinte im zweiten Tank bei einer Beleuchtung mit Licht im sichtbaren Spektralbereich einen cyanfarbenen Farbton. Beispielsweise kann es sich bei der farbstoffbasierten Tinte um Solvent Blue 78. Zusätzlich oder alternativ dazu ist die pigmentbasierte Tinte Cu-Phthalocyanin.According to embodiments, the dye-based ink in the first tank and the pigment-based ink in the second tank have a cyan hue when illuminated with light in the visible spectral range. For example, the dye-based ink can be Solvent Blue 78. Additionally or alternatively, the pigment-based ink is Cu phthalocyanine.
Die als „Solvent Blue 78“ bezeichnete Substanz ist auch unter den Namen „1,4-Bis(Metylamino)antrachinon“ bekannt und hat die CAS Nummer 2475-44-7.The substance known as "Solvent Blue 78" is also known under the name "1,4-bis (Metylamino) antrachinon" and has the CAS number 2475-44-7.
Nach Ausführungsformen hat die farbstoffbasierte Tinte im ersten Tank und die pigmentbasierte Tinte im zweiten Tank bei einer Beleuchtung mit Licht im sichtbaren Spektralbereich einen magenta Farbton. Beispielsweise kann es sich bei der farbstoffbasierten Tinte um Solvent Red 26 oder Sudan Rot handeln. Zusätzlich oder alternativ dazu ist die pigmentbasierte Tinte Quinacridon .According to embodiments, the dye-based ink in the first tank and the pigment-based ink in the second tank have a magenta hue when illuminated with light in the visible spectral range. For example, the dye-based ink can be Solvent Red 26 or Sudan Red. Additionally or alternatively, the pigment-based ink is quinacridone.
Die als „Solvent Red 26“ bezeichnete Substanz ist auch unter den Namen „Ölrot EGN“ oder „C.l. 26120“ bekannt. Es handelt sich um eine violett-rote synthetischen Azofarbe mit der CAS Nummer 4477-79-6.The substance known as “Solvent Red 26” is also available under the names “Ölrot EGN” or “C.I. 26120 "known. It is a purple-red synthetic azo paint with the CAS number 4477-79-6.
Die als „Sudan Rot“ bezeichnete Substanz ist auch unter den Namen „Sudan III“ oder „1-[4-(Phenylazo)phenylazo]-2-naphthol“ bekannt. Es ist eine synthetisch hergestellte chemische Verbindung aus der Gruppe der Azo- und Sudanfarbstoffe mit roter Farbe und hat die CAS Nummer 85-86-9.The substance known as “Sudan Red” is also known as “Sudan III” or “1- [4- (Phenylazo) phenylazo] -2-naphthol”. It is a synthetically produced chemical compound from the group of the azo and Sudan dyes with a red color and has the CAS number 85-86-9.
Die als „Quinacridon“ bezeichnete Substanz ist ein organisches Pigment und organischer Halbleiter mit roten bis violetten Farbtönen. Es hat die CAS Nummer 1047-16-1.The substance known as “quinacridone” is an organic pigment and organic semiconductor with red to purple hues. It has the CAS number 1047-16-1.
Nach Ausführungsformen hat die farbstoffbasierte Tinte im ersten Tank und die pigmentbasierte Tinte im zweiten Tank bei einer Beleuchtung mit Licht im sichtbaren Spektralbereich einen gelben Farbton. Beispielsweise kann es sich bei der farbstoffbasierten Tinte um Solvent Yellow 124. Zusätzlich oder alternativ dazu ist die pigmentbasierte Tinte Brilliantgelb oder Pigment Gelb 151.According to embodiments, the dye-based ink has in the first tank and the pigment-based one Ink in the second tank has a yellow hue when illuminated with light in the visible spectral range. For example, the dye-based ink can be solvent yellow 124. Additionally or alternatively, the pigment-based ink is brilliant yellow or pigment yellow 151.
Die als „Solvent Yellow 124“ bezeichnete Substanz ist ein Azofarbstoff und hat die CAS Nummer 34432-92-3.The substance known as “Solvent Yellow 124” is an azo dye and has the CAS number 34432-92-3.
Die als „Brilliantgelb“ bezeichnete Substanz ist auch unter den Namen „Pigment Yellow 74“ bekannt und hat die CAS Nummer 6358-31-2.The substance known as “Brilliant Yellow” is also known under the name “Pigment Yellow 74” and has the CAS number 6358-31-2.
Die als „Pigment Gelb 151“ bezeichnete Substanz ist ein Benzimidazolonpigment mit der CAS Nummer 31837-42-0.The substance known as “Pigment Yellow 151” is a benzimidazolone pigment with the CAS number 31837-42-0.
Nach Ausführungsformen beinhaltet der Tintenstrahldrucker zumindest noch einen dritten Tank mit einer weiteren farbstoffbasierten Tinte und einen vierten Tank mit einer weiteren pigmentbasierten Tinte, wobei das Absorptionsspektrum der weiteren farbstoffbasierten Tinte dem Absorptionsspektrum der weiteren pigmentbasierten Tinte so ähnlich ist, dass diese weitere farbstoffbasierte Tinten bei einer Beleuchtung mit Licht im sichtbaren Spektralbereich farblich durch das menschliche Auge von der weiteren pigmentbasierten Tinte ununterscheidbar ist, aber von den Tinten im ersten und zweiten Tank farblich unterscheidbar ist. Das Verfahren umfasst ferner:
- - Bereitstellen eines weiteren digitalen graphischen Musters beinhaltend ein oder mehrere dritte Bereiche und ein oder mehrere vierte Bereiche;
- - Überlagerung des weiteren graphischen Musters und des digitalen Bildes;
- - Durchführen des Druckens des digitalen Bildes auf den oder in den Dokumentenkörper derart, dass die farbstoffbasierte Tinte aber nicht die pigmentbasierte Tinte zum Druck der mit den ersten Bereichen überlagerten Regionen des digitalen Bildes verwendet wird, dass die pigmentbasierte Tinte aber nicht die farbstoffbasierte Tinte zum Druck der mit den zweiten Bereichen überlagerten Regionen des digitalen Bildes verwendet werden, dass die weitere farbstoffbasierte Tinte aber nicht die weitere pigmentbasierte Tinte zum Druck der mit den dritten Bereichen überlagerten Regionen des digitalen Bildes verwendet wird, dass die weitere pigmentbasierte Tinte aber nicht die weitere farbstoffbasierte Tinte zum Druck der mit den vierten Bereichen überlagerten Regionen des digitalen Bildes verwendet werden, wobei die Verteilung der farbstoffbasierten Tinte, der pigmentbasierten Tinte, der weiteren farbstoffbasierten Tinte und der weiteren pigmentbasierten Tinte in dem gedruckten Bild das Sicherheitsmerkmal ist.
- Providing a further digital graphic pattern containing one or more third areas and one or more fourth areas;
- - Superposition of the further graphic pattern and the digital image;
- Performing the printing of the digital image on or in the document body in such a way that the dye-based ink but not the pigment-based ink is used for printing the regions of the digital image superimposed with the first areas, and that the pigment-based ink but not the dye-based ink is used for printing the regions of the digital image superimposed with the second areas are used, that the further dye-based ink but not the further pigment-based ink is used for printing the regions of the digital image superimposed with the third areas, that the further pigment-based ink but not the further dye-based ink are used to print the regions of the digital image overlaid with the fourth areas, the distribution of the dye-based ink, the pigment-based ink, the further dye-based ink and the further pigment-based ink in the printed image being the security m is a feature.
Beispielsweise können die dritten Bereiche deckungsgleich sein zu den ersten Bereichen und die vierten Bereiche können Deckungsgleich sein zu den zweiten Bereichen. Nach einer Ausführungsform bestehen einige Bereiche des gedruckten Bildes ausschließlich aus Tintenstrahltröpfchen aus mehreren unterschiedlichen farbstoffbasierten Tinten während andere Bereiche des gedruckten Bildes ausschließlich aus Tintenstrahltröpfchen aus mehreren unterschiedlichen pigmentbasierten Tinten bestehen. In anderen Ausführungsformen sind die dritten Bereiche nicht deckungsgleich mit den ersten Bereichen und/oder die vierten Bereiche sind nicht deckungsgleich mit den zweiten Bereichen, sodass das gedruckte Bild aus einem komplexen Muster aus verschiedenen farbstoffbasierten und pigmentbasierten Tinten besteht.For example, the third areas can be congruent with the first areas and the fourth areas can be congruent with the second areas. In one embodiment, some areas of the printed image consist entirely of inkjet droplets from several different dye-based inks, while other areas of the printed image consist exclusively of inkjet droplets from several different pigment-based inks. In other embodiments, the third areas are not congruent with the first areas and / or the fourth areas are not congruent with the second areas, so that the printed image consists of a complex pattern of different dye-based and pigment-based inks.
Nach Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner:
- - Ermitteln einer Fläche innerhalb des Bildes, welches eine Mindesthomogenität und Mindestintensität hinsichtlich des Absorptionsspektrums des Farbtons aufweist, der mit der farbstoffbasierten Tinte oder der pigmentbasierten Tinte gedruckt werden soll; Das Ergebnis ist für beide Tintentypen identisch, da diese ja den gleichen Farbton repräsentieren;
- - Durchführung der Überlagerung derart, dass das graphische Muster vollständig auf diese Fläche abgebildet wird.
- Determining an area within the image which has a minimum homogeneity and minimum intensity with regard to the absorption spectrum of the hue that is to be printed with the dye-based ink or the pigment-based ink; The result is identical for both types of ink, since they represent the same color tone;
- Implementation of the superimposition in such a way that the graphic pattern is completely mapped onto this surface.
Nach Ausführungsformen ist der Dokumentenkörper aus mehreren Materialschichten aufgebaut. Das Drucken des digitalen Bildes auf den oder in den Dokumentenkörper erfolgt so, dass das digitale Bild auf eine oder mehrere der Materialschichten aufgedruckt wird, und danach die ein oder mehreren bedruckten Schichten, optional zusammen mit weiteren Materialschichten, zu dem Dokumentenkörper untrennbar verbunden werden. Die Verbindung kann z.B. chemisch, thermisch durch Verschmelzen der Materialschichten, mechanisch (z.B. durch Druck) oder durch Verkleben der Materialschichten erfolgen.According to embodiments, the document body is constructed from several layers of material. The digital image is printed on or in the document body in such a way that the digital image is printed on one or more of the material layers, and then the one or more printed layers, optionally together with further material layers, are inseparably connected to form the document body. The connection can be made e.g. chemically, thermally by fusing the material layers, mechanically (e.g. by pressure) or by gluing the material layers.
Bei dem Verkleben oder Verschmelzen der Materialschichten können Druckfarben in den Dokumentenkörper eindringen und sich mit dem Dokumentenkörper verbinden, so dass selbst bei einem schichtweisen spanenden Abtragen der Schichten zu keinem Zeitpunkt eine Oberfläche erhalten werden kann, die das vollständige Bild und das darin eingebettete Muster zeigt.When the layers of material are glued or fused, printing inks can penetrate the document body and bond with the document body, so that even if the layers are removed layer by layer, a surface that shows the complete image and the pattern embedded in it cannot be obtained at any time.
Nach bevorzugten Ausführungsformen wird der Tintenstrahlaufdruck auf ein oder mehreren Schichten gedruckt, die nach der Verbindung der Schichten im Inneren des Dokumentenkörpers liegen.According to preferred embodiments, the ink-jet print is printed on one or more layers which, after the layers have been joined, lie in the interior of the document body.
Durch das über mehrere Schichten verteilte Drucken kann vermieden werden, dass einige Schichten zuerst abgetragen werden und dann neue, mit falschen Informationen versehene Schichten auf den Rest des ursprünglichen Dokumentenkörpers aufgebracht werden, ohne zumindest das Muster zu zerstören bzw. unlesbar zu machen.By printing distributed over several layers, it can be avoided that some layers are removed first and then new layers with incorrect information are applied to the rest of the original document body without at least destroying the pattern or making it illegible.
Die Materialschichten, die auch als Folien ausgebildet sein können, können z.B. aus PC bestehen. Das Bild wird von dem Tintenstrahldrucker beispielsweise auf eine Kernfolie gedruckt. Die Tinten, die z.B. wie die einzelnen Schichten PC enthalten können, verbinden sich und damit das gedruckte Tintenstrahlbild fest mit der Folienoberfläche. Anschließend wird die Kernfolie mit Deckfolien laminiert. Dies kann mit oder vorzugsweise auch ohne den Einsatz von Klebstoff erfolgen. Bei der Lamination bilden die einzelnen Folienschichten ein durchgehendes Stück Polycarbonat. Sie lassen sich nicht voneinander lösen, ohne dass das gesamte Dokument zerstört wird. Dadurch können Fälscher nicht auf die informationstragende Innenschicht zugreifen. Chips und Antennen, wie sie im Falle kontaktlos gelesener ID-Karten zum Einsatz kommen, werden nach Ausführungsformen zusätzlich in den Folienaufbau integriert und können nicht aus ihm herausgebrochen werden, ohne das Dokument oder die Chips oder Antennen zu zerstören.The material layers, which can also be designed as foils, can consist of PC, for example. The image is printed on, for example, a core sheet by the inkjet printer. The inks, which, like the individual layers, can contain PC, for example, bond firmly to the surface of the film and thus the printed inkjet image. The core film is then laminated with cover films. This can be done with or preferably also without the use of adhesive. During lamination, the individual film layers form a continuous piece of polycarbonate. They cannot be separated from each other without destroying the entire document. This means that counterfeiters cannot access the information-carrying inner layer. Chips and antennas, as they are used in the case of contactlessly read ID cards, are additionally integrated into the film structure according to embodiments and cannot be broken out of it without destroying the document or the chips or antennas.
Nach Ausführungsformen ist die farbstoffbasierte Tinte und/oder die pigmentbasierte Tinte dazu ausgebildet, bei dem Verbinden der mehreren Materialschichten in ein oder mehrere weitere Materialschichten einzudringen zusätzlich zu der Materialschicht, auf welche die Tinte aufgedruckt wurde. Nach Ausführungsformen dringt die farbstoffbasierte Tinte bei und/oder nach dem Verbinden der mehreren Materialschichten weiter und/oder unter Erzeugung einer anderen Tropfentopologie in das Material einer oder mehrerer der Schichten ein als die pigmentbasierte Tinte.According to embodiments, the dye-based ink and / or the pigment-based ink is designed to penetrate into one or more further material layers in addition to the material layer on which the ink was printed when the multiple material layers are connected. According to embodiments, the dye-based ink penetrates further into the material of one or more of the layers during and / or after the joining of the plurality of material layers and / or with the generation of a different drop topology than the pigment-based ink.
Nach Ausführungsformen enthält das graphische Muster Daten in codierter Form. Die Daten können insbesondere Daten enthalten, die für das Dokument und/oder dessen Besitzer einzigartig sind. Optional können diese Daten in einer weiteren Repräsentanz auf dem oder in dem Dokument enthalten sein, z.B. in Form eines weiteren Aufdrucks, in Form einer Gravur und/oder als in einem Datenspeicher des Dokuments elektronisch gespeicherter Datenwert. Der Datenspeicher kann z.B. ein Magnetstreifen oder ein Speicher eines Chips sein.According to embodiments, the graphic pattern contains data in coded form. In particular, the data can contain data that are unique to the document and / or its owner. Optionally, these data can be contained in a further representation on or in the document, e.g. in the form of a further imprint, in the form of an engraving and / or as a data value electronically stored in a data memory of the document. The data memory can be, for example, a magnetic strip or a memory on a chip.
Dies kann vorteilhaft sein, da hierdurch ein zusätzlicher Schutz vor einer Fälschung des Dokuments gegeben ist. Dadurch, dass beispielsweise ein bestimmter, geheimer Datenwert sowohl in dem Datenspeicher in digitaler Form gespeichert ist als auch in codierter Form in Form des unsichtbaren Musters in dem gedruckten Bild kann eine Prüfeinheit überprüfen, ob erstens das Muster in dem Tintenstrahldruck enthalten ist und zweitens ob in dem Datenspeicher der in dem mustercodierte Wert ebenfalls enthalten ist. Ein Dokumentenfälscher müsste also sowohl den Tintenstrahldruck als auch den in dem Datenspeicher gespeicherten Wert auf gleiche Weise manipulieren. Beides lässt sich jedoch verhindern: der Tintenstrahldruck kann auf verschiedene Weise vor Manipulation geschützt werden, zum Beispiel durch Aufbringen einer Schutzfolie oder dadurch, dass der Tintenstrahldruck auf eine Materialschicht im Inneren des Dokumentes gedruckt wird. Wenn die verschiedenen Materialschichten durch Druck, Temperatur, Kleber oder sonstige Maßnahmen irreversibel miteinander zu einem einzigen Dokumentenkörper miteinander verbunden werden ist es nicht mehr möglich, den Tintenstrahldruck im Inneren des Dokumentes zu verändern, ohne das Dokument physikalisch zu zerstören oder zu beschädigen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der in dem Datenspeicher gespeicherten Wert kryptographisch vor Manipulation durch unberechtigte geschützt werden. Eine Manipulation sowohl des Aufdrucks als auch des geschützt gespeicherten Datenwertes und damit eine Fälschung des Dokuments kann damit wirksam ausgeschlossen werden.This can be advantageous because it provides additional protection against forgery of the document. Because, for example, a specific, secret data value is stored both in the data memory in digital form and in coded form in the form of the invisible pattern in the printed image, a checking unit can check whether, firstly, the pattern is contained in the inkjet print and, secondly, whether in the data memory which is also contained in the pattern-coded value. A document forger would therefore have to manipulate both the inkjet print and the value stored in the data memory in the same way. Both can, however, be prevented: the inkjet print can be protected from manipulation in various ways, for example by applying a protective film or by printing the inkjet print on a material layer inside the document. If the various layers of material are irreversibly connected to one another by pressure, temperature, glue or other measures to form a single document body, it is no longer possible to change the inkjet print inside the document without physically destroying or damaging the document. Additionally or alternatively, the value stored in the data memory can be cryptographically protected against manipulation by unauthorized persons. A manipulation of both the imprint and the protected stored data value and thus a forgery of the document can thus be effectively ruled out.
Nach Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner ein Versehen des Dokumentenkörpers mit einem elektronischen Schaltkreis. In diesem Schaltkreis ist eine weitere Repräsentation der einzigartigen Daten gespeichert. Zusätzlich oder alternativ dazu sind in dem elektronischen Schaltkreis weitere Daten gespeichert, auf die nur nach einer erfolgreichen Authentifizierung eines Lesegeräts und/oder eines Nutzers gegenüber dem Dokument zugegriffen werden kann. Auch die besagten für das Dokument oder dessen Besitzer einzigartigen Daten können zu diesen Daten gehören, auf die nur nach einer erfolgreichen Authentifizierung zugegriffen werden kann.According to embodiments, the method further comprises providing the document body with an electronic circuit. Another representation of the unique data is stored in this circuit. In addition or as an alternative to this, further data are stored in the electronic circuit which can only be accessed after a successful authentication of a reader and / or a user with respect to the document. The said data, which is unique for the document or its owner, can also belong to this data, which can only be accessed after a successful authentication.
Der elektronische Schaltkreis, bspw. ein Mikrochip mit einer Schnittstelle zur kontaktbehafteten oder kontaktlosen Kommunikation mit dem elektronischen Schaltkreis und einem Speicher kann eine Repräsentation der für das Dokument einzigartigen Daten speichern, die mit in dem Muster codierten Daten verglichen werden können.The electronic circuit, for example a microchip with an interface for contact-based or contactless communication with the electronic circuit and a memory, can store a representation of the data unique to the document, which can be compared with data encoded in the pattern.
Alternativ oder zusätzlich kann der elektronische Schaltkreis weitere Daten speichern, die besonders vor unbefugtem Zugriff gesichert sind. Um auf diese Daten zugreifen zu können kann das Muster Zugangsdaten enthalten, die dem elektronischen Schaltkreis in einer Authentifizierungs- oder Autorisierungsphase zugeführt werden. Der elektronische Schaltkreis kann bspw. dazu eingerichtet sein, die Daten aus dem Muster mit in dem elektronischen Schaltkreis gespeicherten Zugangsdaten zu vergleichen. Sofern der Vergleich ergibt, dass die Zugangsdaten übereinstimmen, kann der elektronische Schaltkreis Zugriff auf die weiteren gespeicherten Daten zulassen. Entsprechend werden bei der Herstellung des Dokuments in dem Muster und in dem elektronischen Schaltkreis entsprechend übereinstimmende Zugangsdaten gespeichert.As an alternative or in addition, the electronic circuit can store further data that are particularly protected against unauthorized access. Around To be able to access this data, the pattern can contain access data that are fed to the electronic circuit in an authentication or authorization phase. The electronic circuit can be set up, for example, to compare the data from the pattern with access data stored in the electronic circuit. If the comparison shows that the access data match, the electronic circuit can allow access to the other stored data. Correspondingly, corresponding access data are stored in the pattern and in the electronic circuit during the production of the document.
Bei dem elektronischen Schaltkreis kann es sich um eine Halbleiterschaltung handeln, die z. B. siliziumbasiert oder polymerelektronisch ausgeführt ist. Beispielsweise kann der elektronische Schaltkreis durch einen Chip implementiert werden, der sich auf oder in einer Dokumentenschicht befindet. Der elektronische Schaltkreis kann auch aus polymerelektronischen Komponenten gebildet werden, die z. B drucktechnisch auf die Dokumentenschicht aufgebracht werden.The electronic circuit can be a semiconductor circuit which, for. B. is silicon-based or polymer-electronic. For example, the electronic circuit can be implemented by a chip located on or in a document layer. The electronic circuit can also be formed from polymer electronic components, e.g. B printed onto the document layer.
Beispielsweise können die weiteren Daten sensible personenbezogene Daten umfassen, zum Beispiel Alter, Geburtsort, Geburtstag, Adresse, Gesundheitsdaten, Versicherungsdaten etc. Das Dokument kann dazu ausgebildet sein, einem Nutzer oder einem Lesegerät nur dann Zugriff auf die personenbezogenen Daten zu gewähren, wenn das Lesegerät in der Lage ist, dem Dokument einen Datenwert zu übermitteln, der identisch ist zu einem Referenzwert, der in dem digitalen Speicher des Dokuments gespeichert ist. Der Referenzwert ist eine identische Kopie/weitere Repräsentation eines in dem Muster in den Tintenstrahldruck des Dokumentes codierten Datenwertes. In dieser Ausführungsform ist es dem Lesegerät zumindest vorerst nicht gestattet, diese Daten aus dem Datenspeicher zu lesen. Das Lesegerät muss die als Referenzwert in dem Dokument hinterlegten Daten dadurch ermitteln, dass es das Muster in dem Tintenstrahldruck in oder auf dem Dokument korrekt erkennen und dekodieren kann. Das Lesegerät kann den durch die Dekodierung erhaltenen Datenwert verwenden, um sich gegenüber dem Dokument zu authentifizieren. Das Lesegerät kann hierdurch zum Beispiel beweisen, dass es in der Lage war, den Tintenstrahldruck optisch zu erfassen, was impliziert, dass der Nutzer dem Lesegerät das Dokument vorgelegt hat und des Lesegerät nicht etwa ohne Wissen und Wollen des Nutzers auf den Speicher zugreifen kann.For example, the further data can include sensitive personal data, for example age, place of birth, birthday, address, health data, insurance data, etc. The document can be designed to grant a user or a reading device access to the personal data only when the reading device is able to transmit a data value to the document which is identical to a reference value which is stored in the digital memory of the document. The reference value is an identical copy / further representation of a data value encoded in the pattern in the inkjet print of the document. In this embodiment, at least for the time being, the reading device is not allowed to read this data from the data memory. The reading device must determine the data stored as a reference value in the document by being able to correctly recognize and decode the pattern in the inkjet print in or on the document. The reading device can use the data value obtained through the decoding to authenticate itself to the document. The reader can thereby prove, for example, that it was able to optically capture the inkjet print, which implies that the user has presented the document to the reader and that the reader cannot access the memory without the knowledge and will of the user.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Dokument hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der hier beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.In a further aspect, the invention relates to a document produced by the method according to one of the embodiments of the production method according to the invention described here.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Dokument mit einem Dokumentenkörper, wobei sich auf dem oder in dem Dokumentenkörper ein Tintenstrahlaufdruck befindet. Der Tintenstrahlaufdruck beinhaltet erste Tintenstrahltröpfchen, die eine erste Morphologie haben und aus einer farbstoffbasierten Tinte bestehen. Der Tintenstrahlaufdruck beinhaltet zudem zweite Tintenstrahltröpfchen, die aus einer pigmentbasierten Tinte bestehen. Die zweiten Tintenstrahltröpfchen haben eine zweite Morphologie, die sich von der ersten Morphologie unterscheidet. Das Absorptionsspektrum der farbstoffbasierten Tinte und der pigmentbasierten Tinte sind einander so ähnlich, dass die ersten und zweiten Tintenstrahltröpfchen bei einer Beleuchtung mit Licht im sichtbaren Spektralbereich durch das menschliche Auge farblich ununterscheidbar sind.In a further aspect, the invention relates to a document with a document body, an ink jet print being located on or in the document body. Inkjet printing includes first inkjet droplets that have a first morphology and consist of a dye-based ink. Inkjet printing also includes second inkjet droplets, which consist of a pigment-based ink. The second inkjet droplets have a second morphology that is different from the first morphology. The absorption spectrum of the dye-based ink and the pigment-based ink are so similar to one another that the color of the first and second inkjet droplets are indistinguishable by the human eye when illuminated with light in the visible spectral range.
Der Tintenstrahlaufdruck beinhaltet ein oder mehrere erste Bereiche , die die ersten Tintenstrahltröpfchen beinhalten und frei sind von den zweiten Tintenstrahltröpfchen. Der Tintenstrahlaufdruck beinhaltet ein oder mehrere zweite Bereiche, die die zweiten Tintenstrahltröpfchen beinhalten und frei sind von den ersten Tintenstrahltröpfchen. Die ersten und zweiten Bereiche bilden ein Muster, welches bei Betrachtung durch das menschliche Auge bei einer Beleuchtung mit Licht im sichtbaren Spektralbereich nicht erkennbar ist.The inkjet printing includes one or more first regions that contain the first inkjet droplets and are devoid of the second inkjet droplets. The inkjet printing includes one or more second regions that contain the second inkjet droplets and are devoid of the first inkjet droplets. The first and second areas form a pattern which, when viewed by the human eye, cannot be recognized when illuminated with light in the visible spectral range.
Nach Ausführungsformen der Erfindung besteht der Dokumentenkörper aus mehreren Materialschichten. Die Dicke des Dokuments ist dessen Ausdehnung in einer Dimension „z“. Zumindest einige der sich im Tintenstrahldruck befindlichen Tintenstrahltröpfchen erstrecken sich über mehrere Materialschichten. Die Topologie der ersten Tintenstrahltröpfchen unterscheidet sich von der Topologie der zweiten Tintenstrahltröpfchen. Eine Topologie eines Tintenstrahltröpfchens beschreibt dessen räumliche Erstreckung entlang der Dimension z über eine oder mehrere der Materialebenen.According to embodiments of the invention, the document body consists of several layers of material. The thickness of the document is its extension in one dimension "z". At least some of the inkjet droplets found in inkjet printing span multiple layers of material. The topology of the first inkjet droplets is different from the topology of the second inkjet droplets. A topology of an inkjet droplet describes its spatial extent along the dimension z over one or more of the material planes.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prüfung eines Dokuments. Das Verfahren umfasst:In a further aspect, the invention relates to a method for checking a document. The procedure includes:
- - Empfang eines Dokuments mit einem Dokumentenkörper durch eine Prüfeinheit, die eine Bilderfassungseinheit beinhaltet. In oder auf dem Dokumentenkörper ist ein Tintenstrahldruck eines Bildes enthalten. Ein oder mehrere erste Regionen des Bildes sind mit einer farbstoffbasierten Tinte gedruckt. Ein oder mehrere zweite Regionen des Bildes sind mit einer pigmentbasierten Tinte gedruckt. Die ein oder mehreren ersten Regionen sind frei von der pigmentbasierten Tinte und die ein oder mehreren zweiten Regionen sind frei von der farbstoffbasierten Tinte. Das Absorptionsspektrum der farbstoffbasierten Tinte und das Absorptionsspektrum der pigmentbasierten Tinte sind einander so ähnlich, dass diese bei einer Beleuchtung des Tintenstrahldrucks mit Licht im sichtbaren Spektralbereich farblich für das menschliche Auge ununterscheidbar sind;- Reception of a document with a document body by a checking unit that includes an image capture unit. An ink jet print of an image is contained in or on the document body. One or more first regions of the image are printed with a dye-based ink. One or more second regions of the image are printed with a pigment-based ink. The one or more first regions are free from the pigment-based ink and the one or more second regions are free of the dye-based ink. The absorption spectrum of the dye-based ink and the absorption spectrum of the pigment-based ink are so similar that they are indistinguishable in color to the human eye when the inkjet printing is illuminated with light in the visible spectral range;
- - Aufnahme eines Prüfbildes durch die Bilderfassungseinheit, wobei das Prüfbild ein digitales Bild ist, das zumindest den Tintenstrahldruck des Dokuments abbildet;Recording of a test image by the image acquisition unit, the test image being a digital image that depicts at least the inkjet print of the document;
-
- Durchführung einer Bildanalyse des Prüfbilds durch die Prüfeinheit, wobei die Bildanalyse umfasst:
- • Automatische Erfassung der Morphologie der im Prüfbild abgebildeten Tintenstrahltröpfchen, aus welchen der Tintenstrahldruck besteht, wobei die Morphologie eines Tintenstrahltröpfchens dessen räumliche Erstreckung innerhalb des Prüfbildes beschreibt; und
- • Automatische Rekonstruktion eines digitalen graphischen Musters aus dem Prüfbild, wobei das Muster ein oder mehrere erste Bereiche und ein oder mehrere zweite Bereiche beinhaltet, wobei die ersten Bereiche diejenigen Prüfbildregionen sind, deren Tintenstrahltröpfchen eine erste Morphologie aufweisen, wobei die zweiten Bereiche diejenigen Prüfbildregionen sind, deren Tintenstrahltröpfchen eine zweite Morphologie aufweisen, wobei die zweite von der ersten Morphologie abweicht;
- • Automatic detection of the morphology of the inkjet droplets depicted in the test pattern, which make up the inkjet print, the morphology of an inkjet droplet describing its spatial extent within the test pattern; and
- Automatic reconstruction of a digital graphic pattern from the test image, the pattern including one or more first areas and one or more second areas, the first areas being those test image regions whose inkjet droplets have a first morphology, the second areas being those test image regions the inkjet droplets of which have a second morphology, the second differing from the first morphology;
- - Vergleichen des rekonstruierten graphischen Musters oder eines daraus abgeleiteten Wertes mit einem Referenzwert zur Prüfung der Echtheit des Dokuments.- Comparing the reconstructed graphic pattern or a value derived therefrom with a reference value in order to check the authenticity of the document.
Beispielsweise kann die Bildanalyse von einer Software ausgeführt werden, die mit expliziten Regeln arbeitet, die von dem Programmierer vorgegeben wurden. Diese Regeln beinhalten verschiedene Kriterien und Grenzwerte im Hinblick beispielsweise auf den Tröpfchendurchmesser in X, Y und/oder Z-Richtung, im Hinblick auf Intensitätsunterschiede innerhalb des Tröpfchens, im Hinblick auf das Vorhandensein, die Dicke und Schärfe bzw. Fokussierbarkeit einer Tröpfchenumrisslinie und ähnliche Kriterien. Die Bildanalyse Software vergleicht zumindest einige oder alle Tintenstrahltröpfchen, die in dem Prüfbild abgebildet sind, mit diesen Regeln und klassifiziert die Tröpfchen in erste und zweite Tintenstrahltröpfchen auf Basis des Ergebnisses dieses Vergleichs. In anderen Implementierungsbeispielen ist die Bildanalyse Software eine trainierte Maschine Learning (ML) -Software, beispielsweise eine trainierte Supportvektormaschine (SVN), oder ein trainiertes neuronales Netz (NN). Für das Training der Software wurde ein Trainingsdatensatz verwendet, der eine Vielzahl von Trainings-Prüfbildern beinhaltet, wobei jedes der Trainings-Prüfbilder ein digitales Bild eines Tintenstrahldrucks ist, wobei der Tintenstrahldruck mit den gleichen Tinten gedruckt wurde wie das aktuell erfasste Prüfbild und ebenfalls erste und zweite Regionen enthält, die ein Muster bilden. Die ersten Regionen der Trainings-Prüfbilder bilden Regionen des Tintenstrahldruck ab, die mit der gleichen oder im Hinblick auf die Tröpfchenmorphologie sehr ähnlichen farbstoffbasierten Tinte gedruckt wurden wie die ersten Regionen des Tintenstrahldrucks des aktuell geprüften Dokuments. Die zweiten Regionen der Trainings-Prüfbilder bilden Regionen des Tintenstrahldruck ab, die mit der gleichen oder im Hinblick auf die Tröpfchenmorphologie sehr ähnlichen pigmentbasierten Tinte gedruckt wurden wir die zweiten Regionen des Tintenstrahldrucks des aktuell geprüften Dokuments. Die ersten und zweiten Regionen in den Trainings-Prüfbildern sind als solche gekennzeichnet („annotiert“) und verschiedene Eigenschaften der Tröpfchen in den ersten und zweiten Regionen der Trainings-Prüfbilder werden als Input-Parameterwerte an die ML-Software übergeben, sodass während des Trainings die ML-Software lernt, erste und zweite Regionen anhand der Tröpfchenmorphologie und/oder Topologie zu erkennen.For example, the image analysis can be carried out by software that works with explicit rules that have been specified by the programmer. These rules contain various criteria and limit values with regard to, for example, the droplet diameter in the X, Y and / or Z direction, with regard to intensity differences within the droplet, with regard to the presence, the thickness and sharpness or focusability of a droplet outline and similar criteria . The image analysis software compares at least some or all of the inkjet droplets depicted in the test image with these rules and classifies the droplets into first and second inkjet droplets based on the result of this comparison. In other implementation examples, the image analysis software is a trained machine learning (ML) software, for example a trained support vector machine (SVN), or a trained neural network (NN). For the training of the software, a training data set was used which contains a large number of training test images, each of the training test images being a digital image of an inkjet print, the inkjet print being printed with the same inks as the currently recorded test image and also first and contains second regions that form a pattern. The first regions of the training test images depict regions of the inkjet printing which were printed with the same or in terms of droplet morphology very similar dye-based ink as the first regions of the inkjet printing of the currently checked document. The second regions of the training test images depict regions of the inkjet printing that were printed with the same or very similar pigment-based ink in terms of droplet morphology, like the second regions of the inkjet printing of the currently checked document. The first and second regions in the training test images are marked as such ("annotated") and various properties of the droplets in the first and second regions of the training test images are transferred to the ML software as input parameter values, so that during training the ML software learns to recognize first and second regions based on droplet morphology and / or topology.
Nach Ausführungsformen ist das digitale graphische Musters ein Strich- oder Matrixcode. Das Verfahren umfasst ferner:
- - Decodierung des Strich- oder Matrixcodes durch die Prüfeinheit, um einen decodierten Wert zu erhalten; und
- - Verwendung des decodierten Wert als den aus dem graphischen Muster abgeleiteten Wertes bei dem Vergleich mit dem Referenzwert.
- Decoding of the bar code or matrix code by the checking unit in order to obtain a decoded value; and
- Use of the decoded value as the value derived from the graphic pattern in the comparison with the reference value.
Nach Ausführungsformen ist die Auflösung der Bilderfassungseinheit hinreichend groß, um zumindest die Tintenstrahltröpfchen der pigmentbasierten Tinte voneinander unterscheiden, das heißt, räumlich auflösen, zu können. Nach Ausführungsformen kann auch schon die Fähigkeit, einen gewisse Mindestanteil der Tröpfchen räumlich auflösuen zu können, also zum Beispiel mindestens 20% oder mindestens 50% der Tintenstrahltröpfchen mit der pigmentbasierten Tinte.According to embodiments, the resolution of the image acquisition unit is sufficiently high to be able to distinguish at least the inkjet droplets of the pigment-based ink from one another, that is to say to be able to spatially resolve them. According to embodiments, the ability to be able to spatially resolve a certain minimum proportion of the droplets, that is to say for example at least 20% or at least 50% of the inkjet droplets with the pigment-based ink, can also be achieved.
Nach Ausführungsformen ist die Auflösung der Bilderfassungseinheit mindestens 15 µm, vorzugweise mindestens 5 µm. Dies kann vorteilhaft sein, da Tintenstrahltröpfchen gemäß Ausführungsformen der Erfindung einen Durchmesser von 40 µm- 60 um, z.B. 50 um haben.According to embodiments, the resolution of the image acquisition unit is at least 15 μm, preferably at least 5 μm. This can be advantageous since ink jet droplets according to embodiments of the invention are 40 µm-60 µm, e.g., 50 µm, in diameter.
Nach Ausführungsformen ist die Bilderfassungseinheit eine Kamera oder ein Mikroskop.According to embodiments, the image acquisition unit is a camera or a microscope.
Beispielsweise kann die Bilderfassungseinheit dazu ausgebildet sein, ein oder mehrere digitale Farbbilder von zumindest dem Tintenstrahldruck in dem oder auf dem Dokument aufzunehmen, die als „Prüfbild(er)“ bezeichnet werden. Beispielsweise können die Prüfbilder RGB Bilder sein und z.B. als .jpg, .png Bild gespeichert werden.For example, the image acquisition unit can be designed to record one or more digital color images from at least the inkjet print in or on the document, which are referred to as “test image (s)”. For example, the test images can be RGB images and are saved as .jpg, .png images, for example.
Nach Ausführungsformen der Erfindung hat das Dokument eine Länge in der Dimension x, eine Breite in der Dimension y und eine Dicke in der Dimension z. Das Verfahren zur Prüfung des Dokuments umfasst ferner:
- - Aufnahme mehrerer Prüfbilder in mehreren Ebenen entlang der Dimension z durch die Bilderfassungseinheit; beispielsweise können die Bilder in Abständen von 10µm oder 20µm oder einem beliebigen anderen Abstand, vorzugsweise kleiner als 80µm, aufgenommen werden; jedes der mehreren Prüfbilder ist ein digitales Bild, das zumindest den Tintenstrahldruck des Dokuments in einer z-Ebene des Dokuments abbildet;
- - Durchführung der Bildanalyse des Prüfbilds durch die Prüfeinheit derart, dass die Bildanalyse umfasst:
- • Automatische Erfassung der Morphologie der in den mehreren Prüfbildern jeweils abgebildeten Tintenstrahltröpfchen;
- • Automatisches Erfassen der Topologie der in den mehreren Prüfbildern jeweils abgebildeten Tintenstrahltröpfchen, wobei die Topologie eines Tintenstrahltröpfchens eine räumliche Erstreckung des Tintenstrahltröpfchens über eine oder mehrere der z-Ebenen entlang der z-Dimension beschreibt, wobei die ersten Bereiche diejenigen Prüfbildregionen sind, deren Tintenstrahltröpfchen eine erste Morphologie in Verbindung mit einer ersten Topologie aufweisen, wobei die zweiten Bereiche diejenigen Prüfbildregionen sind, deren Tintenstrahltröpfchen eine zweite Morphologie in Verbindung mit einer zweiten Topologie aufweisen, wobei die zweite von der ersten Topologie abweicht.
- - Recording of several test images in several planes along the dimension z by the image acquisition unit; For example, the images can be recorded at intervals of 10 μm or 20 μm or any other distance, preferably less than 80 μm; each of the plurality of test images is a digital image that depicts at least the inkjet print of the document in a z-plane of the document;
- - Implementation of the image analysis of the test image by the test unit in such a way that the image analysis includes:
- • Automatic detection of the morphology of the inkjet droplets depicted in each of the several test images;
- • Automatic detection of the topology of the inkjet droplets depicted in each of the several test images, the topology of an inkjet droplet describing a spatial extension of the inkjet droplet over one or more of the z planes along the z dimension, the first areas being those test image regions whose inkjet droplets one have first morphology in connection with a first topology, wherein the second areas are those test image regions whose inkjet droplets have a second morphology in connection with a second topology, the second deviating from the first topology.
Nach Ausführungsformen der Erfindung ist die Morphologie und/oder Topologie von Tintenstrahltröpfchen der farbstoffbasierten Tinte charakterisiert durch ein oder mehrere Merkmale ausgewählt aus einer Gruppe umfassend:
- • ein durchschnittlicher Tröpfchendurchmesser in z- Richtung von über 15µm;
- • ein durchschnittlicher Tröpfchendurchmesser in derjenigen z-Ebene des Dokuments, auf welchen der Aufdruck erfolgte, im Bereich 15-100 µm;
- • ein Intensitätsverlauf vom Zentrum nach außen in derjenigen z-Ebene des Dokuments, auf welchen der Aufdruck erfolgte, derart, dass der Intensitätsverlauf homogen ist oder das Tröpfchenzentrum dunkler ist als der Rand;
- • unscharfe Tröpfchenränder in allen z-Ebenen des Dokuments, in welchen eines der Prüfbilder erfasst wurde.
- • an average droplet diameter in the z direction of over 15 µm;
- • an average droplet diameter in the z-plane of the document on which the print was made, in the range 15-100 µm;
- An intensity profile from the center outwards in that z-plane of the document on which the imprint was made, in such a way that the intensity profile is homogeneous or the droplet center is darker than the edge;
- • Blurred droplet edges in all z-planes of the document in which one of the test images was recorded.
Nach Ausführungsformen der Erfindung ist die Morphologie und/oder Topologie von Tintenstrahltröpfchen der pigmentbasierten Tinte charakterisiert durch ein oder mehrere Merkmale ausgewählt aus einer Gruppe umfassend:
- • ein durchschnittlicher Tröpfchendurchmesser in z- Richtung im Bereich von maximal 15 µm;
- • ein durchschnittlicher Tröpfchendurchmesser in derjenigen z-Ebene des Dokuments, auf welchen der Aufdruck erfolgte, im Bereich 15-100 um;
- • ein radialer Intensitätsverlauf vom Zentrum nach außen in derjenigen z-Ebene des Dokuments, auf welchen der Aufdruck erfolgte, derart, derart, dass der Tröpchenumriss dunkler ist als das Zentrum und einen dunklen Rand um das Tröpfchen bildet;
- • scharfe Tröpfchenränder in zumindest einer der mehreren z-Ebenen des Dokuments, in welchen eines der Prüfbilder erfasst wurde.
- • an average droplet diameter in the z direction in the range of a maximum of 15 µm;
- • an average droplet diameter in that z-plane of the document on which the imprint was made, in the range 15-100 µm;
- A radial intensity profile from the center outwards in that z-plane of the document on which the imprint was made, in such a way that the droplet outline is darker than the center and forms a dark edge around the droplet;
- • sharp droplet edges in at least one of the multiple z-planes of the document in which one of the test images was recorded.
Nach Ausführungsformen der Erfindung handelt es sich bei dem Bild um ein Gesichts- oder Irisbild einer Person, welcher das Dokument zugeordnet ist.According to embodiments of the invention, the image is a face or iris image of a person to whom the document is assigned.
Nach Ausführungsformen der Erfindung beinhaltet die Prüfeinheit zusätzlich eine Lichtquelle für Licht im sichtbaren Spektralbereich zur Beleuchtung zumindest eines von der Bilderfassungseinheit aufzunehmenden Bereichs des Dokuments. Das Wort „beinhalten“ umfasst auch Ausführungsformen, in welchen die Lichtquelle mechanisch an die Prüfeinheit gekoppelt ist und z.B. am Gehäuse der Prüfeinheit angebracht ist. Das Verfahren umfasst ferner: Vor der Aufnahme des Prüfbilds, Aktivieren der Lichtquelle, sodass während der Aufnahme zumindest der Tintenstrahldruck auf dem oder in dem Dokument durch die Lichtquelle beleuchtet ist.According to embodiments of the invention, the checking unit additionally contains a light source for light in the visible spectral range for illuminating at least one area of the document to be recorded by the image capturing unit. The word “contain” also encompasses embodiments in which the light source is mechanically coupled to the test unit and, for example, is attached to the housing of the test unit. The method further comprises: before recording the test image, activating the light source, so that at least the inkjet print on or in the document is illuminated by the light source during the recording.
Nach Ausführungsformen der Erfindung beinhaltet die Prüfeinheit zusätzlich eine Infrarotlichtquelle zur Beleuchtung zumindest eines von der Bilderfassungseinheit aufzunehmenden Bereichs des Dokuments. Das Verfahren umfasst ferner:
- - Aktivieren der Infrarotlichtquelle;
- - Aufnahme eines IR-Prüfbildes durch eine IR-Bilderfassungseinheit, wobei das IR-Prüfbild ein digitales Bild ist, das zumindest den Tintenstrahldruck des Dokuments abbildet;
- - Durchführung einer Bildanalyse des IR-Prüfbilds durch die Prüfeinheit, wobei die Bildanalyse umfasst:
- • Automatische Erfassung dunkler Bereiche des IR-Prüfbildes, wobei ein dunkler Bereich eine durchschnittliche Intensität unterhalb eines vordefinierten Grenzwertes besitzt; und
- • Automatische Rekonstruktion eines digitalen graphischen Musters aus den dunklen Bereichen, wobei das Muster als „IR-Muster“ bezeichnet wird;
- - Vergleichen des IR-Musters oder eines daraus abgeleiteten Wertes mit einem IR-Muster-Referenzwert zur Prüfung der Echtheit des Dokuments.
- - activating the infrared light source;
- Recording of an IR test image by an IR image acquisition unit, the IR test image being a digital image which depicts at least the inkjet print of the document;
- - Implementation of an image analysis of the IR test image by the inspection unit, the image analysis comprising:
- • Automatic detection of dark areas of the IR test image, whereby a dark area has an average intensity below a predefined limit value; and
- • Automatic reconstruction of a digital graphic pattern from the dark areas, the pattern being referred to as "IR pattern";
- - Comparing the IR pattern or a value derived therefrom with an IR pattern reference value to check the authenticity of the document.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Prüfeinheit mit einer Öffnung für den Empfang eines Dokuments. Das Dokument einen Dokumentenkörper aufweist, in dem oder auf dem ein gedruckter Bereich, hier auch als „Tintenstrahldruck“ bezeichnet, enthalten ist. Die Prüfeinheit umfasst ferner eine Bilderfassungseinheit mit hinreichender Auflösung, um Tintenstrahltröpfchen in dem bedruckten Bereich räumlich auflösen zu können. Die Prüfeinheit umfasst ferner zumindest einem Prozessor und einen nicht-flüchtigen Speicher mit computerinterpretierbaren Instruktionen, die, wenn sie von dem zumindest einen Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass Prüfverfahren gemäß einem der hier beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt wird. Insbesondere werden also folgende Schritte nach Empfang des Dokuments von den Komponenten der Prüfeinheit ausgeführt:
- - Aufnahme eines Prüfbildes durch die Bilderfassungseinheit, wobei das Prüfbild ein digitales Bild ist, das zumindest den Tintenstrahldruck des Dokuments abbildet;
- - Durchführung einer Bildanalyse des Prüfbilds durch den zumindest einen Prozessor der Prüfeinheit, wobei die Bildanalyse umfasst:
- • Automatische Erfassung der Morphologie der im Prüfbild abgebildeten Tintenstrahltröpfchen, aus welchen der Tintenstrahldruck besteht, wobei die Morphologie eines Tintenstrahltröpfchens dessen räumliche Erstreckung innerhalb des Prüfbildes beschreibt; und
- • Automatische Rekonstruktion eines digitalen graphischen Musters aus dem Prüfbild, wobei das Muster ein oder mehrere erste Bereiche und ein oder mehrere zweite Bereiche beinhaltet, wobei die ersten Bereiche diejenigen Prüfbildregionen sind, deren Tintenstrahltröpfchen eine erste Morphologie aufweisen, wobei die zweiten Bereiche diejenigen Prüfbildregionen sind, deren Tintenstrahltröpfchen eine zweite Morphologie aufweisen, wobei die zweite von der ersten Morphologie abweicht;
- - Vergleichen des rekonstruierten graphischen Musters oder eines daraus abgeleiteten Wertes mit einem Referenzwert zur Prüfung der Echtheit des Dokuments durch den zumindest einen Prozessor der Prüfeinheit.
- Recording of a test image by the image acquisition unit, the test image being a digital image that depicts at least the inkjet print of the document;
- - Carrying out an image analysis of the test image by the at least one processor of the test unit, the image analysis comprising:
- • Automatic detection of the morphology of the inkjet droplets depicted in the test pattern, which make up the inkjet print, the morphology of an inkjet droplet describing its spatial extent within the test pattern; and
- Automatic reconstruction of a digital graphic pattern from the test image, the pattern including one or more first areas and one or more second areas, the first areas being those test image regions whose inkjet droplets have a first morphology, the second areas being those test image regions the inkjet droplets of which have a second morphology, the second differing from the first morphology;
- - Comparing the reconstructed graphic pattern or a value derived therefrom with a reference value for checking the authenticity of the document by the at least one processor of the checking unit.
Beispielsweise kann die Bilderfassungseinheit dazu ausgebildet sein, mindestens 20% der mit der pigmentbasierten Tinte gedruckten Tröpfchen räumlich voneinander trennen zu können.For example, the image acquisition unit can be designed to be able to spatially separate at least 20% of the droplets printed with the pigment-based ink from one another.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein System mit einer Prüfeinheit gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Das System umfasst ferner:
- - eine IR-Lichtquelle; und/oder
- - eine im IR-Spektrum empfindliche Bilderfassungseinheit, z.B. eine IR-sensitive Kamera; und/oder
- - eine Lichtquelle für Licht im sichtbaren Spektralbereich; und/oder
- - einen automatischen Dokumenteneinzug; und/oder
- - eine Kontrollvorrichtung zur Kontrolle des Zugriffs auf oder Zutritts zu: geschützte Daten, Softwarefunktionen, Hardwarefunktionen oder räumliche Bereiche, wobei die Kontrollvorrichtung dazu konfiguriert ist, den Zugriff oder Zutritt nur dann zu gewähren, falls das Prüfverfahren ergibt, dass das Dokument valide ist.
- - an IR light source; and or
- an image acquisition unit that is sensitive in the IR spectrum, for example an IR-sensitive camera; and or
- - a light source for light in the visible spectral range; and or
- - an automatic document feeder; and or
- - A control device for controlling access to: protected data, software functions, hardware functions or spatial areas, the control device being configured to only grant access if the test procedure shows that the document is valid.
Eine zusätzliche IR-Lichtquelle und/oder eine IR-sensitive Kamera kann zum Beispiel sinnvoll sein, da diese einen zusätzlichen Betriebsmodus erlauben, der eine Erkennung des Musters in dem Tintenstrahldruck mit geringerem Rechenaufwand erlaubt. Falls die farbstoffbasierten Tinte und die pigmentbasierten Tinte nämlich ein unterschiedliches Absorptionsspektrum im IR-Bereich haben, kann das Muster auch in einem unter IR-Licht aufgenommenen IR-Prüfbild mit wesentlich geringerer Auflösung (die eine Auflösung der einzelnen Tintenstrahltröpfchen nicht erlaubt) durchgeführt werden, da das Muster unter IR-Licht großflächig von einem IR-sensitiven Sensor erkennbar ist.An additional IR light source and / or an IR-sensitive camera can be useful, for example, since these allow an additional operating mode that allows the pattern to be recognized in the inkjet print with less computational effort. If the dye-based ink and the pigment-based ink have a different absorption spectrum in the IR range, the pattern can also be carried out in an IR test image recorded under IR light with a significantly lower resolution (which does not allow the individual inkjet droplets to dissolve), since the pattern under IR light can be recognized over a large area by an IR-sensitive sensor.
Eine Lichtquelle im sichtbaren Bereich kann vorteilhaft sein, da das Prüfgerät nunmehr eine eigene Lichtquelle beinhaltet, um das Prüfbild beispielsweise auch nachts, also bei Abwesenheit von Tageslicht und einer sonstigen externen Weißlichtquelle, verwendet werden kann.A light source in the visible range can be advantageous because the test device now has its own light source in order to be able to use the test image, for example, at night, i.e. in the absence of daylight and another external white light source.
Der Dokumenteneinzug kann vorteilhaft sein, da er sicherstellen kann, dass das Dokument automatisch so positioniert wird, dass die Bilderfassungseinheit den Tintenstrahldruck an der richtigen Position und im richtigen Abstand zur Erfassungseinheit erfassen kann.The document feeder can be advantageous because it can ensure that the document is automatically positioned so that the image capture unit can capture the inkjet print at the correct position and at the correct distance from the capture unit.
Die Kontrolleinheit kann vorteilhaft sein, da diese sicherstellen kann, dass ein Nutzer nur dann Zugriff oder Zutritt zu einem geschützten Bereich, geschützten Daten oder sonstigen geschützten Entitäten hat, welcher sich mittels des Dokuments als berechtigt authentifiziert hat. Beispielsweise kann das Prüfgerät mit dieser Kontrolleinheit in ein Terminal integriert oder funktional mit dem Terminal verbunden sein. Das Terminal kann beispielsweise bei Grenzkontrollen, bei Flughafenkontrollen, bei Gebäudeeingängen und ähnlichen Anwendungsszenarien zum Einsatz kommen.The control unit can be advantageous because it can ensure that a user only has access to a protected area, protected data or other protected entities who has authenticated himself as authorized by means of the document. For example, the test device with this control unit can be integrated into a terminal or functionally connected to the terminal. The terminal can be used, for example, for border controls, airport controls, building entrances and similar application scenarios.
In einer Ausführungsform des Prüfgeräts fertigt das Prüfgerät im „IR-Modus“, der als „Normalmodus“ verwendet wird, nur IR-Prüfbilder an, da diese sich sehr schnell analysieren lassen und so eine hohe Zahl an Personen in kurzer Zeit geprüft werden können. Auf diese Weise können Schlangen vor dem Terminal vermieden werden. Stichprobenartig oder falls die IR-Lichtquelle ausfällt führt das Prüfgerät die Prüfung jedoch im „Weißlichtmodus“ durch. Das bedeutet, es wird ein Prüfbild in hoher Auflösung (z.B. mindestens 15 um, vorzugsweise mindestens 5 um) unter Weißlicht erfasst und die darin abgebildeten Tintenstrahltröpfchen durch eine Bildanalyse Software analysiert, um das Muster anhand unterschiedlicher Tröpfchenmorphologien und/oder Topologien zu erkennen.In one embodiment of the test device, the test device produces only IR test images in “IR mode”, which is used as “normal mode”, since these can be analyzed very quickly and a large number of people can be tested in a short time. In this way, queues in front of the terminal can be avoided. However, if the IR light source fails, the test device carries out the test in "white light mode" on a random basis. This means that a test image is recorded in high resolution (e.g. at least 15 µm, preferably at least 5 µm) under white light and the inkjet droplets imaged therein are analyzed by image analysis software in order to recognize the pattern on the basis of different droplet morphologies and / or topologies.
Definitionen:Definitions:
Unter einem Dokument wird hier ein physisches Objekt verstanden, welches zur Verwendung als vertrauenswürdiger Informationsträger bestimmt ist. Insbesondere kann es sich bei dem Dokument um ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument handeln.A document is understood here to be a physical object which is intended to be used as a trustworthy information carrier. In particular, the document can be a value and / or security document.
Soweit in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung der Begriff „Dokument“, „Produkt“, „Wert- oder Sicherheitsprodukt“ und insbesondere der Begriff „Wert- oder Sicherheitsdokument“ genannt werden sind diese synonym zu verstehen und umfassen beispielsweise einen Reisepass, Personalausweis, Führerschein oder eine andere ID-Karte oder einen Zugangskontrollausweis, einen Fahrzeugschein, Fahrzeugbrief, Visum, Scheck, Zahlungsmittel, insbesondere eine Banknote, eine Scheck-, Bank-, Kredit- oder Barzahlungskarte, Kundenkarte, Gesundheitskarte, Chipkarte, einen Firmenausweis, Berechtigungsnachweis, Mitgliedsausweis, Geschenk- oder Einkaufsgutschein, Frachtbrief oder einen sonstigen Berechtigungsnachweis, Steuerzeichen, Postwertzeichen, Tickets, (Spiel-)Jetons, Haftetiketten (beispielsweise zur Produktsicherung) oder ein anderes ID-Dokument. Das Produkt kann beispielsweise eine Smartcard sein. Das Sicherheits- oder Wertdokument kann im ID 1-, ID 2-, ID 3- oder in irgendeinem anderen Format vorliegen, beispielsweise in Heftform, wie bei einem passähnlichen Gegenstand.Insofar as the term “document”, “product”, “value or security product” and in particular the term “value or security document” are mentioned in the description and in the claims of the present application, these are to be understood synonymously and include, for example, a passport, Identity card, driver's license or another ID card or an access control card, a vehicle registration, vehicle registration document, visa, check, means of payment, in particular a bank note, a check, bank, credit or cash card, customer card, health card, chip card, company ID, proof of authorization Membership card, gift or shopping voucher, waybill or other proof of authorization, tax stamps, postage stamps, tickets, (game) tokens, adhesive labels (e.g. for product security) or another ID document. For example, the product can be a smart card. The security or value document can be in ID 1, ID 2, ID 3 or in any other format, for example in booklet form, as in the case of a passport-like object.
Ein Dokument kann ein Laminat aus mehreren Dokumentenlagen sein, die passgenau unter Wärmeeinwirkung und unter erhöhtem Druck flächig miteinander verbunden, bspw. verschmolzen sind. Diese Produkte sollen den normierten Anforderungen genügen, beispielsweise den Standards
Das Dokument kann aus einem Polymer gebildet sein, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, umfassend Polycarbonat (PC), insbesondere Bisphenol A-Polycarbonat, Polyethylenterephthalat (PET), deren Derivate, wie Glykol-modifiziertes PET (PETG), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyimid (PI), Polyvinylalkohol (PVA), Polystyrol (PS), Polyvinylphenol (PVP), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), thermoplastische Elastomere (TPE), insbesondere thermoplastisches Polyurethan (TPU), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) sowie deren Derivate, und/oder Papier und/oder Pappe und/oder Glas und/oder Metall und/oder Keramik. Außerdem kann das Produkt auch aus mehreren dieser Materialien hergestellt sein. Bevorzugt besteht es aus PC, PET und/oder PVC. Die Polymere können entweder gefüllt oder ungefüllt vorliegen. Im letzteren Falle sind sie vorzugsweise transparent oder transluzent. Falls die Polymere gefüllt sind, sind sie opak. Die vorstehenden Angaben beziehen sich sowohl auf miteinander zu verbindende Folien als auch auf Flüssigformulierungen, die auf ein Vorprodukt aufgebracht werden, wie einen Schutz- oder Decklack.The document can be formed from a polymer selected from a group comprising polycarbonate (PC), in particular bisphenol A polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), their derivatives, such as glycol-modified PET (PETG), polyethylene naphthalate (PEN), Polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl butyral (PVB), polymethyl methacrylate (PMMA), polyimide (PI), polyvinyl alcohol (PVA), polystyrene (PS), polyvinyl phenol (PVP), polypropylene (PP), polyethylene (PE), thermoplastic elastomers (TPE) , in particular thermoplastic polyurethane (TPU), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) and their derivatives, and / or paper and / or cardboard and / or glass and / or metal and / or ceramic. In addition, the product can also be made from several of these materials. It is preferably made of PC, PET and / or PVC. The polymers can be either filled or unfilled. In the latter case, they are preferably transparent or translucent. If the polymers are filled, they are opaque. The above information relates both to films to be joined together and to liquid formulations that are applied to a preliminary product, such as a protective or topcoat.
Bevorzugt wird das Dokument aus 3 bis 12, vorzugsweise 4 bis 10 Folien, hergestellt, vorzugsweise mit einem Laminierverfahren, bei dem die Folien unter Druck- und Wärmeeinwirkung miteinander verschmolzen werden. Die einzelnen Folien können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Derart gebildete Overlaylagen schützen ein darunter angeordnetes Sicherheitsmerkmal und/oder verleihen dem Dokument die erforderliche Abriebfestigkeit.The document is preferably produced from 3 to 12, preferably 4 to 10, films, preferably using a lamination process in which the films are fused to one another under the action of pressure and heat. The individual foils can consist of the same material or of different materials. Overlay layers formed in this way protect one arranged below Security feature and / or give the document the required abrasion resistance.
Soweit nachfolgend die Begriffe „individualisiert“ und „individualisierend“ verwendet werden, so ist darunter eine Eigenschaft eines Wert- oder Sicherheitsdokuments zu verstehen, der zufolge das Dokument einem bestimmten Subjekt (Person, Organisation, Tier, Gegenstand) zuordenbar ist. Soweit nachfolgend die Begriffe „personalisiert“ und „personalisierend“ verwendet werden, so ist darunter die Eigenschaft eines Wert- oder Sicherheitsdokuments zu verstehen, der zufolge das Dokument einer Person zuordenbar ist. Diese Eigenschaft ergibt sich aus vorgegebenen Sicherheitsmerkmalen der Wert- oder Sicherheitsprodukte, vorzugsweise aus dem erfindungsgemäßen Sicherheitsdruck.Insofar as the terms “individualized” and “individualizing” are used below, this is understood to mean a property of a valuable or security document, according to which the document can be assigned to a specific subject (person, organization, animal, object). Insofar as the terms “personalized” and “personalizing” are used below, this is to be understood as the property of a valuable or security document, according to which the document can be assigned to a person. This property results from predetermined security features of the valuable or security products, preferably from the security printing according to the invention.
Soweit in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung der Begriff „Farbeindruck“ oder „Farbe“ verwendet wird, ist darunter der auf einen menschlichen Betrachter wirkende optische Eindruck im Hinblick auf die Farbwirkung zu verstehen, wobei sich diese unterschiedlichen Eindrücke aus unterschiedlichen Farbtönungen, d.h. spektral unterschiedlichen Absorptionen, und/oder Helligkeiten eines Druckes ergeben können. Der Farbeindruck kann sich auch durch zusammenwirkende, nah beieinander liegende diskrete Farbtöne ergeben, die bei einem menschlichen Betrachter einen Farbeindruck hervorrufen, welcher sich von jedem einzelnen der nah beieinander liegenden Farbtöne unterscheidet.Insofar as the term “color impression” or “color” is used in the description and in the claims of the present application, this is to be understood as the visual impression affecting a human observer with regard to the color effect, these different impressions being made up of different color tones, ie spectrally different absorptions and / or brightnesses of a print can result. The color impression can also result from interacting, closely spaced discrete color tones, which produce a color impression in a human viewer which differs from each of the closely spaced color tones.
Unter einer „Tinte“ wird hier eine Flüssigkeit jeglicher Viskosität bezeichnet, die eine Verwendung durch einen Tintenstrahldrucker erlaubt, und in welcher ein oder mehrere Farbmittel enthalten sind. Vorzugsweise hat die Tinte eine geringe Viskosität. Unter dem Begriff „Farbmittel“ sind Stoffe mit bestimmten, zumindest im visuellen Spektralbereich und optional in weiteren Spektralbereichen absorbierenden Eigenschaften zu verstehen. Farbmittel sind Substanzen, die dem Stoff (z.B. der Tinte bzw. dem Lösungsmittel), in dem sie enthalten sind, die entsprechende Farbe verleihenAn “ink” here refers to a liquid of any viscosity which allows use by an inkjet printer and which contains one or more colorants. Preferably the ink has a low viscosity. The term “colorant” is understood to mean substances with certain properties that are absorbent, at least in the visual spectral range and optionally in other spectral ranges. Colorants are substances that give the substance (e.g. ink or solvent) in which they are contained the appropriate color
Unter einer „farbstoffbasierten Tinte“ wird hier eine Tinte verstanden, die aus einer Flüssigkeit - typischerweise Wasser - und darin gelösten Farbmitteln besteht. Es können bei manchen farbstoffbasierten Tinten Lösungsvermittler zum Einsatz kommen. Die Farbmittel, die in einer farbstoffbasierten Tinte gelöst sind, werden als „Farbstoff“ bezeichnet. Unter einem „Farbstoff“ wird hier ein Stoff oder ein Stoffgemisch verstanden, der eine Lichtabsorption im sichtbaren Spektralbereich aufweist und sich im Gegensatz zu einem Farbpigment in einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, chemisch löst.A “dye-based ink” is understood here to mean an ink that consists of a liquid - typically water - and colorants dissolved in it. Solubilizers can be used with some dye-based inks. The colorants dissolved in a dye-based ink are called a "dye". A “dye” is understood here to mean a substance or a mixture of substances which has light absorption in the visible spectral range and, in contrast to a color pigment, dissolves chemically in a liquid, in particular water.
Unter einer „pigmentbasierten Tinte“ wird hier eine Tinte verstanden, die aus einer Flüssigkeit mit darin dispergierten Pigmenten besteht. Pigmente sind im Gegensatz zu Farbstoffen nicht löslich. Sie sind in der Tintenflüssigkeit - typischerweise Wasser - in partikulärer Form dispergiert. Pigmente können insbesondere anorganische Pigmente oder Rußpartikel umfassen. Unter einem „Pigment“ wird hier ein Stoff oder ein Stoffgemisch verstanden, der bzw. das eine Lichtabsorption zumindest im sichtbaren Spektralbereich aufweist.A “pigment-based ink” is understood here to mean an ink that consists of a liquid with pigments dispersed in it. In contrast to dyes, pigments are not soluble. They are dispersed in the ink liquid - typically water - in particulate form. Pigments can in particular comprise inorganic pigments or carbon black particles. A “pigment” is understood here to mean a substance or a mixture of substances which has light absorption at least in the visible spectral range.
Unter einer „Druckfarbe“, auch „Farbton“ genannt, wird hier die Farbe verstanden, die das menschliche Auge bei Betrachtung eines Ausdrucks, der mit einer bestimmten Tinte erzeugt wurde, wahrnimmt, wenn der Ausdruck mit Licht des sichtbaren Spektralbereichs beleuchtet wird. In Ausführungsformen in welchen das Prüfbild als monochromatisches digitales Bild erfasst wird bezieht sich der Begriff „Druckfarbe“ vorzugsweise auf den Intensitätswert dieser Farbe in dem einen Farbkanal des monochromatischen digitalen Prüfbilds.A “printing color”, also called “hue”, is understood here to mean the color that the human eye perceives when looking at a printout that has been produced with a specific ink and when the printout is illuminated with light in the visible spectral range. In embodiments in which the test image is recorded as a monochromatic digital image, the term “printing color” preferably relates to the intensity value of this color in the one color channel of the monochromatic digital test image.
Ein „Sicherheitsmerkmal“ ist eine charakteristische Eigenschaft eines Dokuments, die die Authentizität (Echtheit) eines Dokuments beweisen und eine Fälschung unmöglich machen oder zumindest erheblich erschweren sollen. Beispielsweise können holografischkinematische Merkmale, Oberflächenprägungen, und Wasserzeichen, Wasserzeichen, UV-Wasserzeichen, spezielle Papierqualität oder Kartenkörperbeschaffenheit, beispielsweise mit integrierten Fasern, mehrfarbig verarbeitete Guillochen, Druckelemente mit Kippeffekt, Schriftelemente mit Mikroschrift oder dergleichen als Sicherheitsmerkmal dienen. Ein Dokument nach einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet zumindest ein Sicherheitsmerkmal in Form eines per Tintenstrahldruck in das oder auf das Dokument gedruckten Bildes, das ein Muster enthält, das bei sichtbarem Licht vom menschlichen Auge nicht erkennbar ist, das aber mittels einer Bildanalyse der Tröpfchen dieses Tintenstrahldrucks erkannt werden kann.A “security feature” is a characteristic property of a document which is intended to prove the authenticity (authenticity) of a document and to make counterfeiting impossible or at least considerably more difficult. For example, holographic kinematic features, surface embossing, and watermarks, watermarks, UV watermarks, special paper quality or card body properties, for example with integrated fibers, multicolored guilloches, printing elements with tilting effect, writing elements with microwriting or the like can serve as security features. A document according to one embodiment of the invention contains at least one security feature in the form of an image printed in or on the document by inkjet printing, which contains a pattern that cannot be recognized by the human eye in visible light, but which is made by means of an image analysis of the droplets of this inkjet printing can be recognized.
Ein „Tintenstrahldrucker“ ist ein Drucker, insbesondere ein Matrixdrucker, bei denen durch den gezielten Abschuss und/oder das Ablenken kleiner Tintentröpfchen ein Druckbild erzeugt wird.An “inkjet printer” is a printer, in particular a matrix printer, in which a print image is generated by the targeted shooting and / or the deflection of small ink droplets.
Ein „Absorptionsspektrum“ ist ein Farb- bzw. elektromagnetisches Spektrum, das entsteht, wenn breitbandiges (weißes) Licht Materie durchstrahlt und Lichtquanten (Photonen) bestimmter Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche dabei absorbiert werden (Resonanzabsorption). Die absorbierten Photonen fehlen im hindurchtretenden Licht, weshalb das Spektrum bei den betreffenden Wellenlängen dunkel oder im Extremfall schwarz ist. Werden die Photonen absorbiert, indem sie Atome anregen, handelt es sich um scharf definierte Energiebeträge und damit Wellenlängen, und die dunklen Bereiche sind dementsprechend schmale Linien. In Molekülen liegen dagegen oft viele absorbierbare Energiewerte dicht beieinander und bilden im Spektrum breitere dunkle Bereiche, sogenannte Absorptionsbanden. In jedem Fall ist das beobachtete Absorptionsspektrum charakteristisch für die Art der Materie, die die Strahlung durchquert.An "absorption spectrum" is a color or electromagnetic spectrum that arises when broadband (white) light shines through matter and light quanta (photons) of certain wavelengths or wavelength ranges are absorbed (resonance absorption). The absorbed photons are absent in the light passing through, which is why the spectrum at the relevant wavelengths is dark or, in extreme cases, black. If the photons are absorbed by exciting atoms, it acts sharply defined amounts of energy and thus wavelengths, and the dark areas are accordingly narrow lines. In molecules, on the other hand, many absorbable energy values are often close together and form broader dark areas in the spectrum, so-called absorption bands. In any case, the observed absorption spectrum is characteristic of the type of matter that the radiation traverses.
Soweit in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung der Begriff „visuell“ verwendet wird, ist darunter die visuelle Wahrnehmungsfähigkeit eines normalsichtigen Menschen zu verstehen, insbesondere bezüglich des Spektrums der wahrgenommenen Wellenlängen.Insofar as the term “visual” is used in the description and in the claims of the present application, this is to be understood as the visual perception ability of a person with normal vision, in particular with regard to the spectrum of the perceived wavelengths.
Unter „Weißlicht“, „sichtbarem Licht“ oder „Licht im sichtbaren Spektralbereich“ wird hier breitbandiges Licht im für das menschliche Auge sichtbaren Spektralbereich verstanden, z.B. Tageslicht oder Licht einer Lampe mit einem dem Tageslicht ähnlichen Emissionsspektrum im sichtbaren Wellenlängenbereich. Die Verteilung der Wellenlängen des Weißlichts ist kontinuierlich. Insbesondere umfasst Weißlicht breitbandiges Licht mit Wellenlängen zwischen ca. 380 und 780 nm."White light", "visible light" or "light in the visible spectral range" is understood here to mean broadband light in the spectral range visible to the human eye, e.g. daylight or light from a lamp with an emission spectrum in the visible wavelength range that is similar to daylight. The distribution of the wavelengths of white light is continuous. In particular, white light comprises broadband light with wavelengths between approx. 380 and 780 nm.
Unter „Licht im Infrarot (IR)-Bereich“, „Infrarotstrahlung“, oder „IR-Strahlung“, wird hier elektromagnetische Strahlung im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und der längerwelligen Terahertzstrahlung verstanden. Insbesondere ist damit Licht mit einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 1 mm gemeint. Dies entspricht einem Frequenzbereich von 300 GHz bis 400 THz bzw. einem Wellenzahlbereich von 10 cm-1 bis 12800 cm-1."Light in the infrared (IR) range", "infrared radiation", or "IR radiation" is understood here to mean electromagnetic radiation in the spectral range between visible light and longer-wave terahertz radiation. In particular, this means light with a wavelength between 780 nm and 1 mm. This corresponds to a frequency range from 300 GHz to 400 THz or a wave number range from 10 cm -1 to 12800 cm -1 .
Ein „digitales Bild“ ist ein Datensatz, in dem Bildinhalte repräsentiert und gespeichert werden. Insbesondere kann es sich bei dem digitalen Bild um einen Datensatz handeln, in dem der Inhalt eines Bildes durch ganze Zahlen repräsentiert wird. Insbesondere kann es sich bei dem digitalen Bild um eine Rastergraphik handeln.A “digital image” is a data set in which image content is represented and stored. In particular, the digital image can be a data record in which the content of an image is represented by whole numbers. In particular, the digital image can be a raster graphic.
Ein „Prüfbild“ ist ein digitales Bild, welches zumindest denjenigen Teil des Dokumentes abbildet, welches den Tintenstrahldruck beinhaltet, und welches dadurch erzeugt wurde, dass eine Bilderfassungseinheit diesen Teil digital erfasst hat. Vorzugsweise erfolgt die Erfassung bei Weißlicht und mit hoher Auflösung.A “test image” is a digital image which depicts at least that part of the document which contains the inkjet print and which was generated by the fact that an image acquisition unit captured this part digitally. The detection is preferably carried out in white light and with high resolution.
Ein „IR-Prüfbild“ ist ein digitales Bild, welches zumindest denjenigen Teil des Dokumentes abbildet, welches den Tintenstrahldruck beinhaltet, und welches dadurch erzeugt wurde, dass eine Bilderfassungseinheit diesen Teil digital erfasst hat, während zumindest dieser Teil des Dokuments mit Infrarotlicht bestrahlt wurde.An “IR test image” is a digital image which depicts at least that part of the document which contains the inkjet print and which was generated by an image capture unit digitally capturing this part while at least this part of the document was irradiated with infrared light.
Unter einer „Prüfeinheit“ wird hier ein Gerät oder eine Gerätekomponente bezeichnet, welche dazu ausgebildet ist, die Echtheit eines Dokuments anhand mindestens eines Sicherheitsmerkmals des Dokuments zu prüfen.A “checking unit” here denotes a device or a device component which is designed to check the authenticity of a document on the basis of at least one security feature of the document.
Unter einer „Bilderfassungseinheit“ oder „Weißlicht-Bilderfassungseinheit“ wird hier ein Gerät oder eine Gerätekomponente bezeichnet, welche mindestens eine Apparatur zur Erfassung eines digitalen Bildes eines physischen Objekts beinhaltet oder selbst diese Apparatur ist, wobei die Apparatur im sichtbaren Frequenzbereich sensitiv ist. Die Apparatur kann z.B. eine Kamera oder ein Mikroskop sein. Optional kann die Bilderfassungseinheit eine weitere Apparatur zur Erfassung eines digitalen Bildes eines physischen Objekts beinhalten, z.B. eine Kamera oder ein Mikroskop, wobei diese weitere Apparatur in einem Wellenlängenbereich außerhalb des sichtbaren Lichts, z.B. im IR-Bereich, sensitiv ist. Falls der Wellenlängenbereich außerhalb des sichtbaren Lichts der IR-Bereich ist, kann die weitere Apparatur auch als „IR-Bilderfassungseinheit“ bezeichnet werden. Es ist auch möglich, dass die gleiche Kamera bzw. das gleiche Mikroskop sowohl im sichtbaren Frequenzbereich als auch in diesem anderen Frequenzbereich, z.B. dem IR-Bereich, sensitiv ist und sowohl als „Weißlicht-Bilderfassungseinheit“ als auch als „IR-Bilderfassungseinheit“ verwendet wird, z.B. um Prüfbilder und IR-Prüfbilder mit der gleichen Apparatur zu erfassen.An “image acquisition unit” or “white light image acquisition unit” is used here to denote a device or a device component which contains at least one apparatus for acquiring a digital image of a physical object or is this apparatus itself, the apparatus being sensitive in the visible frequency range. The apparatus can be, for example, a camera or a microscope. Optionally, the image acquisition unit can contain a further apparatus for acquiring a digital image of a physical object, e.g. a camera or a microscope, this further apparatus being sensitive in a wavelength range outside of visible light, e.g. in the IR range. If the wavelength range outside of visible light is the IR range, the additional apparatus can also be referred to as an “IR image acquisition unit”. It is also possible that the same camera or the same microscope is sensitive both in the visible frequency range and in this other frequency range, for example the IR range, and is used both as a “white light image acquisition unit” and as an “IR image acquisition unit” is used, for example, to capture test images and IR test images with the same apparatus.
Unter einer „IR-Bilderfassungseinheit“ wird hier ein Gerät oder eine Gerätekomponente bezeichnet, welche mindestens eine Apparatur zur Erfassung eines digitalen Bildes eines physischen Objekts beinhaltet oder selbst diese Apparatur ist, wobei die Apparatur im IR-Frequenzbereich sensitiv ist. Die Apparatur kann z.B. eine Kamera oder ein Mikroskop sein. An “IR image acquisition unit” here denotes a device or a device component which contains at least one apparatus for acquiring a digital image of a physical object or is this apparatus itself, the apparatus being sensitive in the IR frequency range. The apparatus can be, for example, a camera or a microscope.
Unter einer „Kamera“ wird hier eine fototechnische Apparatur bezeichnet, die statische oder bewegte Bilder auf einem fotografischen Film oder elektronisch auf ein digitales Speichermedium aufzeichnen oder über eine Schnittstelle als digitales Bild an einen Empfänger übermitteln kann. Die Kamera kann eine einlinsige oder mehrlinsige (Okular und Objektiv umfassende) Optik haben. Das Bild wird von einem Objektiv auf einem Film (Analogkamera) oder auf einem elektronischen Sensor (Digitalkamera) an der gegenüberliegenden Kamerawand erzeugt. Manche Kameras beinhalten einen Auslöser und einen Verschluss (Blende). Mit dem Auslöser wird der Verschluss am Objektiv für eine sehr kurze Zeit geöffnet, sodass das Licht durch das Objektiv fallen und ein Bild aufgenommen werden kann.A “camera” here refers to a phototechnical apparatus that can record static or moving images on photographic film or electronically on a digital storage medium or transmit them as a digital image to a receiver via an interface. The camera can have a single-lens or multi-lens (eyepiece and lens comprising) optics. The image is generated by a lens on a film (analog camera) or on an electronic sensor (digital camera) on the opposite camera wall. Some cameras include a shutter release and a shutter (aperture). The shutter release opens the shutter on the lens for a very short time so that the light can pass through the lens and a picture can be taken.
Unter einem „Mikroskop“ wird hier ein Lichtmikroskop verstanden, also ein optischer Apparat zur Bilderfassung, der stark vergrößerte Bilder von kleinen Strukturen oder Objekten mit Hilfe von Licht erzeugen kann. Die Vergrößerung erfolgt gemäß den Gesetzen der Optik unter Ausnutzung von Lichtbrechung an Glaslinsen. Insbesondere kann es sich bei dem Mikroskop um ein Auflichtmikroskop handeln, aber auch Hellfeldmikroskope können in manchen Ausführungsformen verwendet werden, z.B. bei Dokumenten mit transparentem Dokumentenkörper. Das Mikroskop kann ein „einfaches“ oder „zusammengesetztes“ Mikroskop sein. Einfache Mikroskope besitzen nur ein einzelnes optisches System zur Vergrößerung und funktionieren wie eine Lupe (zum Prinzip der Vergrößerung siehe dort). Es kann eine einzelne Glaslinse oder ein Verbund mehrerer Einzellinsen verwendet werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Mikroskop um ein zusammengesetztes Mikroskop bestehend aus mindestens zwei hintereinander geschalteten optischen Systemen mit jeweils eigener Vergrößerung. Das vordere, das Objektiv, erzeugt ein vergrößertes reelles Bild, das Zwischenbild, welches vom Okular ein zweites Mal vergrößert wird. Das Okular funktioniert dabei wie eine Lupe und erzeugt ein virtuelles Abbild des Zwischenbildes. Die Gesamtvergrößerung des Mikroskops ist das Produkt aus Objektivvergrößerung und Okularvergrößerung. Bei einem 20x Objektiv und einem 10x Okular beträgt die Gesamtvergrößerung also 200x. Bei manchen Mikroskopen sind mehrere Objektive drehbar gelagert, sodass je ein Objektiv und ein beliebiges der Okulare durch eine mechanische Drehung der Lagerungsachse frei miteinander kombiniert werden können um eine gewünschte Auflösung zu erzielen. Einige Kameras mit hoher Auflösung können auch als Mikroskop verwendet und als „Mikroskop im weiteren Sinne“ bezeichnet werden, jedoch verfügen Kameras im Gegensatz zu Mikroskopen im engeren Sinne in der Regel nicht über die mehreren drehbar gelagerte Objektive.A “microscope” is understood here to be a light microscope, i.e. an optical apparatus for image acquisition that can generate greatly enlarged images of small structures or objects with the aid of light. The magnification takes place in accordance with the laws of optics using the refraction of light on glass lenses. In particular, the microscope can be a reflected light microscope, but bright field microscopes can also be used in some embodiments, for example in the case of documents with a transparent document body. The microscope can be a “simple” or “compound” microscope. Simple microscopes only have a single optical system for magnification and function like a magnifying glass (for the principle of magnification, see there). A single glass lens or a combination of several individual lenses can be used. The microscope is preferably a composite microscope consisting of at least two optical systems connected one behind the other, each with its own magnification. The front lens, the objective, creates an enlarged real image, the intermediate image, which is enlarged a second time by the eyepiece. The eyepiece works like a magnifying glass and creates a virtual image of the intermediate image. The total magnification of the microscope is the product of the objective magnification and the eyepiece magnification. With a 20x objective and a 10x eyepiece, the total magnification is 200x. In some microscopes, several objectives are rotatably mounted so that an objective and any one of the eyepieces can be freely combined with one another by mechanical rotation of the bearing axis in order to achieve the desired resolution. Some cameras with high resolution can also be used as a microscope and referred to as a “microscope in the broader sense”, but in contrast to microscopes in the narrower sense, cameras usually do not have several rotatable lenses.
Unter der „Morphologie“ eines Tintenstrahltröpfchens wird hier eine Spezifikation von ein oder mehreren Merkmalen des Tintenstrahltröpfchens bezüglich dessen räumlicher Erstreckung in x- und y-Richtung verstanden. Die räumliche Ausdehnung des Dokuments in „z-Richtung“ entspricht der Dicke des Dokuments. Die Länge des Dokuments kann z.B. in der „x-Richtung“ und die Tiefe in der „y-Richtung“ spezifiziert sein. Zu der Morphologie gehört also insbesondere der Tröpfchendurchmesser in der x-y Ebene gemessen, aber auch die Umrissgröße und Form und/oder die Intensitätsverteilung der Pixel des Tröpfchens, z.B. der Intensitätsverlauf vom Zentrum des Tröpfchens zu den Rändern hin, wenn man ein Bild eines Querschnitt des Tröpfchens in einer xy-Ebene erfasst. Die Morphologie umfasst nicht die räumliche Erstreckung des Tröpfchens in z-Richtung. Die Morphologie eines Tröpfchens ist also eine Beschreibung der räumlichen Erstreckung des Tröpfchens und optional weiterer Eigenschaften im zweidimensionalen Raum, also einer Ebene. Diese Ebene ist vorzugsweise die Ebene, auf welche zumindest Teile des Bildes auf das Dokument gedruckt wurde, oder eine Ebene parallel zu dieser.The “morphology” of an inkjet droplet is understood here to be a specification of one or more features of the inkjet droplet with regard to its spatial extension in the x and y directions. The spatial extension of the document in the "z-direction" corresponds to the thickness of the document. The length of the document can e.g. be specified in the "x-direction" and the depth in the "y-direction". The morphology includes in particular the droplet diameter measured in the xy plane, but also the outline size and shape and / or the intensity distribution of the pixels of the droplet, e.g. the intensity profile from the center of the droplet to the edges if you have an image of a cross section of the droplet recorded in an xy plane. The morphology does not include the spatial extent of the droplet in the z-direction. The morphology of a droplet is therefore a description of the spatial extent of the droplet and optionally other properties in two-dimensional space, that is, a plane. This plane is preferably the plane on which at least parts of the image were printed on the document, or a plane parallel to this.
Unter der „Topologie“ eines Tintenstrahltröpfchens wird hier eine Spezifikation der Morphologie des Tröpfchens in Kombination mit einer Spezifikation von ein oder mehreren Merkmalen des Tintenstrahltröpfchens bezüglich dessen räumlicher Erstreckung in z-Richtung verstanden. Die räumliche Ausdehnung des Dokuments in „z-Richtung“ entspricht der Dicke des Dokuments. Die Länge des Dokuments kann z.B. in einer „x-Richtung“ und die Tiefe in „y-Richtung“ spezifiziert sein. Falls das Dokument mehrere Materialschichten beinhaltet und/oder aus mehreren Materialschichten erzeugt wurde, spezifiziert die Topologie des Tröpfchens dessen Erstreckung über ein oder mehrere Materialebenen in z-Richtung. Zu der Topologie kann also insbesondere der Tröpfchendurchmesser in z-Richtung gehören, aber auch die Umrissgröße und Form und/oder die Intensitätsverteilung der Pixel des Tröpfchens, z.B. der Intensitätsverlauf vom Zentrum des Tröpfchens zu den Rändern hin, wenn man ein Bild eines Querschnitt des Tröpfchens in einer x-z oder y-z Ebene erfasst. Die Topologie eines Tröpfchens ist also eine Beschreibung der räumlichen Erstreckung des Tröpfchens und optional weiterer Eigenschaften in alle drei Raumrichtungen.The “topology” of an inkjet droplet is understood here to mean a specification of the morphology of the droplet in combination with a specification of one or more features of the inkjet droplet with regard to its spatial extension in the z-direction. The spatial extension of the document in the "z-direction" corresponds to the thickness of the document. The length of the document can e.g. be specified in an "x-direction" and the depth in the "y-direction". If the document contains several material layers and / or was produced from several material layers, the topology of the droplet specifies its extension over one or more material planes in the z-direction. The topology can therefore include, in particular, the droplet diameter in the z-direction, but also the outline size and shape and / or the intensity distribution of the pixels of the droplet, e.g. the intensity profile from the center of the droplet to the edges if you have an image of a cross-section of the droplet recorded in an xz or yz plane. The topology of a droplet is therefore a description of the spatial extent of the droplet and optionally other properties in all three spatial directions.
Unter einem „Muster“ wird hier eine optisch (vom menschlichen Auge oder durch einen optischen Sensor) erfassbare Struktur auf oder in einem physischen Objekt verstanden. Das Muster beinhaltet ein mit einer gewissen Regelmäßigkeit sich wiederholendes graphisches Element. Z.B. kann das Muster ein Code sein, z.B. ein Barcode, der mehrere Striche enthält, oder ein 2D code, der mehrere Quadrate gitterförmig angeordnet hat. Im Zuge einer Mustererkennung wird ein Eingangsbild analysiert um die sich regelmäßig wiederholenden graphischen Elemente zu erkennen sowie das Muster, welches aus diesen Elementen gebildet wird.A “pattern” is understood here as an optically detectable structure (by the human eye or by an optical sensor) on or in a physical object. The pattern contains a graphic element that is repeated with a certain regularity. For example, the pattern can be a code, e.g. a barcode that contains several bars or a 2D code that has several squares arranged in a grid. In the course of a pattern recognition, an input image is analyzed in order to recognize the regularly repeating graphic elements as well as the pattern that is formed from these elements.
FigurenlisteFigure list
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt
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1 ein exemplarisches Flussdiagramm einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Dokuments mit einem Dokumentenkörper und einem mit dem Dokumentenkörper verbundenen, visuell nicht wahrnehmbaren Sicherheitsmerkmal; -
2 ein Blockdiagramm eines Tintenstrahldruckers, der zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals verwendet wird; -
3 ein exemplarisches Flussdiagramm von Teilschritten eines Verfahrens zur Prüfung eines Dokuments anhand dessen Sicherheitsmerkmal; -
4 eine Illustration von Teilschritten der Erzeugung des Sicherheitsmerkmals aus einem Bild und einem Muster; -
5 eine beispielhafte Ausführung einer Variante eines erfindungsgemäßen Dokuments; -
6 verschiedene Ausschnitte des durch Tintenstrahldruck erzeugten Sicherheitsmerkmals in unterschiedlichen Vergrößerungen; -
7 eine dreidimensionale Illustration unterschiedlicher Tröpfchenmorphologien und Topologien in einem mehrschichtigen Dokumentenkörper; -
8 ein Blockdiagramm einer Prüfeinheit; -
9 ein Blockdiagramm eines Systems mit der Prüfeinheit und mehreren Lichtquellen und Bilderfassungseinheiten; und
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1 an exemplary flow chart of an embodiment of the method according to the invention for producing a document with a document body and a visually imperceptible security feature connected to the document body; -
2 Figure 3 is a block diagram of an ink jet printer used to manufacture the security feature; -
3 an exemplary flowchart of partial steps of a method for checking a document on the basis of its security feature; -
4th an illustration of partial steps in the generation of the security feature from an image and a pattern; -
5 an exemplary embodiment of a variant of a document according to the invention; -
6th different sections of the security feature produced by inkjet printing in different magnifications; -
7th a three-dimensional illustration of different droplet morphologies and topologies in a multilayer document body; -
8th a block diagram of a test unit; -
9 a block diagram of a system with the inspection unit and a plurality of light sources and image acquisition units; and
Zunächst wird in Schritt
Beispielsweise können beide Tinten im sichtbaren Licht die Farbe Schwarz aufweisen. Bei der farbstoffbasierten Tinte kann es sich zum Beispiel um Tinte mit Solvent Black 27 und bei der pigmentbasierten Tinte um Tinte mit Carbon Black handeln.For example, both inks can be black in visible light. The dye-based ink can be, for example, ink with solvent black 27 and the pigment-based ink can be ink with carbon black.
Alternativ dazu können beide Tinten im sichtbaren Licht die Farbe Magenta aufweisen. Bei der farbstoffbasierten Tinte kann es sich zum Beispiel um Solvent Red 26 und bei der pigmentbasierten Tinte um eine Tinte mit Quinacridon handeln.Alternatively, both inks can be magenta in visible light. The dye-based ink can be, for example, Solvent Red 26 and the pigment-based ink can be an ink with quinacridone.
Alternativ dazu können beide Tinten im sichtbaren Licht die Farbe Cyan aufweisen. Bei der farbstoffbasierten Tinte kann es sich zum Beispiel um Solvent Blue 78 und bei der pigmentbasierten Tinte um Tinte mit Cu-Phthalocyanin handeln.Alternatively, both inks can be cyan in visible light. The dye-based ink can be, for example, Solvent Blue 78 and the pigment-based ink can be ink with Cu phthalocyanine.
Alternativ dazu können beide Tinten im sichtbaren Licht die Farbe Gelb aufweisen. Bei der farbstoffbasierten Tinte kann es sich zum Beispiel um Tinte mit Solvent Yellow 124 und bei der pigmentbasierten Tinte um Tinte mit Brilliantgelb handeln.Alternatively, both inks can be yellow in visible light. The dye-based ink can be, for example, ink with solvent yellow 124 and the pigment-based ink can be ink with brilliant yellow.
Optional kann der Tintenstrahldrucker weitere Tanks für weitere pigmentbasierte oder farbstoffbasierte Tinten beinhalten.The inkjet printer can optionally contain further tanks for further pigment-based or dye-based inks.
In einem weiteren Schritt
In Schritt
In einem weiteren Schritt
Beispielsweise kann die Überlagerung von dem oben genannten Bildbearbeitungsprogramm oder dem Druckerprogramm durchgeführt werden. Beispielsweise bedeutet die Überlagerung, dass das Muster und damit auch dessen erste und zweite Bereiche auf eine bestimmte Weise auf das digitale Bild abgebildet wird. Beispielsweise kann die Überlagerung beinhalten, dass zunächst in dem digitalen Bild nach möglichst großen Bereichen gesucht wird, deren Pixel eine besonders hohe und vorzugsweise homogene Intensität in demjenigen Farbkanal haben, dessen Farbe der Farbe der farbstoffbasierten Tinte in dem ersten Tank und der pigmentbasierten Tinte in dem zweiten Tank entspricht.For example, the overlay can be carried out by the above-mentioned image processing program or the printer program. For example, the superposition means that the pattern and thus also its first and second areas are mapped onto the digital image in a certain way. For example, the overlay can include that the digital image is first searched for as large areas as possible whose pixels have a particularly high and preferably homogeneous intensity in that color channel whose color corresponds to the color of the dye-based ink in the first tank and the pigment-based ink in the second tank corresponds.
Falls es sich bei der „Farbe“ der Druckfarben in dem ersten und zweiten Tank also um „schwarz“ handelt, würde das digitale Bild nach denjenigen Bereichen durchsucht, die einen besonders hohen und homogenen Anteil schwarzer Pixel (bzw. RGB-Pixel mit sehr niedrigem Intensitätswert) beinhalten. Auf diesen dynamisch identifizierten Bereich würde sodann das Muster abgebildet. Nach Ausführungsformen der Erfindung wird also das Muster, das nicht die gesamte Fläche des Bildes einnimmt, an der Region des Bildes überlagert, welche die kleinsten Schwankungen des Anteils an schwarzer Druckfarbe aufweist. Dabei genügt es in einer Ausführungsform, wenn die Schwankungen des Anteils an schwarzer Druckfarbe in den Bereichen minimiert werden, die mit der pigmentbasierten Tinte gedruckt werden. Die Information über die Schwarzanteile kann bereits beim sogenannten Rendern des Fotos in die einzelnen Druckfarben vorliegen bzw. durch eine entsprechende Analyse erzeugt werden. Das Muster kann dann an unterschiedlichen Stellen des Bildes positioniert werden, und die jeweilige Schwankung der Anteile an schwarzer Druckfarbe kann ermittelt werden.If the “color” of the printing inks in the first and second tanks is “black”, the digital image would be searched for those areas that have a particularly high and homogeneous proportion of black pixels (or RGB pixels with a very low Intensity value). The pattern would then be mapped onto this dynamically identified area. According to embodiments of the invention, the pattern which does not take up the entire surface of the image is superimposed on the region of the image which has the smallest fluctuations in the proportion of black printing ink. In one embodiment, it is sufficient if the fluctuations in the proportion of black printing ink are minimized in the areas that are printed with the pigment-based ink. The information about the black components can already be available when the photo is rendered into the individual printing colors or can be generated by a corresponding analysis. The pattern can then be positioned at different points in the image, and the respective fluctuation in the proportions of black printing ink can be determined.
In anderen Ausführungsformen kann die Überlagerung aber auch so erfolgen, dass das Muster auf das digitale Bild nach einem festen, vordefinierten Schema abgebildet wird unabhängig vom Inhalt des digitalen Bildes.In other embodiments, however, the superposition can also take place in such a way that the pattern is mapped onto the digital image according to a fixed, predefined scheme regardless of the content of the digital image.
Das Verfahren beinhaltet einen weiteren Schritt
In manchen Ausführungsformen ist das Muster ein Code, der Daten kodiert, die mit dem Dokument direkt oder indirekt in Beziehung stehen. Beispielsweise können die Daten Informationen beinhalten, die spezifisch dem Herausgeber des Dokuments, der Person, der das Dokument zugewiesen ist, zugehören und/oder bekannt sind. Bei den Daten kann es sich insbesondere um Daten handeln, die für das Dokument und/oder die Person einzigartig sind. Beispielsweise kann es sich bei den Daten um eine Kombination aus Kontonummer und Bankleitzahl, um eine Kreditkartennummer, um eine Personalausweisnummer, eine Seriennummer eines dokumentenbasierten Geldscheins oder dergleichen handeln.In some embodiments, the pattern is code that encodes data directly or indirectly related to the document. For example, the data can contain information that specifically belongs to and / or is known to the publisher of the document, the person to whom the document is assigned. The data can in particular be data that are unique to the document and / or the person. For example, the data can be a combination of account number and bank code, a credit card number, an identity card number, a serial number of a document-based bank note or the like.
Diese Daten können in manchen Ausführungsformen noch auf andere Weise zusätzlich in oder auf dem Dokument oder dessen Dokumentenkörper enthalten sein. Beispielsweise kann das Dokument einen Datenspeicher, z.B. einen Magnetstreifen oder einen Chip mit integriertem Speicher, beinhalten, in welchem die in dem Muster kodierten Daten ebenfalls gespeichert sind. Im Zuge der Dokumentenprüfung können diese von der Prüfeinheit ausgelesen und mit den dekodierten Daten des ebenfalls ausgelesenen gedruckten Codes verglichen werden. Stimmen die verglichenen Werte nicht überein, wird von einer Fälschung des Dokuments ausgegangen.In some embodiments, this data can also be contained in or on the document or its document body in some other way. For example, the document can contain a data memory, for example a magnetic strip or a chip with an integrated memory, in which the data encoded in the pattern are also stored. In the course of the document check, these can be read out by the checking unit and compared with the decoded data of the printed code that has also been read out. If the compared values do not match, a forgery of the document is assumed.
Beispielsweise kann in manchen Ausführungsformen im Zuge der Erzeugung oder Personalisierung des Dokuments ein kryptographisches Schlüsselpaar erzeugt werden, das spezifisch für dieses Dokument und/oder eine Person, für welche das Dokument erstellt wird, ist. Das kryptographische Schlüsselpaar umfasst einen privaten und einen dazu korrespondierenden öffentlichen Schlüssel. Mit dem öffentlichen Schlüssel werden die mit dem Dokument in Bezug stehenden, für das Dokument einzigartigen Daten verschlüsselt. Mit dem öffentlichen Schlüssel des Schlüsselpaars werden die für das Dokument einzigartige Daten verschlüsselt und in einem weiteren Schritt in einen graphischen Code codiert, bspw. ein Barcode oder ein Matrixcode. Danach wird dieser Matrixcode mit einem Foto, das auf das oder in das Dokument gedruckt werden soll, überlagert und das überlagerte Bild wie oben beschrieben gedruckt.For example, in some embodiments, in the course of the generation or personalization of the document, a cryptographic key pair can be generated that is specific for this document and / or a person for whom the document is created. The cryptographic key pair comprises a private and a corresponding public key. With the public key, the data relating to the document and unique to the document are encrypted. The data unique to the document are encrypted with the public key of the key pair and, in a further step, encoded in a graphic code, for example a barcode or a matrix code. A photo to be printed on or in the document is then overlaid on this matrix code and the overlaid image is printed as described above.
Bei einer Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens werden Informationen über das Material des Dokumentenkörpers, des Druckprozesses, des Vorhandenseins von Oberflächenbeschichtungen, und/oder der verwendeten Tinten in maschinenlesbarer Form auf dem oder in dem Dokument angebracht, z.B. als weiterer Aufdruck, als Gravur oder als Datensatz in einem Datenspeicher des Dokuments oder in einer externen Datenbank in Verbindung mit einer ID des Dokuments gespeichert. Das Prüfgerät kann dazu konfiguriert sein, im Zuge der Prüfung diese Informationen vom Dokument oder der Datenbank zu lesen und bei der Bildanalyse zu verwenden, um die Erkennung des Musters zu verbessern.In one embodiment of the production method, information about the material of the document body, the printing process, the presence of surface coatings and / or the inks used are applied in machine-readable form on or in the document, e.g. as a further imprint, as an engraving or as a data record in one Data storage of the document or stored in an external database in connection with an ID of the document. The test device can be configured to read this information from the document or the database in the course of the test and to use it in the image analysis in order to improve the recognition of the pattern.
Die Farbtanks können in manchen Ausführungsformen ein oder mehrere weitere Tanks umfassen, sodass das Drucken beispielsweise im CMYK-Farbmodus möglich ist. In einer Ausführungsform umfassen die Tanks
Beispielsweise können die Tinten wie folgt hergestellt werden: Zunächst wird eine Mischung von 149,0 g (0,65 Mol) Bisphenol A (2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan und 107,9 g (0,35 Mol) 1, 1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan zu einem Polycarbonatderivat umgesetzt werden. Das Polycarbonatderivat zeigte eine relative Lösungsviskosität von 1,263. Eine flüssige Zubereitung wurde aus 17,5 Gew.-Teile des Polycarbonatderivats und 82,5 Gew.-Teile eines Lösungsmittel-Gemisches mit folgenden Komponenten hergestellt:
Es wird eine farblose, hochviskose Lösung mit einer Lösungsviskosität bei Raumtemperatur von 800 m Pas erhalten.A colorless, highly viscous solution with a solution viscosity at room temperature of 800 m Pas is obtained.
In einem nächsten Schritt werden in einem 50 mL Weithalsgewindeglas 4 g Polycarbonatlösung aus Beispiel 2 und 30 g des Lösungsmittelgemisches aus Beispiel 2 mit einem Magnetrührer homogenisiert. Es wurde eine farblose, niederviskose Lösung mit einer Lösungsviskosität bei Raumtemperatur von 1,67 mPa s erhalten. Die Oberflächenspannung dieser Basistinte wurde mit einem OEG Surftens Meßsystem nach der Pendant drop Methode mit 21,4 ± 1,9 mN/m bestimmt. Im nächsten Schritt erfolgt die Zugabe des oder der gewünschten Pigmente oder des oder der gewünschten Farbstoffe in Mengen die zur Bewirkung eines bestimmten Farbtons nötig sind. Alternative Zusammensetzungen für Tinten für den Tintenstrahldruck in oder auf Dokumentenkörper sie in der
Optional kann der Drucker einen Dokumenteneinzug
Die Prüfung kann zum Beispiel mithilfe einer Prüfeinheit
In einem ersten Schritt
Bei dem Sicherheitsmerkmal handelt es sich um ein mit einem Muster überlagertes Bild, welches per Tintenstrahldruck in dem oder auf dem Dokument gedruckt wurde wie zum Beispiel im Hinblick auf
Die Prüfeinheit beinhaltet eine Bilderfassungseinheit, deren Auflösung hinreichend groß ist, um bei dem gegebenen Abstand zwischen der Bilderfassung Einheit und dem empfangenen Dokument zumindest einen gewissen Anteil der Tintenstrahltröpfchen (zum Beispiel mindestens 20 %, vorzugsweise mindestens 50 %) räumlich voneinander aufzulösen. Beispielsweise kann es sich bei der Bilderfassung Einheit um ein Mikroskop oder eine hochauflösende Kamera handeln.The checking unit contains an image acquisition unit, the resolution of which is sufficiently high to spatially resolve at least a certain proportion of the inkjet droplets (for example at least 20%, preferably at least 50%) from one another at the given distance between the image acquisition unit and the received document. For example, the image acquisition unit can be a microscope or a high-resolution camera.
In Schritt
In einem nächsten Schritt
Im Zuge der Bildanalyse wird zumindest die Morphologie der im Prüfbild abgebildeten Tintenstrahltröpfchen, aus welchen der Tintenstrahldruck besteht, automatisch in Schritt
Im Schritt
Gemäß Ausführungsformen wird das Erkennen der ersten und zweiten Regionen anhand der Tröpfchenmorphologie bzw. Topologie von einem trainierten Machine-Learning (ML) Programm, insbesondere einem neuronalen Netz oder einer Supportvektormaschine, durchgeführt. Das ML-Programm kann Bestandteil des Bildanalyse Programmes sein. Beispielsweise kann das ML-Programm auf einem Trainingsdatensatz trainiert werden, welcher eine Vielzahl von Bildern mit an notierten ersten und zweiten Bildregionen beinhaltet, wobei die ersten Bildregionen lediglich Tintenstrahltröpfchen der farbstoffbasierten Tinte und die zweiten Bildregionen lediglich die Tintenstrahltröpfchen der pigmentbasierten Tinte beinhalten.According to embodiments, the first and second regions are recognized on the basis of the droplet morphology or topology by a trained machine learning (ML) program, in particular a neural network or a support vector machine. The ML program can be part of the image analysis program. For example, the ML program can be trained on a training data set which contains a plurality of images with first and second image regions noted on, wherein the first image regions only contain inkjet droplets of the dye-based ink and the second image regions contain only the inkjet droplets of the pigment-based ink.
In einem weiteren Schritt
Optional kann die Prüfung auch eine Prüfung weiterer im Stand der Technik bekannter Sicherheitsmerkmale umfassen, wobei das Dokument nur dann als echt bzw. valide erkannt wird, wenn auch diese weiteren Sicherheitsmerkmale als valide erkannt werden.Optionally, the check can also include a check of further security features known in the prior art, the document being recognized as genuine or valid only if these further security features are also recognized as valid.
Bei dem Bild
In manchen Ausführungsformen wie der in
Der Dokumentenkörper kann insbesondere aus mehreren Schichten bestehen, wie dies in
Auf dem oder in dem Dokument ist ein Bild
Optional kann das Dokument weitere Elemente wie zum Beispiel einen Mikrochip
Im Zuge der Herstellung des Dokuments wird das Bild mit dem nicht sichtbaren Sicherheitsmerkmal auf eine der Schichten, hier Schicht
Das aus mehreren Schichten bestehende Dokument wird gemäß einer Ausführungsform dadurch hergestellt, dass zwei oder mehr Polymerschichten bereitgestellt werden und mindestens eine Oberfläche auf mindestens einer
Grundsätzlich sind als Werkstoffe für die Polymerschichten alle im Bereich der Sicherheits- und/oder Wertdokumente üblichen Werkstoffe einsetzbar. Die Schichten
Der Aufdruck des Bildes
Die Prüfeinheit umfasst ferner eine Bilderfassungseinheit
Außerdem umfasst die Prüfeinheit eine Bildanalyseeinheit
Optional kann die Prüfeinheit eine Anzeige
Nach einer Ausführungsform ist in einem Datenspeicher des Dokuments
Alternativ kann der decodierte aber noch verschlüsselte Datenwert vom der Prüfeinheit an eine Entschlüsselungsvorrichtung übertragen werden. In diesem Fall hat die Prüfeinheit keinen Zugriff auf den privaten kryptographischen Schlüssel, was die Sicherheit des Schlüssels erhöht. Lediglich die Entschlüsselungsvorrichtung hat Zugriff auf den privaten Schlüssel und nutzt diesen für eine Entschlüsselung der von einer Vielzahl von Prüfeinheiten bereitgestellten, decodierten aber noch verschlüsselten Daten. Die entschlüsselten Daten können sodann von der Entschlüsselungsvorrichtung an die Prüfeinheit zurück übertragen werden. Vorzugsweise geschieht dies über einen geschützten Datenkommunikationskanal, zum Beispiel eine Ende-zu-Ende Verschlüsselung. Beispielsweise kann es sich bei den entschlüsselten Daten um eine Seriennummer oder sonstige Kennung des Dokuments oder des Nutzers, dem das Dokument zugeordnet ist, handeln. Die Seriennummer oder sonstige Kennung ist in der Prüfeinheit in Form eines Referenzwertes hinterlegt und oder kann von der Prüfeinheit über einen anderen Übertragungskanal aus dem Dokument ausgelesen werden. Beispielsweise kann die Seriennummer oder Kennung auf dem Dokumentenkörper aufgedrückt oder eingraviert sein und über eine Kamera von der Prüfeinheit erfasst werden. Durch Vergleich des entschlüsselten Datenwertes mit dem Referenzwert und/oder mit dem über den anderen Übertragungskanal empfangenen Wert kann die Echtheit des Sicher-heitsmerkmals von der Prüfeinheit festgestellt werden, wobei Werte Gleichheit oder hinreichende Werteähnlichkeit Echtheit impliziert.Alternatively, the decoded but still encrypted data value can be transmitted from the checking unit to a decryption device. In this case, the checking unit has no access to the private cryptographic key, which increases the security of the key. Only the decryption device has access to the private key and uses it to decrypt the data provided by a large number of test units that are decoded but still encrypted. The decrypted data can then be transmitted back from the decryption device to the test unit. This is preferably done via a protected data communication channel, for example end-to-end encryption. For example, the decrypted data can be a serial number or other identifier of the document or of the user to whom the document is assigned. The serial number or other identifier is stored in the checking unit in the form of a reference value and or can be read out from the document by the checking unit via another transmission channel. For example, the serial number or identifier can be pressed or engraved on the document body and captured by the checking unit via a camera. By comparing the decrypted data value with the reference value and / or with the value received via the other transmission channel, the authenticity of the security feature can be determined by the checking unit, with values being identical or sufficient similarity implying authenticity.
Die Bilderfassungseinheit
Die Prüfeinheit kann in mindestens zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden: im „Weißlichtmodus“ wird das in der Prüfeinheit
Außerdem kann die Prüfeinheit in einem „IR-Modus“ betrieben werden. Im „IR-Modus“ wird das in der Prüfeinheit
Zusätzlich zum oder anstatt des Prüfbilds, z.B. einem unter Weißlicht aufgenommenen hochauflösenden RGB Bild, kann die Prüfeinheit also dazu konfiguriert sein, zusätzlich ein IR-Bild aufzunehmen, das als „IR-Prüfbild“ bezeichnet wird. Dabei handelt es sich insbesondere um ein digitales monochromes unter IR-Beleuchtung aufgenommenes Bild geringerer Auflösung als das unter Weißlicht aufgenommene Prüfbild. Das IR-Prüfbild entspricht einem Helligkeitsstufenbild und kann auch als Graustufenbild dargestellt werden. Das Prüfverfahren kann außerdem umfassen das Berechnen eines Bildes aus dem als Prüfbild dienenden Farbbild, das dessen Helligkeitsstufenbild entspricht, wenn es mit einer im IR-Spektrum empfindlichen Kamera bei Beleuchtung mit Infrarotlicht aufgenommen worden wäre. Das Berechnen kann unter Verwendung einer Zuordnung erfolgen, die bei der Herstellung des Dokuments bereitgestellt wurde. Die Zuordnung ordnet Farbtöne eines RGB Farbbilds, z.B. des auf das oder in das Dokument gedruckten Bildes, an entsprechenden Positionen liegenden Helligkeitswerten eines unter IR-Licht von dem Tintenstrahldruck dieses Bildes aufgenommenen Monochrombilds zu. Dabei wird in Ausführungsformen der Erfindung bei dem Berechnen des Helligkeitsstufenbilds nur eine opake Variante der schwarzen Druckfarbe, also der Druckfarbe der pigmentbasierten Tinte, berücksichtigt, da die farbstoffbasierte Tinte bei Beleuchtung mit Infrarotlicht transparent ist. Nachdem das berechnete Bild vorliegt wird es mit dem monochromen IR-Prüfbild verglichen. Der Vergleich umfasst einen Vergleich der Helligkeitsstufen des berechneten Bilds und des Monochrombilds, wobei gleiche Bereiche der Bilder verglichen werden. Eine Anpassung der Bildhelligkeit und/oder des Kontrasts kann für eines oder beide Bilder vor dem Vergleich vorgenommen werden. Das Vergleichen führt zu einem Differenzbild, in dem das in das Bild eingebettete Muster bereits erkennbar sein kann. In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird aus dem Differenzbild das Muster rekonstruiert. Dabei können der das Verfahren ausführenden Vorrichtung zugeführte Codierungsparameter verwendet werden, welche bei der Erzeugung des Musters verwendet wurden, bspw. eine Anzahl von nebeneinander angeordneten Regionen, deren räumliche Ausdehnung, eine bei der Codierung verwendeter Fehlerkorrektur, und dergleichen. Die Codierungsparameter können bspw. von einer Datenbank zugeführt werden. Auf dem Dokument kann eine Information vorhanden sein, die der Datenbank zugeführt wird, um die zu dem Dokument passenden Codierungsparameter auszuwählen. Diese Information ist vorzugsweise maschinenlesbar ausgestaltet. Die Codierungsparameter können über eine gesicherte Datenverbindung an die Prüfeinheit übertragen werden. Das rekonstruierte Muster, z.B. ein graphischer Code, wird anschließend decodiert.In addition to or instead of the test image, e.g. a high-resolution RGB image recorded under white light, the test unit can also be configured to also record an IR image, which is referred to as the "IR test image". This is, in particular, a digital monochrome image recorded under IR lighting with a lower resolution than the test image recorded under white light. The IR test image corresponds to a brightness level image and can also be displayed as a grayscale image. The test method can also include the calculation of an image from the color image serving as the test image, which image corresponds to its brightness level image if it had been recorded with a camera sensitive in the IR spectrum when illuminated with infrared light. The calculation can be done using a mapping that was provided when the document was produced. The assignment assigns color tones of an RGB color image, e.g. of the image printed on or in the document, to brightness values at corresponding positions of a monochrome image recorded under IR light by the inkjet print of this image. In embodiments of the invention, when calculating the brightness level image, only an opaque variant of the black printing ink, that is to say the printing ink of the pigment-based ink, is taken into account, since the dye-based ink is transparent when illuminated with infrared light. After the calculated image is available, it is compared with the monochrome IR test image. The comparison comprises a comparison of the brightness levels of the calculated image and the monochrome image, with equal areas of the images being compared. The image brightness and / or the contrast can be adjusted for one or both images before the comparison. The comparison leads to a difference image in which the pattern embedded in the image can already be recognized. In a further step of the method, the pattern is reconstructed from the difference image. In this case, the coding parameters supplied to the device executing the method can be used which were used in the generation of the pattern, for example a number of regions arranged next to one another, their spatial extent, an error correction used in the coding, and the like. The coding parameters can be supplied from a database, for example. Information can be present on the document which is fed to the database in order to select the encoding parameters suitable for the document. This information is preferably designed to be machine-readable. The coding parameters can be transmitted to the test unit via a secure data connection. The reconstructed pattern, e.g. a graphic code, is then decoded.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung wurde festgestellt, dass es solche vorteilhaften Kombinationen aus einer farbstoffbasierten Tinte und einer pigmentbasierten Tinte gibt, die zwar unter sichtbarem Licht nicht voneinander unterscheidbar sind, die aber unter Licht anderer Wellenlängen, wie zum Beispiel Infrarot oder UV, optisch deutlich voneinander unterscheidbar sind. Somit kann der IR-Modus als schnellere und wenig rechenintensive Variante des Weißlicht-Modus angesehen werden.According to embodiments of the invention, it was found that there are advantageous combinations of a dye-based ink and a pigment-based ink which, although indistinguishable from one another under visible light, are optically clearly distinguishable from one another under light of other wavelengths, such as infrared or UV are. Thus, the IR mode can be viewed as a faster and less computationally intensive variant of the white light mode.
Nach Ausführungsformen der Erfindung ist die Prüfeinheit so konfiguriert, dass diese im Normalfall im IR-Betrieb Modus arbeitet. Es kann aber unter bestimmten Situationen passieren, dass der IR-Betrieb nicht möglich ist, ja sogar kurzfristig und unvorhersehbar ausfällt. Beispielsweise kann die IR-Lichtquelle aufgrund eines technischen Defekts oder aufgrund des Lebensende der Lichtquelle
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das System eine Zugangskontrollvorrichtung
Falls das Dokument
Schließlich wird das Bild mit dem darin eingebetteten graphischen Muster auf den oder in dem Dokumentenkörper gedruckt.Finally, the image with the graphic pattern embedded therein is printed on or in the document body.
Das Drucken kann unter Verwendung einer von zwei visuell ununterscheidbaren Tinten-Varianten einer der für die Herstellung des Dokuments vorgesehenen Farbe erfolgen, deren eine Variante, die „pigmentbasierte Tinte“, bei Beleuchtung mit Infrarotlicht opak und deren andere Variante, die „farbstoffbasierte Tinte“, transparent ist, und für die sich die von der weißlichtsensitiven RGB-Kamera aufgenommenen Farbsignale sich nicht unterscheiden. Die jeweils verwendete Variante der in zwei Varianten vorliegenden Tinten wird beim Einbetten des graphischen Musters in das Bild ausgewählt und einem Tintenstrahldrucker als Druckinformation entsprechend zugeführt.Printing can be done using one of two visually indistinguishable ink variants of one of the colors intended for the production of the document, one variant, the "pigment-based ink", being opaque when illuminated with infrared light and the other variant, the "dye-based ink", is transparent, and for which the color signals recorded by the white-light-sensitive RGB camera do not differ. The variant used in each case of the inks, which are present in two variants, is selected when the graphic pattern is embedded in the image and supplied to an inkjet printer as printing information.
Die Erstellung der Zuordnung kann im Einzelnen wie folgt geschehen: zunächst wird eine Farbreferenztafel unter Verwendung der für die Herstellung des Dokuments vorgesehenen Tinten und ggf. eines für die Herstellung des Dokuments vorgesehenen Trägermaterials gedruckt. Die Farbreferenztafel beinhaltet eine Vielzahl von Tinten, die eine Vielzahl von Farbtönen abbilden, die in einem oder mehreren mit dem Dokument zu verbindenden Bilder vorkommen, wobei die Vielzahl von Farbtönen sowohl Farbtöne von pigmentbasierten Tinten als auch von farbstoffbasierten Tinten enthalten. Es wird ein Farbbild (also ein RGB Bild unter Weißlicht) von der Farbreferenztafel aufgenommen, und ein Monochrombild mit einer im IR-Spektrum empfindlichen Kamera bei Beleuchtung der Farbreferenztafel mit IR-Licht. Diese Schritte können in beliebiger Reihenfolge erfolgen. Sodann werden die an bestimmten Positionen in der Farbreferenztafel angeordneten Farbtöne des RGB Farbbilds an entsprechenden Positionen liegenden Helligkeitswerten des Monochrombilds zugeordnet. Die Zuordnung kann als Zuordnungstabelle bereitgestellt werden, oder in der Form einer analytischen Beschreibung.The creation of the assignment can take place in detail as follows: first a color reference table is printed using the inks provided for the production of the document and, if necessary, a carrier material provided for the production of the document. The color reference panel includes a plurality of inks that depict a plurality of hues that appear in one or more images to be associated with the document, the plurality of hues including both pigment-based inks and dye-based inks. A color image (i.e. an RGB image under white light) is recorded from the color reference panel, and a monochrome image with a camera that is sensitive in the IR spectrum when the color reference panel is illuminated with IR light. These steps can be done in any order. The color tones of the RGB color image, which are arranged at specific positions in the color reference table, are then assigned to brightness values of the monochrome image that are located at corresponding positions. The mapping can be provided as a mapping table, or in the form of an analytical description.
Um nun ein bestimmtes Bild einer Person oder eines anderen physischen Objekts auf den oder in den Dokumentenkörper zu drucken, wird zunächst ein RGB Farbbild des Objekts oder der Person, die auf dem Dokumentenkörper erscheinen soll, mit einer Farbkamera unter Weißlicht aufgenommen, oder es wird ein schon vorhandenes, unter Weißlicht aufgenommenes RGB Bild bereitgestellt. Von diesem Bild wird ein Farbausdruck gemacht und sodann ein Monochrombild dieses Ausdrucks mit einer im IR-Spektrum empfindliche Kamera unter Beleuchtung mit IR-Licht aufgenommen. Die Reihenfolge der Aufnahmen ist unerheblich. Aus dem Farbbild wird ein Bild berechnet, das dessen Helligkeitsstufenbild bei Aufnahme durch eine im IR-Spektrum empfindliche Kamera bei Beleuchtung mit Infrarotlicht entspricht, wenn nur eine opake Variante (eine pigmentbasierte Tinte) einer in zwei Varianten (pigmentbasierte Tinte und farbstoffbasierte Tinte einer im wesentlichen gleichen Farbe im sichtbaren Licht) vorliegenden Tinten verwendet wird, deren andere Variante bei Beleuchtung mit Infrarotlicht transparent ist. Hierzu kann eine Zuordnung bereitgestellt werden, bspw. eine auf beschrieben Art hergestellte Zuordnung. Mit anderen Worten, aus dem Bild der Farbkamera wird unter Verwendung einer Zuordnung ein Bild berechnet, das dessen Helligkeitsstufenbild bei Aufnahme durch eine im IR-Spektrum empfindliche Kamera bei Beleuchtung mit Infrarotlicht entspricht, wenn nur eine opake Variante (pigmentbasierte Tinte) einer in zwei Varianten vorliegenden Druckfarbe verwendet wird, deren andere Variante (farbstoffbasierte Tinte) bei Beleuchtung mit Infrarotlicht transparent ist.In order to now print a certain image of a person or another physical object on or in the document body, an RGB color image of the object or the person who is to appear on the document body is first recorded with a color camera under white light, or a existing RGB image recorded under white light is provided. A color printout is made from this image and a monochrome image of this printout is then recorded with a camera sensitive in the IR spectrum under illumination with IR light. The order of the recordings is irrelevant. An image is calculated from the color image that corresponds to its brightness level image when recorded by a camera sensitive in the IR spectrum when illuminated with infrared light, if only one opaque variant (a pigment-based ink) is essentially one of two variants (pigment-based ink and dye-based ink) same color in visible light) is used, the other variant of which is transparent when illuminated with infrared light. For this purpose, an assignment can be provided, for example an assignment made in the manner described. In other words, an image is calculated from the image of the color camera using an assignment that corresponds to its brightness level image when recorded by a camera sensitive in the IR spectrum when illuminated with infrared light, if only one opaque variant (pigment-based ink) one of two variants present printing ink is used, the other variant (dye-based ink) is transparent when illuminated with infrared light.
Das berechnete Bild und das unter Beleuchtung mit Infrarotlicht aufgenommene Helligkeitsstufenbild der im IR-Spektrum empfindlichen Kamera werden verglichen und ein Differenzbild errechnet, das das Muster enthält.The calculated image and the brightness level image of the camera, which is sensitive in the IR spectrum, recorded under illumination with infrared light, are compared and a difference image is calculated which contains the pattern.
Gemäß einer Ausführungsform wird aus dem Differenzbild ein in das von der Farbkamera erfasste Bild eingebettetes Muster rekonstruiert, dessen Inhalt decodiert wird. Dazu können zugeführte Codierungsparameter genutzt werden, die bei der Erzeugung des Musters bzw. des graphischen Codes verwendet wurden.According to one embodiment, a pattern embedded in the image captured by the color camera is reconstructed from the difference image, the content of which is decoded. For this purpose, supplied coding parameters can be used that were used when generating the pattern or the graphic code.
Bei dem Dokument
Das Portraitbild der auf dem Dokument abgebildeten Frau kann z.B. als RGB Bild von einer Kamera erfasst werden. Das Bild ist eine Pixelgraphik, die pro Pixel Tripel von Werten für die Grundfarben rot, grün und blau (RGB) oder daraus abgeleitete Signale enthält.The portrait image of the woman depicted on the document can be captured by a camera as an RGB image, for example. The image is a pixel graphic that contains triples per pixel of values for the basic colors red, green and blue (RGB) or signals derived therefrom.
Im Druckverfahren gemäß einer Ausführungsform wird eine Vielzahl von Farbtönen für die Darstellung von Farbbildern mit wenigen Druckfarben gedruckt, bspw. durch Bedrucken von sehr kleinen, nah beieinander liegenden Flächen oder Punkten mit den Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz. Diese Druckfarben werden auch mit den Abkürzungen C, M, Y und K bezeichnet. Aus einem Abstand betrachtet, aus dem die mit einer einzelnen Farbe bedruckten Flächen nicht mehr individuell wahrnehmbar sind erscheinen diese Bereiche je nach Flächenverhältnis der Druckfarben in den unterschiedlichsten Farbtönen.In the printing method according to one embodiment, a large number of color tones for the display of color images are printed with a few printing colors, for example by printing very small, closely spaced areas or dots with the colors cyan, magenta, yellow and black. These inks are also referred to by the abbreviations C, M, Y and K. Viewed from a distance from which the areas printed with a single color are no longer individually perceptible, these areas appear in the most varied of color tones depending on the area ratio of the printing inks.
Insbesondere die schwarze Druckfarbe, K, kann in zwei unterschiedlichen Versionen vorliegen, K und K+, die sich visuell nicht unterscheiden, von denen eine Version eine farbstoffbasierte Tinte ist, die in manchen Ausführungsformen für IR-Licht transparent ist und von denen die andere Version eine pigmentbasierte Tinte ist, die in manchen Ausführungsformen unter IR-Licht opak ist. Je nach Farbton weist jeder Bereich eines Farbbildes einen mehr oder weniger großen Anteil an schwarzer Druckfarbe auf. Das Einbetten des Musters in das Bild (also in das Foto) beim Druck erfolgt so, dass in die mit den ersten Bereichen des Musters überlagerten Bildbereiche nur mit der schwarten farbstoffbasierten Tinte gedruckt werden und die mit den zweiten Bereichen des Musters überlagerten Bildbereiche nur mit der pigmentbasierten schwarzen Tinte. Der Druck der übrigen C, M und Y Tinten ist von der Überlagerung des Bildes mit dem Muster nicht betroffen. Wegen der visuellen Ununterscheidbarkeit der beiden schwarzen Tinten sieht ein menschlicher Betrachter ein normales Farbfoto. Die visuelle Ununterscheidbarkeit betrifft auch eine Aufnahme mit der Farbkamera, d.h., die Signale der Farbkamera für die unterschiedlichen Versionen der Druckfarben sind identisch. Bei Beleuchtung mit IR-Licht und Aufnahme mit einer im IR-Spektrum empfindlichen Kamera wird das Muster
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 102-110102-110
- Schritte DruckverfahrenSteps printing process
- 200200
- TintenstrahldruckerInkjet printer
- 202202
- Steuerungseinheit TintenstrahldruckerControl unit inkjet printer
- 204204
- DruckkopfeinheitPrinthead assembly
- 206206
- Dokumenteneinzug DruckerDocument feeder printer
- 208208
- Tinte mit der Druckfarbe CyanCyan ink
- 210210
- Tinte mit der Druckfarbe rotInk with the printing color red
- 212212
- Tinte mit der Druckfarbe gelbYellow ink
- 214214
- Tinte mit der Druckfarbe schwarz: pigmentbasierte TinteBlack ink: pigment-based ink
- 216216
- Tinte mit der Druckfarbe schwarz: farbstoffbasierte TinteBlack ink: dye-based ink
- 218218
- FarbtankbehälterPaint tank container
- 220-228220-228
- FarbtanksPaint tanks
- 302-312302-312
- Schritte PrüfverfahrenSteps test procedure
- 402402
- digitales RGB Bilddigital RGB image
- 404404
- Mustertemplate
- 406.1, 406.2406.1, 406.2
- zweite Bereiche des Musterssecond areas of the pattern
- 408.1, 408.2408.1, 408.2
- erste Bereiche des Mustersfirst areas of the pattern
- 410410
- gedrucktes Bild mit ersten und zweiten Regionen im IR-Lichtprinted image with first and second regions in IR light
- 414.1, 414.2414.1, 414.2
- erste Regionen: mit farbstoffbasierter Tinte gedrucktfirst regions: printed with dye-based inks
- 412.1, 412.2412.1, 412.2
- zweite Regionen: mit pigmentbasierter Tinte gedrucktsecond regions: printed with pigment-based inks
- 500500
- Dokumentdocument
- 502502
- Aufdruck (im sichtbaren Licht)Imprint (in visible light)
- 504504
- Chipchip
- 506506
- DokumentenkörperDocument body
- 508508
- kartenindividueller Wertcard-specific value
- 600600
-
Ausschnitt des gedruckten Bildes 502Section of the printed
image 502 - 602602
-
Ausschnitt von Bild
502 : Auge rechts, farbstoffbas. Tinte, 100 xExtract from picture502 : Eye right, dye-based Ink, 100 x - 604604
-
Ausschnitt von Bild
502 : Auge links, pigmentbas. Tinte, 100 xExtract from picture502 : Eye left, pigment-based. Ink, 100 x - 606606
-
Ausschnitt von Bild
502 : Auge rechts, farbstoffbas. Tinte, 200 xExtract from picture502 : Eye right, dye-based Ink, 200 x - 608608
-
Ausschnitt von Bild
502 : Auge links, pigmentbas. Tinte, 200 xExtract from picture502 : Eye left, pigment-based. Ink, 200 x - 700700
- Dokument aus mehreren MaterialschichtenDocument made up of several layers of material
- 702-714702-714
- einzelne Materialschichtenindividual layers of material
- 716716
- Tintenstrahltröpfchen pigmentbasierte TinteInkjet droplets pigment-based ink
- 718718
- Tintenstrahltröpfchen pigmentbasierte TinteInkjet droplets pigment-based ink
- 720720
- Tintenstrahltröpfchen farbstoffbasierte TinteInkjet droplets dye-based ink
- 722722
- Tintenstrahltröpfchen farbstoffbasierte TinteInkjet droplets dye-based ink
- 800800
- PrüfeinheitTest unit
- 802802
- Bilderfassung EinheitImage capture unit
- 804804
- BildanalyseeinheitImage analysis unit
- 805805
- Prozessorprocessor
- 806806
- BildanalysesoftwareImage analysis software
- 808808
- Öffnung/DokumenteneinzugOpening / document feed
- 810810
- Anzeige/BildschirmDisplay / screen
- 812812
- angezeigtes Prüfergebnisdisplayed test result
- 900900
- Systemsystem
- 902902
- Schranke/TorBarrier / gate
- 904904
- Infrarot-LichtquelleInfrared light source
- 906906
- WeißlichtquelleWhite light source
- 908908
- infrarotsensitive Kamerainfrared sensitive camera
- 910910
- hochauflösende Kamera im sichtbaren Bereich/Mikroskophigh resolution camera in the visible range / microscope
- 912912
- PrüfbildTest image
- 914914
- Mustertemplate
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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