BG63856B1 - Метод и апарат за защита срещу фалшифициране, използуващи цифрова обработка - Google Patents

Abstract

Изобретението се отнася до метод и апарат, с помощта на които се скрива вторично изображение вътре в първично изображение и се генерират твърди копияс високо качество на обединено елементно изображение на различни среди. Методът включва разлагане на първичното изображение в първо елементно изображение и на вторичното изображение, както и компенсиране с тяхната собствена инверсия във второ елементно изображение. Първото и второто елементно изображение са обединени в обобщено елементно изображение, основано на предварително подбрани принципи надекодиране и компенсиране, изразяващо се в това, че второто изображение е било скрито вътре в първото елементно изображение. Създава се едно изходно изображение, основано на обобщеното елементно изображение, където първичното изображение е видимо, авторичното изображение е скрито от невъоръжено око.

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до метод и апарат за възпроизвеждане на образи, защитени срещу фалшификация чрез скрит индикатор, в обикновената отпечатана или неотпечатана (електронна) форма, по-специално до метод и апарат за цифрова обработка, използващи кодирани цифрови растери, въведени чрез софтуерна програма в компютърна система. Методът и апаратът са в състояние да комбинират първично изображение с вторично изображение така, че вторичното изображение е видимо само, когато оригиналният документ е наблюдаван с помощта на специално декодиращо устройство.

Предшестващо състояние на техниката

За да се предотврати неправомерно размножаване или внасяне на неправомерни изменения в документи, често има специален индикатор или е осигурена фонова структура на листа на материала на билети, чекове, пари и друга подобни. Индикаторът или фоновата структура са наложени върху листовия материал обикновено чрез някакъв метод на отпечатване, например офсетов печат, литография, топографска печатарска машина или други подобни механични системи, чрез множество фотографски методи, чрез ксерографиране и множество други методи. Структурата или индикаторът могат да бъдат получени с обикновено мастило, със специални мастила, които могат да бъдат магнитни, флуоресциращи или други подобни, с прахове, които могат да бъдат изпечени, от чувствителни материали, такива като соли на среброто или азобагрило и т.н. Повечето от тези структури, разположени върху листовия материал, разчитат на комплексност и устойчивост, за да се избегне лесно дублиране. Следователно, те причиняват нарастване на разходите за листовия материал, без, в много от случаите, да са напълно ефективни в осигуряване на необходимата защита срещу фалшифициране или подправяне.

Известни са различни методи и стратегии за предотвратяване на фалшифициране, включително структури на Моаре-сьдържащи линии, точкови структури с различен размер, вторични изображения, бар кодове, различно разположени хо лограми и т.н. Никой от тези методи не използва надеждно, ясно вторично изображение вътре в първично изображение, без последният да има влияние върху качеството на първичното изображение, и не осигурява допълнителна защита, произтичаща от него.

Конвенционалните системи за кодиране и декодиране на индикатор върху отпечатък причиняват паралакс на панорамограмата на изображението или разместено изображение. Такава конвенционална система е описана в патент на US 3 937 565 на A. Alasia, издаден на 10.02.1976, сега с изтекъл срок на действие. Индикаторът е произведен фотографски, като се използва линеен растер (така нареченият двойноизпъкнал растер) с известна специална плътност на линиите (69 линии на инч).

Фотографското или аналогово получаване на кодираното изображение на индикатора има недостатъка, че изисква специална камера. Освен това, аналоговите изображения са ограничени в тяхната гъвкавост в това, че областта на индикатора, предпазващ от фалшифициране, обикновено е забележима, когато е заобиколена от изображения на преден план (вторични). Освен това, трудно е да бъдат комбинирани няколко вторични изображения, които, потенциално, са с различни параметри, което се дължи на неспособността да се експонират ефективно отново сегментите на филма при генериране на изображение, предотвратяващо фалшифицирането на фотографски изображения.

Различни технологии на репродуциране, като отпечатващи или неотпечатващи (електронни) технологии, използвани за разпространение на видима информация, са основани на обработка на изображението. В тези технологии изображението е разделено на комплект от систематично координирани елементарни точки, пиксели и т.н., чиито размер е под чувствителността на човешкото око. На фиг. 1A-1F са показани примери на различни отпечатващи растери от предшестващото състояние на техниката, които могат да бъдат използвани, за да се произведе изображение 100, имащо различни нюанси. На фиг. 1А е уголемена една област 102 на изображението 100, за да се покаже ефектът от различните идентифициращи техники, показан на фиг. 1В (непрекъснат нюанс), 1С (закръглен растер), 1D (случаен растер), 1Е (линеен растер), 1F (елиптичен растер). Тези растери правят възможно репродуцирането, но в същото време намаляват качеството на реп2 редукцията на изображението, в сравнение с оригинала, което довежда до появата на “шум” в репродуцираното изображение.

Нещо повече, неточността на различните системи и среди, използвани за репродуциране, такива като мастило, среда за отпечатване (хартия, пластмаса и др.), електронни лъчи, пиксели на дисплея и др., не позволяват нито създаването, нито групирането на елементарните носители на информация, като точки, пиксели и др., в пълно съответствие с чисто теоретичните изисквания, а само с малки или големи деформации. Това допълнително увеличава “шума” в резултантното изображение.

В случай на репродуциране в четири цвята, и електронното, и отпечатаното изображения, имат намаляване на качеството на изображението, дължащо се на милионите цветови нюанси на оригиналното изображение, което трябва да бъда репродуцирано чрез използване само на три цвята, представени чрез оптически несъвършени мастила.

Както е показано на фиг. 2А и 2В, горните фактори, както и множество други фактори, са причина да се получи така, че нито една от компютърно генерираните елементарни точки 202210 теоретично няма перфектна форма, разположение и размер след отпечатване, както е показано чрез отпечатаните точки 292А-210А. За яснота, точките 202-210 и 202А-210А са показани при увеличение 100:1

Въпросите за сортиране и оцветяване са решаващите проблеми за технологията на многоцветното репродуциране. За да се решат проблемите на оцветяването, са били установени два международни стандарта. Това са стандартите RedGreen-Blue (RGB) и Cyan-Magenta-Yellow-Black (CMYK), които са с универсално приложение. За ограничени приложения се използва и репродуциране с шест цвята.

Чрез използване на конвенционалните растери за отпечатване 800 линии/сантиметър, в област с размери 0,125 mm х 0,125 mm (0,005 in х 0,005 in) могат да бъдат отпечатани четири различни мастилени точки с точен размер, геометрична форма, разположение и дебелина. Това увеличаване на разрешаващата способност изостря проблема, защото намаляването на размера на елементарните точки или пиксели (увеличава разрешаващата способност на растера) намалява “шума” на изображението, но се увеличава нежеланото влияние на неточностите на използваните ма териали и процеси. Колкото по-близо е разрешаващата способност на растера до разрешаващата способност на процеса на репродуциране (т.е. до границите на възможността за отпечатване), толкова повече технологичните несъвършенства влияят на произведеното изображение.

С цел да се намалят нежеланите последствия на тези неточности, те трябва да се вземат под внимание предварително, по време на процеса на репродуциране.

Поради тази причина, оригиналното изображение може да бъде превърнато в цифров вид или сканирано, да бъде разделено на елементарни пиксели чрез метод на непрекъснатия нюанс чрез използване на подходящ растер. Размерът на всички пиксели е един и същи, въпреки, че плътността на пикселите може да бъде различна, в съответствие с конкретното изображение.

След като веднъж теоретичната плътност е била видоизменена съответно, пикселите могат да бъдат преобразувани от един непрекъснат вид във вид на карта на битове. Видът на картата на битове, размерът на точките е различен, но общата плътност на точките е една и съща. Това е предпочитано, защото по време на отпечатването (с изключение на гравюрното отпечатване) дебелината или възможността за отпечатваната плътност на мастилото за отпечатване, общо, е същата. Като резултат на това, пикселът на постоянен нюанс, имащ максимална област 0,125 mm х 0,125 mm (0,005 in х 0,005 in, използвайки екран с 80 линии/cm) и плътност 25%, например, е разположен в същата област, но има една еквивалентна максимална плътност.

Някои конвенционални процеси и устройства за репродуциране използват пиксели на непрекъснат нюанс, като ецвана ротогравюра, електронен дисплей, някои цифрови принтери. Други процеси на репродуциране използват точки на растера, като офсетов печат и повечето процеси за цифрово отпечатване. Други процеси използват комбинация от двата процеса: непрекъснат нюанс и точки на растера, например, като дълбок печат и отпечатване на гравирана ротогравюра.

Процесът на преобразуване от метода на постоянния нюанс в метода с карта на битовете е една комплексна процедура и има първостепенно значение в технологията за обработване. Това е така, защото теоретичната плътност на елементарните пиксели на постоянния нюанс, получени след сканирането, е видоизменена към по-добро съгласно технологичните несъвършенства на следващия процес на репродуциране.

Например, технологичните неточности при офсетовия печат могат да включват:

1. Деформации на формата и на размера на конвертираните точки при следващия процес на репродуциране, като:

- преобразуване на пикселите на непрекъснатия нюанс в точки на растер;

- създаване на точки в комплект от изображения, в които може да се появи Моаре-ефект;

- експониране на филм и обработка;

- копиране на печатна форма;

- обработване на печатната форма;

- процес на отпечатване.

2. Оптически несъвършенства на използваните мастила.

Повечето деформации на елементарните токи на растера се проявяват в процеса на отпечатване. В резултат на това могат да се появят следните нежелани ефекти:

- нехомогенности на повърхността на хартията, на гуменото офсетово платно и на отпечатващото мастило;

- деформации, които са резултат на мощността на отпечатване в зоната на отпечатването;

- механична неточност в отпечатващия апарат, и

- деформации в хартията за отпечатване.

Различните отпечатващи технологии имат различни неточности, характерни за всеки отделен процес на отпечатване. Различните обработващи технологии и растери са били усъвършенствани, с цел да се компенсират различните неточности.

За цифрово отпечатване обработването има даже по-голяма важност. Има различни вариации на технологиите за цифрово отпечатване, като лазерно, мастилено-струйно, със сублимиращо багрило, магнитографично, електростатично и т.н. Тъй като тези процеси са все още нови, те имат значително по-големи неточности от традиционните отпечатващи процеси.

Коригирането на технологичните неточности е още по-комплицирано при отпечатването със защита срещу фалшифициране. Колкото отпечатваните елементи са по-тънки и по-малки, толкова по-голяма е относителната деформация в процеса на отпечатване, и по-трудно е да се компенсират тези деформации.

Техническа същност на изобретението

От гледна точка на недостатъците на предшестващото състояние на техниката, обект на настоящото изобретение е да се увеличи сигурността на защита и възможността за устойчивост срещу фалшифициране на множество среди, като билети, паспорти, лицензи, пари, пощенски среди и т.н., осъществено чрез въвеждане на вторично изображение вътре в първично изображение така, че вторичното изображение е видимо за наблюдателя само, когато е използван декодер.

Процесът съдържа стъпки на разлагане на първичното изображение в едно първо елементарно изображение и разлагане на вторичното изображение, което е компенсирано чрез неговата инверсия във второ елементно изображение. След това първото елементно изображение и второто елементно изображение са обединени в едно обобщено елементно изображение, основано на предварително определени принципи на декодиране и компенсиране, в резултат на което второто елементно изображение е било скрито вътре в първичното елементно изображение. Едно изходно изображение е създадено на базата на обединеното елементно изображение, където първичното изображение е видимо с невъоръжено око, докато вторичното изображение е скрито от невъоръженото око.

Настоящото изобретение се отнася и до апарат за изпълнение на метода за скриване на вторичното изображение вътре в първичното изображение и генериране на твърдо или меко копие с високо качество на обобщеното елементно изображение върху различни среди.

Настоящото изобретение се основава и на софтуерни методи за цифрово свързване на вторичното изображение вътре в първично изображение. Вторичното изображение - в цифрова форма - може да бъде измерено за декодиране чрез различни оптически или електронни декодери, избрани от ползвателя. Могат да бъдат избрани различни степени на скриване, в които вторичното изображение е завъртяно или преместено по отношение на друго вторично изображение.

Първичното изображение, след това е разложено или разделено на поредица елементи. Обикновено, когато се отпечатва твърдо копие на изображението, изображението е съставено от по редица от “отпечатани точки”, които се променят по плътност в съответствие с цветовете, открити в различните компоненти на частите на изображението. Софтуерните метод и апарат на настоящото изобретение позволяват да има едно разложено първично изображение, в което елементите на изображението (точки, пиксели и т.н.) са видоизменени с цел да съдържат елементи от вторичното изображение, и, в същото време, деформирани с цел да компенсират, както видоизмененията, така и очакваните неточности на използваната технология за репродуциране. Резултантното комбинирано изображение изглежда за невъоръженото око както оригиналното първично изображение. Тъй като компонентите на разложените елементи са оформени, с цел да се осигури достъп за кодираните структури на вторичното изображение, един декодер ще извлече подчертаното вторично изображение. Поради това, че е необходимо отпечатване с висока разделителна способност за такива комплексни линии, опитите да се копира отпечатаното изображение чрез електромеханични средства или по друг начин, най-често, не са успешни при репродуциране на подчертаното вторично изображение.

Като резултат от този цифров подход, няколко различни вторични изображения могат да бъдат комбинирани в общо вторично изображение, което, след това, може да бъде преобразувано в разложено първично изображение. Всяко индивидуално вторично изображение би могло да бъде ориентирано на какъвто и да е ъгъл и да бъде скрито до различна степен. Алтернативно, първичното изображение в сивата скала може да бъде разделено на компоненти с първични цветове на отпечатване (например, циан, пурпур, жълто и черно (CMYK); червено, зелено, синьо (RGB) или всяка друга система на разделяне по цветове). При определени приложения могат да бъдат използвани, също, формати на карта на битове в единичен цвят. Едно или повече вторични изображения биха могли да бъдат преобразувани индивидуално вътре във всеки цветови компонент. По време на повторното свързване на цветовете, за да се оформи крайното първично изображение, детекторът ще открие различни вторични изображения, скрити в различните цветови сегменти. Възможно е също да се скрие едно вторично изображение в един или в повечето от един цветови разделители. В този случай, вторичното изображение ще бъде читаемо с помощта на декодер само по време на повторно комбиниране на всички цветови сегменти, в които е била скрита информация за вторичното изображение.

При необходимост, първичното изображение, просто, може да се състои от отпечатък на твърда боя или от един текстуриран фон, който би съдържал вторични изображения, когато се наблюдава с помощта на декодер. Такива твърди, отпечатани области често биха могли да бъдат открити върху чекове, пари, билети и т.н.

Други полезни приложения може да включват вторично кодиране на персонални данни за определено лице (например подпис, кръвна група, медицинска история и т.н.) вътре в първично изображение, което представлява фотография на лицето. Тази техника би направила фактически невъзможно да се създаде фалшива идентификационна карта (ID) или шофьорска книжка чрез обикновената техника на подмяна на налична снимка с една фалшива такава. Друга жизнена информация, освен данните за лицето (височина, тегло, идентификационен номер и т.н.), също може да бъде включена във вторичното изображение за кодиране вътре в първичното изображение.

И други полезни приложения може да съществуват, например: кредитни карти, паспорти, фотоидентификационни карти, пари, билети за специални случаи, стокови и складови сертификати, банкови и пътнически чекове, етикети, защитени срещу фалшифициране (дрехи на дизайнер, хапчета, ликьори, видеоленти, аудиокомпактдискове, козметика, машинни части, лекарства), таксови и пощенски марки, свидетелства за раждане, карти за регистрация на кола, нотариални актове и визи.

Обект на настоящото изобретение е да се осигурят метод и апарат за предотвратяване на фалшифицирането, изпълнени чрез софтуерна програма на компютърна система, за създаване на изображение със скрити индикатори, обикновено, в печатна форма. Скритото изображение може да бъде след това декодирано и наблюдавано чрез специален декодер, който съответства на параметрите на софтуерния кодиращ процес.

Следващ обект на настоящото изобретение е да се осигурят метод и апарат за предотвратяване на фалшифицирането, изпълнени чрез софтуерна програма за компютърна система, в които едно първично изображение е разложено, а вторичното изображение е разделено на съответстващи елементарни единици, и разложеното първично изображение е конструирано повторно съгласно структурата на скритото вторично изображение.

Следващ обект на настоящото изобретение е да се осигурят метод и апарат за предотвратяване на фалшифициране, изпълнени чрез софтуерна програма на компютърна система, в които първичното изображение е конвертирано в изображение в сивата скала за включване на вторично изображение.

Друг обект на настоящото изобретение е да осигурят метод и апарат за възпиране на фалшифициране, изпълнени чрез софтуерна програма на компютърна система, при които първично изображение в сивата скала е разделено на неговите цветови компоненти за приемане на вторични изображения във всеки цветови компонент, които части са комбинирани повторно, за да образуват крайно кодирано единно изображение.

Следващ обект на настоящото изобретение е да осигурят метод и апарат за възпиране срещу фалшифициране, изпълнени чрез софтуерна програма на компютърна система, в които скритото изображение е цифрово читаемо само чрез използване на филтър, основан на софтуер. В този случай, вторичната информация може да бъде кодирана със софтуер, а четящото устройство може също да бъде основано на софтуер. В допълнение, кодиращият и декодиращият софтуер може да бъде с възможност за програмиране.

Други обекти и предимства на това изобретение ще станат очевидни от следващото по-долу описание, позоваващо се на комплектоващите го фигури, на които с илюстрации са показани определени примерни изпълнения на това изобретение. Фигурите са част от това описание и съдържат примерни изпълнения на настоящото изобретение и илюстрират различни негови обекти и характеристики.

Пояснения на приложените фигури

Изобретението ще бъде разбрано най-добре от следващото подробно описание, към което са приложени и фигури. Подчертано е, че съгласно известната практика, различните характеристики на фигурите не са в мащаб, напротив, размерите на различните характеристики са съзнателно разширени или намалени с цел постигане на яснота. Описанието на изобретението съдържа следните фигури:

фигури 1A-1F показват обикновено използвани отпечатани растери до представени изображения на различни нюанси и цветове в процеса на отпечатване;

фигури 2А и 2В показват разпределението на елементарните части на изображението по време на отпечатващия процес;

фигура 3 показва дефинирания на елементи на изображение съгласно изобретението;

фигури 4A-4D показват начина, по който различни нюанси могат да бъдат представени чрез изменение на процентното съдържание на точка от растера по отношение на областта на клетка от растера;

фигура 5 показва един пример на скриване на информация вътре в изображение чрез компенсиране;

фигура 6 показва начин към изображение да може да бъде добавена скрита информация чрез видоизменение на плътността на пиксели при постоянен нюанс, без видоизменение на средната плътност на суперклетката;

фигури 7А-8В показват начин към изображение да може да бъде добавена скрита информация чрез видоизменение на точка на растера без видоизменение на процентното съдържание на областта на точка или процентното съдържание на суперклетката на точката;

фигури 9А-9В показват начин към изображение да може да бъде добавена скрита информация чрез видоизменение на ъгъл на точка от растера, без видоизменение на процентното съдържание на областта на точката;

фигури 10А-10В показват начин към изображение да може да бъде добавена скрита информация чрез модифициране на разположението на точка на растера, без видоизменяне на процентното съдържание на суперклетката на точката;

фигури 11А-11В показват начин към изображението да може да бъде добавена скрита информация чрез видоизменение на размера на точка на растера, без видоизменение на процентното съдържание на точка на суперклетка;

фигури 12А-12В показват начин към изображението да може да бъде добавена скрита информация чрез видоизменение на честотата на точка на растера, без видоизменение на процентното съдържание на суперклетката на точката;

фигури 13, 14А-14В са процесограми за генериране на изображения, съдържащи скрита информация;

фигура 15 е пример на скрита информация вътре в отделен цветен слой на първичното изображение;

фигура 16 е процесограма, описваща процеса на създаване на изображение от фиг. 15;

фигура 17 е първа примерна хардуерна конфигурация на настоящото изобретение;

фигура 18 е втора примерна хардуерна конфигурация на настоящото изобретение;

фигури 19A-19J показват различни техники за активиране на декодер на настоящото изобретение;

фигура 20 показва метод за сегментиране на изображението от предшестващото състояние на техниката;

фигура 21 показва разместване на сегменти от изображението от фигура 20, за да се създаде еднофазно кодирано изображение чрез разместване;

фигури 22 и 23 показват многофазно приложение на кодиращ метод чрез разместване от предшестващото състояние на техниката, приложен за изображението, показано на фиг. 20;

фигура 24 е пример на кодиране чрез разместване на изображението от фиг. 20;

фигура 25 е друг пример на разместено изображение в комбинация със скрито изображение съгласно настоящото изобретение.

Примери за изпълнение на изобретението

Процесът на скриване на изображение включва растер или разлагане на елементи, точки, линии или пиксели (първичен носител на данни) на първичен образ. Чрез процедура на цифрово компенсиране ние преобразуваме, деформираме, видоизменяме и т.н. тези елементи с цел да въведем вторична информация, създавайки вторично изображение, което е неразличимо за невъоръжено око спрямо първичното изображение.

За декодиране на преработената информация е необходимо декодиращо устройство, което е в състояние да извлече вторичната информация.

Компенсиране на видоизмененията се осъществява чрез превръщане на вторичното изображение, когато размерите на деформациите, предизвикани от технологичните несъвършенства, са далеч по-малки от размерите на деформацията, необходима за компенсация.

В този случай е възможно да се видоизменят точките на първичното изображение, с цел то да се превърне във вторично изображение, и за тях да се извърши компенсиране, с цел да се направи вторичният образ невидим за същата точкаклетка. При използването на традиционния растер, например, с 80 линии/сантиметър, теоретично това е квадрат с размери 0,125 х 0,125 mm (0,005 х 0,005 in), наречен “клетка на сигнала”. Това означава, че видоизменението и компенсирането може да бъде осъществено в една единична клетка на сигнала, в една и съща точка на растера. Тъй като размерът на нежелателните деформации при отпечатване е незначителен в сравнение с размера на преднамерената деформация и частта на компенсирането на точката от растера, ефектът на скрития образ ще доминира. Това е възможно чрез използване на процеси с висока разделителна способност.

На фигура 4А е показан един допълнителен пример за това как може да се затъмни едно изображение. На фигура 4А точката 402 е показана вътре в клетка 404. Областта на клетката 404 е представена чрез продукт с ширина “х” 406 и височина “у” 408. Отношението на областта на точката 402 “А” към областта (ху) на клетката 404 е представено чрез следващото равенство:

Z = A/(xy)% (1) където Z е в обхвата от 0 до 100%.

Фигури от 4А до 4D показват различни отношения на точката 402 към клетката 404. Както е показано на фигура 4В Z= 75%, на фигура 4С Z «50%, на фигура 4Е Z 25%. Въпреки, че на фигура 4А клетката 404 е показана като правоъгълна, клетката може да има каквато и да е предварително зададена форма, например, квадрат, кръг, елипса, трапец и т.н.

На фигура 5 е показан пример, в който в областта на точка 504 на растера е добавена вторична информация 506 и тя е компенсирана чрез нейната инверсия под зоната на различаване на човешкото око. За скриването на вторичната информация 506 в точката (елемента) 504 (съдържаща се вътре в точката (елемента) на клетката 502) е необходимо да се добави инверсията на вторичната информация. Например, при черно-бяло изображение допълнение на вторичната информация 506 е нейният негатив, а в цветно изображение допълнението е неговият допълнителен цвят.

Когато размерът на нежелателните деформации, получени при отпечатването, е близък до размера на видоизменението и частта за компенсиране на точките на екрана, ефектът на скриване намалява, а ефектът на нежелателните деформации, получени при отпечатването, нараства. С цел да се запази ефектът на скриване, трябва да бъдат нарисувани повече точки на екрана в компенсирането от съседни единични клетки. Групата от клетки на сигнала, нарисувани в компенси рането на видоизменената точка на екрана е наречена “суперклетка” (вж. фиг. 3).

На фигура 3 е показан пример на суперклетка. Суперклетката 306 от фиг. 3 представлява, например, 9 клетки 310. Процентът на областта на точката на суперклетката 306 е определен чрез използване на следващото равенство:

Z = Σ(Ζ,... Z_n)/n % (2) където “п” е броят на клетките в суперклетката 306. Не е задължително суперклетката да бъде с квадратна форма, а може да бъде с различна форма, например, кръг, елипса, правоъгълник и т.н. Функционално избраната заобикаляща среда на изпитваната точка (елемент на растера), съдържаща заобикалящата цяла или частична точка, е в границите на суперклетката.

В едно примерно изпълнение на настоящото изобретение репродуцирането на изображения е оптимизирано например чрез:

- предварително видоизменение на първичните точки съгласно всички деформации и изменения, които настъпват при последващи процеси на репродуциране на изображението;

- изчисляване, създаване и прилагане на оптимална форма на първичните точки, например елипса, ромбоид, овал, произволна и т.н. съгласно действително прилагания процес на репродуциране;

- дефиниране на точен ъгъл и разположение на точките с цел да се избегнат Моаре-ефектите и да се достигне най-високо качество с минимален “шум” в изображението.

С цел да се създадат различни характеристики за сигурност за безопасно отпечатване беше определено, че чрез използване на технологиите на цифрово обработване, в резултантното изображение могат да бъдат включени за компенсиране не само технологичните неточности, получени в резултат на различните процеси за репродуциране, но и предумишлените деформации и видоизменения.

В примерното изпълнение на настоящото изобретение първичните точки на първичното изображение са идентифицирани като носители на цифрова информация, в които може да бъде кодирана допълнително информация, за да скрие вторично изображение в първичното изображение. Чрез контролиране на процеса с една подходяща обработваща технология, деформациите, настъпили от преобразуване на вторичния образ, могат да бъдат компенсирани и да бъдат направени невидими за не въоръженото човешко око въпреки, че все още остават видими с помощта на подходящо декодиращо устройство. Декодиращото устройство може да бъде, например, един оптически филтър или един електрически декодер. Декодерът може да компенсира един или повече кодиращи ефекта, приписани на изображението, такива като видоизменение, намаление, обръщане и призматични ефекти. Декодерът може да бъде и оптически филтър на изображението, използващ периодични и/или случайни филтриращи структури, основани на метода на кодиране, използван, за да се кодира изображението. Също така, оптическото филтриране на изображението може да бъде основано на една или повече различни геометрични форми, например, кръгове, полукръгове, правоъгълници, триъгълници и т.н.

Електронният декодер може да бъде осъществен хардуерно, софтуерно или като комбинация от тях, осигуряващ програмируеми възможности. Електронният декодер включва също и електронно разпознаване, за да интерпретира скритата информация, например, баркодове и цифрови данни.

Примерното изпълнение е един метод и апарат за цифрова обработка, за да се създаде един кодиран цифров растер, в който елементите на растера, такива като пиксели или точки, са част от изображението. В примерното изпълнение тези пиксели или точки могат да бъдат използвани като носители на цифрова информация. Чрез използването на такива цифрово кодирани растери е възможно да се произведат защитени срещу копиране скрити изображения за безопасно отпечатване, например, когато копирането на защитеното срещу копиране изображение се изразява в нерепродуциране на скритото изображение. Този процес не е ограничен до един определен кодиран растер, за да разреши неточностите на определена технология, но може да бъде използван, за да осигури едно решение на всички по-горе споменати технологични проблеми.

С цел да се възпроизведе само първичното изображение, носителите на първична цифрова информация (точки, пиксели и т.н.) могат да бъдат създадени и групирани съгласно ограниченията, налагани от използваната технология за репродуциране. В този случай е възпроизведено само първичното изображение. В първичното изображение може да бъде въведено едно вторично изображение чрез деформиране, видоизменение и т.н. на тези носители на първични данни. По този на8 чин, шумът на първичното изображение е увеличен и вторичното изображение също се появява във видима форма. С цел да се намали шумът на първичното изображение отново всички видоизменения и деформации трябва да бъдат компенсирани за един елемент (точка след точка, или пиксел след пиксел) вътре в предварително определена област, която е по-малка от разделителната способност на човешкото око. По този начин, вторичното изображение отново става скрито, а качеството на първичното изображение е подобрено.

Използвайки първична точка или пиксел като носител на цифрова информация, следните примерни параметри могат да служат за видоизменение или деформиране на изображението:

- плътност (вж. фиг. 6),

- форма или конфигурация (вж. фиг. от 7А до 8В),

- ъгъл (вж. фиг. от 9А до 9В),

- разположение (вж. фиг. от 10А до 10В),

- размер (вж. фиг. от 11А до 11В),

- честота (вж. фиг. 12А до 12В).

Гореспоменатите параметри могат да бъдат използвани в един или повече цветни слоя на първичното изображение, както и между цветните слоеве на първичното изображение.

Като резултат от обработката на данни чрез използване на Successiv Approximation Algorithm, например, две части от всяка първична точка, пиксел и т.н. са вътре в областта, където е скрито вторичното изображение. Тези две части са:

- част, която е носител на информацията на първичната точка, пиксел и т.н., където първичното изображение е деформирано или видоизменено съгласно вторичното изображение, и

- част за компенсиране на първичната точка, пиксел и т.н., която компенсира деформациите, видоизмененията на частта, която е носител на първичната информация.

В резултат на това, всички точки или пиксели ще бъдат деформирани или видоизменени в сравнение с възпроизведеното само първично изображение.

На фигура 6 е показан пример за това, как е скрита информация, където носителят на информация е основан на плътност на информацията. Във фигура 6 клетките 602, 604, 606 са посочени като клетки, в които е скрита информация. Плътността на клетките 602, 604 и 606 е променена и е отразена, съответно, на клетките 608, 610 и 612. На фигура 6 с DI,, Dl₂, Dl₃, D2_p D2₂, D2₃ са означени плътностите, съответно, на клетките 602,

604, 606, 608, 610, 612. Плътността на клетките не трябва задължително да бъде една и съща (D1 ₍ *D2_P Dl₂ * D2₂, Dl₃ * D2₃). Информацията е скрита, когато средната плътност на суперклетките 614 и 616 е изравнена.

На фигури 7А и 7В е показан пример как е скрита информация и как е компенсирана вътре в клетка, въз основа на изравняване на процентното съдържание на клетката и процентното съдържание на областта на точката. Фигура 7А е невидоизменен или нормален растер, а фигура 7В е растер на носителя на информация. На фигура 7А клетката 702 е използвана като клетка на носителя на информация. Точката 704 на носителя на информация заменя точката 706. Точката 704 на носителя на информация ще бъде скрита, когато областта на точката 704 на носителя на информация изравнява областта на точката 706. С други думи, когато е удовлетворено равенството:

z*=z_B (3) където Z_A е процентното съдържание на областта на точката 706, а Ζ_Β е процентното съдържание на областта на точката на носителя на информация 704.

На фигури 8А и 8В е показан пример как е скрита информация и как е извършено компенсиране на основата на изравняване на процентното съдържание на суперклетка и процентното съдържание на областта на точка. Фигура 8А е невидоизменен или нормален растер, а фигура 8В е растер на носителя на информация. Във фигура 8А е използвана суперклетка 806 като носител на информация. Във фигура 8В информация 808 заменя точка 806 вътре в суперклетка 802, за да създаде суперклетка 804. Информация 808 ще бъде скрита, когато средното процентно съдържание на суперклетката 804 изравни средното процентно съдържание на суперклетката 802. С други думи, когато е удовлетворено следното равенство:

Ζ_Σι ^— Ζ_Σ2 и Ζ_ΣΑ Ψ Ζ_ΣΒ (4) където Ζ_Σ1 е средното процентно съдържание на областта на точката на суперклетката 802, а Ζ_π е средното процентно съдържание на областта на точка на суперклетката 804.

На фигури 9А и 9В е показан пример как е скрита информация вътре в клетка, при която носителят на скритата информация е ъгъл. Фигура 9А е невидоизменен или нормален растер, а фигура 9В е растер на носителя на информация. Във фигура 9А клетката 902 е използвана като клет ка на носителя на информация. Във фшура 9В информация 904 замества елемента 906. Информацията 904 ще бъде скрита, когато или уравнение (3), или уравнение (4), описани по-горе, са удовлетворени. Както е показано на фигура 9В, информацията 904 може да бъде завъртяна на ъгъл а. Ъгъл а може да бъде от 0 до 359°.

На фигури 10А и 10В е показан пример как е скрита информация вътре в клетка, където е позициониран носителят на информация. Фшура 10А е невидоизменен или нормален растер, а фигура 10В е растер на носителя на информация. На фигура 10А суперклетка 1002 и точка 1004 са показани в един неизменен растер. Както е показан на фигура 10В, носителят на информация е преместване на точката 1004 в точка 1008. Информацията може да бъде скрита в резултатната суперклетка 1006. Информацията ще бъде скрита, когато уравнение (4) за суперклетките 1002 и 1006 е изпълнено. Изменението на разположението се променя в съответствие със зададената степен на скриване.

На фигури 12А и 11В е показан един пример как е скрита информация, когато носителят на информация е основан на размера на точката. Фигура 11А е невидоизменен или нормален растер, а фигура 11В е растер на носителя на информация. По-специално, точка 1108 заменя точка 1106. Информацията ще бъде скрита, когато общата област на точката на суперклетка 1104 е равна на общата област на точката на суперклетка 1102, така че да е удовлетворено уравнение (4).

На фигури 11А и 12В е показан един пример как е скрита информация, когато носител на информацията е честотата на точките. Фигура 12А е невидоизменен или нормален растер, а фшура 12В е растер на носителя на информация. На фигура 12А всяка точка 1206-1210 е заменена с растер с повисока честота на точките 1212, показан на фигура 12В. Изобретението не е ограничено до това, и единичната точка, например, 1206 може да бъде заменена с повече от един растера от точки 1212. Растерът на точки 1212 ще бъде скрит, когато са изпълнени уравненията (3 и 4).

За да се направи вторичното изображение видимо, са необходими един физически или електрически декодиращ процес и едно съответстващо на него устройство. За предпочитане е, декодерьт да избира разположението на носителя на информация на точки, пиксели и т.н., използвайки методът за статистическа извадка, например, да активира декодера и да направи скритата индика ция видима за използвателя.

Компонентите на процеса могат да бъдат свързани през подходящ интерфейс и процесът да бъде оптимизиран с цел да се получи подходящо качество на първичното изображение и надеждна читаемост на скритата информация, кодирана във вторичното изображение.

В друго примерно изпълнение на настоящото изобретение, методът взема под внимание различните компоненти на процедурата на възстановяване и ползвателят определя параметрите или приоритетите, за да получи високо качество на видимото първично изображение с минимален шум и максимална читаемост на скритата информация, кодирана вътре в невидимо вторично изображение.

В трето примерно изпълнение скритото изображение може да бъде основано на променящи се параметри, вместо на фиксирани параметри. Към това примерно изпълнение могат да се причислят следващите променящи се параметри:

1. Характеристиките на видимото първично изображение, например:

- единичен или композитен цвят;

- степен на сивота или цветове на петно;

- естеството на първичното изображение, например фон, структура, рисунък, текст и т.н.

2. Характеристиките на скритото вторично изображение, например:

- единичен или композитен цвят;

- текст, рисунък, структура или др.;

- оптически разпознаваемо изображение или директно цифрови данни и др.

3. Характеристиките на метода на възпроизвеждане и съответни технологии за обработка, например:

- разделителна способност на метода на възпроизвеждане;

- минимален размер и форма на приложима точка или минимална ширина на най-тънката приложима линия;

- минимално приложимо пространство между първичните точки или линии;

- размер и форма на предпочитан растер, съответстващ на метода за възпроизвеждане (непрекъснат тон, точка, линия и т.н.);

- електронно възпроизвеждане (за визуализиране) или “твърдо копиране” (за отпечатана медия);

- традиционно отпечатване (офсет, вдлъбнат печат и т.н.), цифрово отпечатване (компютърни принтери, лазерни принтери, мастилено струйни принтери, принтери със сублимиращо багрило и т.н.) или цифрови печатащи машини (Xeiko, Indigo и т.н.);

- непрекъсната обработка на нюанса, обработка на точков растер и т.н.;

4. Характеристиките на декодиращото устройство, например:

- прости оптически декодери за четене на оптически кодове, направени на принципа на прост оптически филтър с различни геометрични форми, използващ периодични или случайни структури на филтриране;

- комплексни оптически декодери за четене на оптични кодове с различни оптически ефекти (увеличаване, обръщане, призматично намаляване и т.н.);

- прости електронни декодери за четене на оптични кодове със софтуерно симулиране на функции на оптичен декодер без електронно разпознаване;

- усъвършенствани декодери за четене на оптични кодове със софтуерно симулиране на функции на оптични декодери с електронно разпознаване;

- комплексни потребителски програмируеми декодери за четене на директни цифрови кодове, които също са програмируеми от потребителя.

5. Нивото на защита (защита срещу копиране, възпроизвеждане и т.н.), например:

- изображението трябва да бъде защитено срещу копиране;

- изображението трябва да бъде защитено срещу изменение или подмяна;

- декодираните данни трябва да бъдат защитени;

- защита на първичното изображение, на вторичното изображение или информацията е предпочитана една пред друга.

В четвърто примерно изпълнение скритото изображение може да се основава на използването на различни параметри или свойства. В това примерно изпълнение избраните от ползвателя параметри могат да се отнасят до:

- качеството на първичното изображение;

- контраста и читаемостта на вторичното изображение;

- естеството на вторичното изображение (цифри и букви, картина, двоичен код и т.н.);

- методът на декодиране (физически, електронен, програмен и т.н.);

- използваната технология за възпроизвеж дане (електронна, цифрово отпечатване, традиционно отпечатване и т.н.), защита (защита на данните и защита срещу възпроизвеждане).

На фигура 18 е показано примерно изпълнение на настоящото изобретение, основано на система за персонализиране на документ. В примерното изпълнение от фигура 18 е използвана цифрова камера 1802, за да фотографира първичното изображение (непоказано), за да създаде цифрово представяне на това изображение 1804. Може да бъде използвано входно устройство 1806, например, клавиатура, за да се въведат персонални данни 1822 за въвеждане в първичното изображение. Изображението 1804 и персоналните данни 1822 са подадени към работна станция 1808, например, персонален компютър, който съдържа софтуер за базите данни 1810. Персоналните данни 1822 и изображението 1804 са обработени чрез кодиращо устройство 1812, за да се създаде файл на скрито изображение 1813. Файлът на скритото изображение 1813 е осигурен със софтуер 1810, който обработва изображението 1804 и скрива данните 1822 в изображението 1804, за да създаде обединен файл 1814. Обединеният файл 1814 е подаден към принтер 1816. Принтерът 1816 отпечатва идентифициращия документ 1820 въз основа на обединения файл 1814. Работната станция 1808 може да бъде свързана към главен компютър 1818, ако е необходимо да контролира и/ или прилага допълнителна информация към работната станция 1808. Това примерно изпълнение е приложимо, където не е необходимо да се осигури висока разделителна способност. Форматът на по-горе споменатия файл може да бъде DLLформат за лесно използване на системи с персонален компютър, въпреки че всеки формат на файла може да бъде използван в зависимост от системата и/или изискванията на ползвателя.

Едно примерно изпълнение на настоящото изобретение за генериране на изображения с висока разделителна способност е показано на фигура 17. Към работна станция SILICON GRAPHICS INC. (SGI) са осигурени различни файлове на изображението (непоказани), чийто изпълнителен софтуер генерира скрити елементи. Докато софтуерът може да управлява всеки компютър, способен да обработва графики с висока разделителна способност, SGI машината е използвана заради нейната изключителна скорост и записващи способности. Използван е скенер 1712, за да сканира първичното изображение 1700. Сканираната информация е подадена на компютър

1714, който може да раздели изображението 1700 на цветни слоеве 1702. В примерното изпълнение компютърът 1714 е компютър Macintosh и е използван за изпълнение на избрана програма, въпреки, че е възможно да се използва всеки компютър с подобни възможности. Файловете са отваряни чрез софтуера и вида на скрития индикатор, а стойностите и параметрите са избрани от ползвателя. Алгоритмите за кодиране са приложими от софтуера в SGI машината 1716, за да обедини вторичното изображение 1704 с видимия образ от компютъра 1714, и да създаде нов обединен файл 1708, използващ метод за скриване на изображение 1706. Новият обединен файл може да бъде, например в DLL-формат, въпреки, че може да се използва всеки друг формат, в зависимост от системата на управление. Завършеното изображение е подадено към изходящо устройство 1718, например, механизъм за създаване на изображение с високи качество и разделителна способност, например, такъв, който може да отпечата окончателния файл на изображението, например, филм 1720 с необходимата разделителна способност, за да поддържа и открива скритото вторично изображение по време на декодирането. Предпочитаното изходящо устройство е произведеното от SCITEX DOLVE, въпреки, че може да се използва всяко възпроизвеждащо изображението устройство, което има висока разделителна способност и високо качество. По избор, може да бъде използван защитен апарат 1724, за да защити крайния продукт 1722 и за да осигури гъвкавост съгласно предпочитанията на ползвателя.

Тъй като примерният метод е метод, основан на компенсацията, ползвателят може да скрие повече от едно вторични изображения вътре в единица първично изображение. Съответно, методът би могъл да позволи на ползвателя да индицира определени първични файлове, по които да изпълни метода и да индицира едно, две или повече вторични изображения, за да ги скрие вътре в изображението, представено в първичния файл. Други операции, които биха могли да бъдат избрани за изчисляване, биха включвали “tint” (с твърда боя) метод, “scramble” (с разместване) метод, “multilevel” (с много нива) метод и “raster” (с растер) метод. Следователно, ползвателят може да избере да излезе от програмата или да въведе отново избран метод.

По време на въвеждане на избрания метод, методът проверява различните входни механизми, избрани от ползвателя. Методът детектора грешки, свързани с всеки избор и визуализира подхо дящо съобщение за грешка. Въз основа на тези извършени настройки, ще бъдат изпълнени различни операции, например скриване на едно вторично изображение и запаметяване на резултатите в изходящ файл; скриване на две вторични изображения и запаметяване на резултатите в изходящ файл; скриване на повече от две вторични изображения и запаметяване на резултатите в изходящ файл; скриване с tint метода и запаметяване на резултатите от прилагането на tint метода в изходящ файл; скриване със scrambled метода и запаметяване на резултатите в изходящ файл; скриване с multilevel метода и запаметяване на резултатите в изходящ файл; или скриване с raster метода и запаметяване на резултатите. Резултатите от прилагането на всеки от тези методи може след това да бъдат визуализиране (ако е необходимо) чрез резултантни прозорци (непоказани) . Могат да се включат и звукови индикатори (непоказани), за да показват развитието на софтуера, ако е избран такъв.

Първичното изображение може да бъде изображение в сивата скала, което може да включва в себе си едно или повече вторични изображения като скрити изображения. Изображението в сивата скала може да бъде разложено на неговите цветови компоненти, вътре в които могат да бъдат скрити едно или повече вторични изображения, в която и да е или във всички компоненти на цвета. Първичното изображение може също да бъде цветно изображение, в което са скрити едно или повече вторични изображения. Когато в първичното изображение са скрити повече от едно изображения, всяко вторично изображение може да бъде завъртяно по отношение на едно друго, например на ъгъл в обхвата от 0 до 359°. Завъртането на вторичните изображения е приложимо, както към изображенията в сивата гама, така и към цветните първични изображения и може да бъде извършено вътре в слоя на компонент с един цвят или между слоеве на цветните компоненти.

Асоциираната софтуерна програма използва множество от интерфейсни екрани на ползвателя, което улеснява избирането на типа на метода, който ще бъде използван, както и при какви условия. На ползвателя са предоставени множество екрани тип “прозорец”, за да се улесни изборът на ползвателя на различните критерии, очертани по-горе. Условията са близки до конвенционалната GUI машина, която използва множество входящи устройства и устройства за избиране и следователно не е необходимо едно по-подробно обяснение.

Могат да бъдат осигурени типични интерфейсни екрани на ползвателя например, File Menu option (About, Load Settings, Save Settings, Sound, Quit), Directory options, File retrieve options, File store options, File Type options, Sound options, Filter options. В йерархията на програмата могат да се осигурят и други екрани, например Decoder options, Phase options (една фаза, две фази и т.н.), Density options (от светло до тъмно или положително до отрицателно). Променящите се опции може да бъдат осигурени чрез конвенционален плъзгач или цифрово представяне на един аналогов контрол, например бутон.

И блокът на първичния файл и блокът на файла на резултатите от обработката имат конвенционална възможност за преглед, за да се осигури лесно използване така, че ползвателят да няма нужда да си спомня в коя локация или директория е разположен файлът в системата или мрежата.

“Filter options” позволява на ползвателя да избере име на специфичен файл и има програма за намирането му. “Resolution option” позволява ползвателят да избере зададена разрешаваща способност на крайното изходящо изображение. За предпочитане е, този параметър да е съобразен с разрешаващата способност на устройството за отпечатване на резултата. Конвенционалните техники на компресиране могат да бъдат използвани по време на операцията на запаметяване на файла, за да се запази по-малък общият размер на файла и да се спести пространство на запаметяващия диск.

Подобни екрани на ползвателя са осигурени, когато са предвидени две или три вторични изображения. Тези екрани осигуряват допълнителен избор на допълнителни вторични изображения, за да бъдат въведени вътре в многофазно вторично изображение. При многофазен метод ползвателят може да избере и различни разлагания на плътността на всяко вторично изображение. Това е полезно специално, когато ползвателят желае да създаде прекадено различни комплекти от текст, който, когато е декодиран, ще бъде визуализиран заедно, но все още ще бъзе изобразяван като различни думи.

Осигурени са допълнителни потребителски интерфейсни екрани за изпълнение на “indicia tint” операция. При различие на скритото изображение indicia tint ще премине толкова гладко през изображението, колкото е възможно, и ще игнорира различието в тоналността.

Едно от най-полезните приложения за погоре описания метод е когато първичното изображение е фотография и вторичното изображение е, например, подпис на субекта на фотографията. Използвайки метода, първичното изображение може да бвде разположено и след това подписът може да бъде обединен в елементите на структурата на растера на изображението. Резултантното кодирано изображение ще бъде едно видимо изображение на субекта на фотографията, което след декодиране ще разкрие и подписа на този субект. Вторичното изображение би могло да включва други съществени характеристики на субекта, например, височина, тегло и т.н. Това изображение с висока степен на защитеност би доказало, че е особено полезно при използване в паспорти, лицензни, ID снимки и др.

Защитеността на скрития индикатор би могла да бъде осъществена и чрез направата на три цветни разделителя на изображението: в циан, пурпур и жълто, след като процесът на скриване на изображението е бил завършен. Всеки от тези цветове би могъл, след това, да бъдат донагласен така, че когато цветовете са комбинирани отново, те да не могат да бъдат открити върху отпечатъка в естествената сива гама. Отпечатаното изображение би изглеждало сиво за невъоръжено око, но декодираното изображение би изглеждало цветно. Донагласяването на разделителите, за да остане изображението натурално сиво, става още един фактор, който може да се контролира, използвайки различни комбинации от мастило, хартия и натиск. Запазването на тези комбинации добавя друго ниво на защитеност на наличните ценни книжа.

На фигури 13 и 14А са показани процесограми на примерно изпълнение на настоящото изобретение.

Във фигури 13 и 14А, в стъпка 1400 е въведено вторичното изображение (съдържащо едно или повече изображения, текст, данни и т.н.). В стъпка 1405 е заредена една предварително избрана или дефинирана от ползвателя кодираща схема 1302. В стъпка 1420 е избран основен растер (непоказан) на зададения процес на репродуциране, включващ съпътстващи технологични неточности на процеса. Основният растер е избран, за предпочитане, от базата данни 1306 и е оптимизиран въз основа на избрания процес на репродуциране. В стъпка 1425 избраните от ползвателя приоритети 1308, са въведени за вземане под внимание в процеса на скриване на изображението. В стъпка 1430 кодираният растер 1312 е гене риран въз основа на едно приближение на носителя на информация 1310, съдържаща се в кодираното защитено изображение. В стъпка 1435 е въведено първичното изображение 1314. В стъпка 1440 първичното изображение 1314 е разложено на растери, използвайки кодирания растер 1312, за да генерира обединено изображение 1316. В стъпка 1450 обединеното изображение 1316 може да бъде декодирано с декодер 1318А, 1418В, за да се възстанови вторичното изображение 1320А, 1320В (идентично на изображението 1300).

Друго примерно изпълнение на настоящото изобретение е показано на фигура 14В. На фигура 14В, в стъпка 1470 е въведено първичното изображение 1314. В стъпка 1475 първичното изображение е показано на екран въз основа на определения от ползвателя растер. В стъпка 1480 е въведено вторичното изображение 1300. В стъпка 1485 първият екран е видоизменен и компенсиран въз основа на информацията на вторичното изображение. В стъпка 1490 е генерирано обединеното изображение 1316. В стъпка 1495 обединеното изображение 1316 може да бъде декодирано с декодер 1318А, 1318В, за да се извлече вторичното изображение 1320А, 1320В (идентично на изображението 1300).

На фигура 15 е показан пример на генериране на скрито изображение в цветови разграничител. В този пример, фотографията 1502, например RGB или CMYK цветно изображение, е репродуцирана, при което процесът включва две различни вторични изображения 1506 и 1508, които са ориентирани едно спрямо друго на 90° в две бази с различен цвят на видимото първично изображение. Видимото първично изображение 1502 - съдържащо оригиналните му RGB цветове - е сканирано като цифрово изображение с висока разделителна способност, използвайки какъвто и да е фоторетуширащ софтуер. След това изображението е разделено на неговите цветни “пластини” в друг обикновен използван цветен формат CMYK, в който са показани съставните изображения в циан 1502С, в пурпур 1502М и в жълто 1502Y. Множество от методи позволяват лесно комбиниране на вторичното изображение с всяка от цветовите компоненти на видимото изображение. В този случай, вторичното изображение 1506 с повтарящия се символ, например JURA 1506 е обединено с циановата пластина 1502С. Резултатната цианова пластина 1510С - както беше описана по-горе - ще показва оригинално видимо изображение в разложена структура за невъоръжено око, но вторичното невидимо изображение ще бъде кодирано в разложена структура. Второ вторично невидимо изображение 1508 с повтарящ се знак, например, JSP е обединено с пурпурната пластина на изображението 1502М, за да осъществи кодиране на пурпурната пластина 1510М. Крайното видимо изображение 1612 (подобно на 1502) ще бъде композирано отново, използвайки оригиналните жълта пластина 1502Y и черна пластина 1502К, заедно с кодираните цианова 1510 и пурпурна 1510М пластина. Вторичната информация 1506 може да бъде прочетена като информация 1518 от отпечатаното изображение 1512, използвайки декодер 1514. Вторичната информация 1504 може да бъде прочетена като информация 1520 от отпечатаното изображение 1512, използвайки декодер 1516.

На фигура 16 е показана примерна процесограма на стъпките, изпълнявани от софтуера за обработката съгласно фиг. 15. Първичното изображение 1502 първо е преобразувано в цифров вид в стъпка 1600 и след това в стъпка 1605 е разложено в цветовите му CMYK компоненти 1502С, 1502М, 1502Y и 1502К. Всяка цветна пластина може да бъде обработена независимо от другите, по който и да е от процесите, изпълнени съответно в стъпки 1610, 1615, 1620 и 1625. В този случай е изпълнена техника за скриване на изображение (или разлагане на единични цветове) . След това процесът за скриване на изображение е приложен към първото вторично изображение 1506 в стъпка 1630, а към второто вторично изображение 1508 - в стъпка 1635. Крайното изходно изображение е създадено в стъпка 1640 чрез повторно свързване на кодираните цветни пластини в циан и пурпур с необработените жълта и черна пластини 1510. В този пример са кодирани само цветовите компоненти в циан и пурпур. Други примерни изпълнения могат да изберат да кодират един цвят, три цвята или всичките четири цвята.

Асоциираната в софтуера програма използва едно множество от интерфейсни потребителски екрани, които облекчават избирането на това, какъв процес на отпечатване ще бъде изпълнен и при какви параметрични условия. За потребителя са налични различни екрани от типа прозорец, за да облекчат избора на различни критерии. Режимът е подобен на конвенционалния Graphical User interfaces (GUI), който използва едно множество от входящи и изходящи устройства на потребителя, за които като такива не е осигурено подробно обяснение.

Могат да бъдат осигурени типичните потребителски интерфейсни екрани, например, File Menu options (About, Load Settings, Sound, Quit), Directory options, File Type options, Sound options, Filter options и т.н. Като по-нататъшни екрани в йерархията на програмите могат да бъдат осигурени чрез конвенционален плъзгач или чрез цифрово представяне на аналогов контрол, например, бутон.

Както блокът на първоначалния файл, така и блокът на файла за резултата имат конвенционалните “browse” възможност, за да се осигури лесно използване така, че ползвателят да няма нужда да си припомня локацията или директорията на файла на изображението в системата или мрежата.

Filter options позволява ползвателят да избира името на специфичен файл и има програма за търсенето му. Resolution option позволява да се избира зададената разделителна способност на крайното изходно изображение. За предпочитане е тази стойност да съответства на разделителната способност на изходното устройство за резултата. Конвенционалните техники за компресиране могат също да бъдат използвани по време на операциите на запаметяване на файла, за да се запази по-малък общият размер на файла и да се спести пространството на запаметяващия диск.

Едно от най-полезните приложения за погоре описания процес е когато първичното изображение е фотография и вторичното изображение, например, е подпис на субекта на фотографията. Използвайки този процес, първичното изображение може да бъде разположено и след това подписът може да бъде обединен вътре в структурата на елементите на разложеното първично изображение. Резултантното кодирано изображение ще бъде едно видимо изображение на персоната от фотографията, което, когато е декодирано, ще извлече и подписа на персоната. Вторичното изображение би могло да включва и други характеристики за субекта, например, височина , тегло и т.н. Това изображение с висока степен на защита би доказало, че е изключително полезно при паспорти, лицензни, ID снимки и т.н. (фиг. 18).

Защитата на скрит индикатор може да бъде осъществена по-нататък чрез направата на три цветни разграничителя в циан, пурпур и жълто на изображението след приключване на процеса на скриване на изображение. Тези цветове биха могли да бъдат настройвани един към друг така, че когато цветовете биха били комбинирани отно во, би могло да бъде получен естествено сив отпечатък на изображението. По този начин, докато отпечатаното изображение изглежда сиво за невъоръженото око, декодираното изображение ще има цвят. Настройването на разграничителите, за да се получи естествен сив цвят, става още един фактор, който трябва да бъде контролиран, когато се използват различни комбинации от мастило, хартия и печат. Получаването на тези комбинации добавя друго ниво на защитеност към ценните книжа.

Една друга възможност за използване би била създаването на интерференция или анулиран цвят, в комбинация с метода на отпечатване. Тази техника ще замаскира определени думи, като “анулиран” или “невалиден” за целите, например, на билети за концерт. Ако билетът бъде фотокопиран, лежащата отдолу дума “анулиран” ще се появи върху копието и по този начин, ще сигнализира на инспектора на билети, че е невалиден. Софтуерът ще осигури ефективност и ниска цена алтернативно на производството на такива структури на анулиран цвят.

Примерният метод на настоящото изобретение може да бъде адаптиран и към създаване на структури на водни знаци, които най-често са въведени в хартия чрез пропиване с масло или лак. Нещо повече, процесът може да бъде приложим при произвеждането на холограми, например, по метода на линейна дифракция. Програмата ще осигури отново повишена ефективност и ефективна цена за получаването на такива резултати.

Друго полезно приложение може да включва кодиране на скрито вторично изображение и отделяне на три различни разграничителя на цвят, изискващи изключително висока точност на регистриране. По време на повторно свързване на цветовете при отпечатване вторичното изображение ще бъде читаемо само чрез използването на декодиращо устройство. Ако регистрацията не е изпълнена съгласно изискванията за точност както на първичното, така и на вторичното изображения, производителността би била понижена значително.

Следващо полезно приложение може да включва генериране и оптимизиране на цифрови растери, съдържащи дефинирани от ползвателя елементарни точки, например: писма, маркери, чертежи или каквото и да е друго, въпреки, че дефинираните от ползвателя растери могат да бъдат приложими като характеристики с висока стойност на защита в едно- или многоцветен процес, даже без скриване на вторично изображение в първичното изображение, едно повишаване на характеристиките би могло да бъде скриването на вторично изображение.

На фигури 19A-19J са показани различни техники за активиране на декодер, който може да бъде използван, за да кодира изображения вътре във видими първични изображения. Съответно, във всяка фигура е показана в кръгче увеличена част от изображението. Видовете примери включват: фигура 19А, модулация на дебелината на двойна линия; фигура 19В, модулация II на дебелината на линия; фигура 19С, разпознаване на линия, украсена с релеф; фигура 19D, релеф; фигура 19Е, двоен релеф; фигура 19F, украсен с релеф растер; фигура 19G, кръстосан растер; 19Н, латентен закръглен растер; фигура 191, овален растер; фигура 19J, растер на пресечени линии. Друга техника, разпознаване на пресечен украсен растер, може да използва една честота на плътност на лещата във вертикална равнина и друга честота в хоризонталната равнина. Ползвателят след това проверява всяко вторично изображение чрез завъртане на лещата. Друга техника може да включва лещи, които променят честотата и/или отражателните характеристики напречно на челото на единична леща. По този начин, различни части на отпечатъка могат да бъдат кодирани с различна честота и да бъдат декодирани за удобство с единична леща. Без съмнение, съществуват още много други типове на разлагане, които лесно биха могли да бъдат пригодени към кодиращите техники.

Независимо от използвания начин на разлагане, може да бъде изпълнено едно множество от други защитни мерки, изпълнено едно множество от други защитни мерки, използващо програмата и включващо подчертаните принципи. Например, системата за последователно номериране, използвана за билети или банкноти, може да бъде скрита, за да осигури допълнителна защита срещу копиране. Програмата би трябвало да генерира скрит бар-код цифрово.

Друга известна техника за защита на отпечатък включва използване на комплекс отпечатани линии, рамки, плетеници, и/или бутони, които са трудни за щамповане или електронно репродуциране. Тази програма може да въведе структури, които следват определени линии на отпечатаната материя.

На фигура 20 е показано кодирано изображение чрез разместване вътре във видимото изображение. Този процес обикновено е отнесен към еднофазните кодиращи операции. Във всяка кодираща информация изходното изображение е функция на плътността на лещата на декодера. Показано е едно изходно изображение 200, което е разделено на елементарни срезове 202 или сегменти с ширина h. Всяка ширина h е функция на няколко от вида на плътност и основен код. Фигура 21 илюстрира обработеното изображение, в което сегментите 2100 на изображението са преместени един спрямо друг и образуват преместен сегмент 10.

На фигура 21 е показан примерен процес на разместване от предшестващото състояние на техниката. В този пример, процесът е отнесен обикновено към еднофазна кодираща операция, която се свежда до срязване на изображението на елементарни срезове или сегменти с ширина h. Всеки елементарен срез е показан на фиг.22. Всеки срез с ширина h е функция на няколко фактора като плътност, припокриване, отразяване, удвояване, увеличаване на размера и основен код.

На фигура 22 е показан процес на двуфазно кодиране чрез разместване, при който методът е подобен на еднофазното кодиране. В този случай, всеки срез с ширина h е разделен на първи 2200 вторичен срез и втори 2202 вторичен срез. Елементните линии на първото и второто изображение ще бъдат запаметени чрез програма на софтуера в “първичен едно” и първичен две” файлове. При резултатното изходно изображение нечетните срезове 14 са композирани от елементни линии от първичния едно файл, а четните срезове 16 са оформени от първичния две файл. По време на декодирането, първото и второто вторични изображения ще се появят разместени независимо един от друг.

На фигура 23 е показан процес на трифазно кодиране чрез разместване. В този случай ширината на среза h е разделена на три части. Първото, второто и третото изображение са запаметени в три първични компютърни файла. В резултантното изходно изображение всеки от трите среза 2300, 2302 и 2304 идва от съответен първи, втори или трети първичен файл. По време на декодирането първото, второто и третото вторични изображения ще се явят независимо разместени. Срезовете 2300, 2302, 2304 могат да бъдат завъртани един спрямо друг на поредица от ъгли, намиращи се в обхвата от 1 до 359°.

Фигура 24 илюстрира друго полезно приложение на това изобретение за прилагане на скрити параметри чрез известните методи за ко диране чрез разместване. Примерът описва подробно примерно комбиниране на кодиране чрез разместване и скриване на информация, при което скритата част компенсира иначе естествено видим знак на кодиращ процес чрез скриване на разместени елементи (под прага на възприемане на невъоръжено око) с неговия компонент в цифров процес с висока точност.

На фигура 25 е показан пример на процеса за скриване чрез разместване. В този пример е създадена една пощенска марка, при което процесът включва две различни вторични изображения, ориентирани на 90° едно спрямо друго, в два различни основни цвята на видимото първично изображение. Видимото първично изображение както е съставено от оригинални RGB цветове - е сканирано като цифрово изображение с висока разделителна способност в програма от вида Adobe Photoshop. Изображението след това е разделено на цветовите му компоненти в циан 2502, пурпур 2504, жълто 2506 и черно 2508. Гъвкавостта на този процес позволява лесно комбиниране на вторично изображение 2610 с цветовите компоненти на видимото изображение. В този случай, вторичното невидимо изображение 2510 с повторен символ, например, USPS е обединено с циановата пластина 2502. Резултантната цианова пластина 25112 както беше описано по-горе - ще показва оригинално видимо изображение в една разложена структура за невъоръжено око, на вторичното невидимо изображение ще бъде кодирано вътре в разложената структура. Второ вторично невидимо изображение 2516 с повторен маркер HIDDEN INDICIA е обединено с пурпурната пластина 2504, за да произведе кодирано пурпурно изображение 2518. Крайното видимо изображение (подобно на 2500) ще бъде композирано отново, използвайки оригиналните жълта 2506 и черна 2508 пластина заедно с кодираните цианова и пурпурна пластина.

Въпреки, че изобретението е илюстрирано и описано до тук, изобретението не е ограничено до показаните подробности и детайли.

Могат да бъдат направени различни видоизменения в детайлите в обхвата и диапазона на еквивалентите на претенциите и без да се излиза от обхвата на изобретението.

Claims (32)

1. Метод за кодиране на първично изображение с вторично изображение, характеризиращ се със стъпките:

а) разлагане на първичното изображение в първо елементно изображение;

б) разлагане на вторичното изображение във вторично елементно изображение;

в) обединяване на първото елементно изображение и на второто елементно изображение в обединено елементно изображение, основано на предварително определен принцип на кодиране;

г) компенсиране на деформациите на обединеното елементно изображение, за да се направи елементно изображение, невидимо вътре в първото елементно изображение; и

д) създаване на изходно изображение, основано на обединеното елементно изображение, като първичното изображение е видимо с невъоръжено око, а вторичното изображение е скрито от невъоръженото око.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че включва допълнително стъпката визуализиране на вторичното изображение, скрито в изходното изображение чрез активиране на декодиращо устройство.

3. Метод съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че за декодиране се използва оптическа леща, съответстваща на предварително избрания принцип на кодиране.

4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че вторичното изображение е неприсъстващо в копие на изходящото изображение.

5. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се са това, че изпълнява компютърна система за цифрово създаване на кодирани растери за въвеждане на вторична информация вътре във видимо първично изображение за използване върху документ като защитна характеристика срещу фалшифициране и включва стъпките:

а) осигуряване на основен растер, избран от ползвателя;

б) обединяване на вторична информация и избрания от ползвателя основен растер, основан на избрания от ползвателя принцип на кодиране, за да се създаде кодиран растер;

в) компенсиране на кодирания растер, за да компенсира всяка деформация в кодирания растер, създадена в стъпката на обединяване (б) и да генерира компенсиран растер, съдържащ вътре в компенсирания растер скрита вторична информация;

г) изобразяване на екран на първичното изображение с компенсирания растер, за да се получи комбинирано изходящо изображение в съот ветствие с технологията на репродуциране, съответстваща на избрания от ползвателя принцип на кодиране; и

д) репродуциране на документ, използващ технологията на репродуциране, който документ съдържа комбинираното изходно изображение.

6. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че съдържа стъпка на оптимално кодиране на кодираните растери, основан на характеристиките на принципа на кодиране.

7. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че съдържа стъпката избиране на основен растер съгласно технологията на репродуциране, използвана за репродуциране на комбинираното изходно изображение.

8. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че съдържа стъпката кодиране на кодирания растер, използващ последователно приближение, при който последователното приближение е въведено в модул на софтуер, изпълнен в компютър с общо предназначение.

9. Метод съгласно претенция 8, характеризиращ се с това, че последователното приближение е основано на най-малко един от множество параметри, дефинирани от ползвателя на технологията за репродуциране, използвана, за да се репродуцира комбинираното изходно изображение.

10. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че осъществява стъпката прочитане на вторичната информация само чрез декодиращо устройство, съответстващо на принципа на кодиране от стъпка (б).

11. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че вторичната информация е композирана от пиксели.

12. Метод съгласно претенция 11, характеризиращ се с това, че използва пикселите като носители на цифрова информация.

13. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че съдържа стъпката видоизменение на един параметър на носителите на цифрова информация, основан най-малко на:

а) форма на пикселите;

б) размер на пикселите;

в) ъгъл на пикселите,

г) разположение на пикселите,

д) честота на пикселите,

е) плътност на пикселите.

14. Метод съгласно претенция 13, характеризиращ се с това, че включва стъпката разполагане на видоизменения параметър на носителя на цифрова информация вътре в единичния слой на изображението.

15. Метод съгласно претенция 13, характеризиращ се с това, че свдържа стъпката разполагане на видоизменен параметър на носител на цифрова информация вътре в множество слоеве на изображението.

16. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че вторичното изображение е наймалко едно от група, елементи: изображение, данни, текст, бар код.

17. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че избраният от ползвателя основен растер е от вида: закръглен растер, линеен растер, елиптичен растер, растер на въртящо гравиране, шаблонен растер, геометричен растер, растер с непрекъснат тон, програмируем растер.

18. Метод съгласно претенция 10, характеризиращ се с това, че декодиращото устройство е най-малко едно от вида: оптически декодер и програмируем от ползвател цифров декодер.

19. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че кодиращият принцип на втората стъпка (б) е основан на софтуерно изпълнение на декодиращо устройство.

20. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че съдържа стъпка на оптическо декодиране на комбинираното изходно изображение, използващо оптически детектор, имащ оптически филтър с поне една от множеството геометрични форми.

21. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че съдържа стъпка на оптическо декодиране на комбинираното изходно изображение, използващо оптически декодер, имащ поне една от: периодична и произволна филтриращи структури.

22. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че съдържа стъпка на декодиране на комбинираното изходящо изображение, използващо комплексен оптически детектор, имащ различни оптически характеристики за четене на оптически кодове.

23. Метод съгласно претенция 22, характеризиращ се с това, че в различните оптически характеристики са от вида: увеличение, обръщане, призматичност, намаление.

24. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че съдържа стъпка на електронно декодиране на комбинираното изходно изображение, използващ електронен декодер за четене на оптически кодове, използващ софтуерно симулиране на поне една от функциите на оптичен декодер.

25. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че съдържа стъпка на електронно декодиране на комбинираното изходно изображение, използващ електронен декодер, имащ електронно разпознаване за четене на оптически кодове.

26. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че вторичната информация съдържа цифрови кодове и включва стъпката:

директно четене на въведените цифрови кодове вътре в комбинираното изходно изображение, използваща програмируем електронен декодер.

27. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че съдържа стъпката изчисляване на регистрация с висока точност между слоевете с различни цветове на комбинираното изходно изображение за използване в апарат за отпечатване на банкноти.

28. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че съдържа стъпката репродуциране на документ, използваща технология за репродуциране, като документът включва комбинираното изходно изображение.

29. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че се прилага за най-малко един документ от вида:

чек, парично средство, билет, банкнота, кредитна карта, паспорт, фотоидентификационна карта, билети за специални събития, складов сертификат, облигация, банков чек, пътен чек, за5 щитен срещу фалшифициране етикет, таксова Марка, пощенска марка, удостоверение за раждане, регистрационна карта на превозно средство, нотариален акт, сертификат за чистота, изразена в карати, виза.

30. Метод съгласно претенция 29, характеризиращ се с това, че видимото първично изображение е фотография на физическо лице, а вторичната информация включва най-малко персонални данни на лицето.

31. Метод съгласно претенция 30, характеризиращ се с това, че персоналните данни са поне една от вида: височина, тегло, идентификационен номер, подпис, кръвна група, медицинска информация.

32. Метод съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че вторичната информация е неприсъстваща в копието на документа.

Приложение: 25 фигури