BR112018074917B1 - IMAGE GENERATION SYSTEM AND METHOD TO GENERATE THE IMAGE OF AN OBJECT AND GENERATE A MEASUREMENT OF AUTHENTICITY OF THE OBJECT - Google Patents
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Abstract
A invenção diz respeito a um sistema de geração de imagem (200) para geração de imagem e geração de uma medida de autenticidade de um objeto (10) que compreende um arranjo de geração de imagem dispersiva (30) e um arranjo do sensor de imagem (60). Estes são posicionados de modo que, quando a radiação eletromagnética (20) a partir do objeto (10) ilumina o arranjo de geração de imagem dispersiva (30), a radiação se divide em diferentes direções até pelo menos uma parte não- dispersada (40) e uma parte dispersada (50), e essas têm suas imagens geradas pelo arranjo do sensor de imagem (60). O sistema de geração de imagem (200) é configurado para então gerar uma medida de autenticidade do objeto (10) dependendo pelo menos de uma relação entre a parte dispersada com imagem gerada, a parte não-dispersada com imagem gerada, e a informação espectral de referência. A invenção também diz respeito a métodos de geração de imagem, programas de computador, produtos de programas de computador e meios de armazenamento.The invention relates to an imaging system (200) for imaging and generating a measure of authenticity of an object (10) comprising a dispersive imaging arrangement (30) and an image sensor arrangement (60). These are positioned so that when electromagnetic radiation (20) from the object (10) illuminates the dispersive imaging array (30), the radiation splits in different directions to at least one non-scattered part (40 ) and a dispersed part (50), and these have their images generated by the image sensor arrangement (60). The image generation system (200) is configured to then generate a measure of authenticity of the object (10) depending on at least one relationship between the imaged dispersed part, the non-scattered imaged part, and the spectral information of reference. The invention also relates to imaging methods, computer programs, computer program products and storage media.
Description
[0001] A presente invenção diz respeito a sistemas de geração de imagem para gerar imagem de um objeto e para gerar uma medida de autenticidade do objeto. A invenção também diz respeito a métodos, programas de computador, produtos de programas de computador e meios de armazenamento para as mesmas finalidades.[0001] The present invention relates to imaging systems for generating an image of an object and for generating a measure of authenticity of the object. The invention also relates to methods, computer programs, computer program products and storage media for the same purposes.
[0002] O fornecimento de bens falsificados em um mercado particular causa uma perda de faturamento para os fabricantes dos bens autênticos correspondentes, bem como para os governos quando estes bens estão sujeitos à taxação. Usuários finais são afetados adversamente por bens falsificados porque são fornecidos com produtos de qualidade inferior, que podem ser perigosos inclusive para a saúde do usuário final de certos produtos, tal como quando medicamentos são sujeitos à falsificação. O fabricante de produtos autênticos de alta qualidade sofrerá, consequentemente, uma perda de sua clientela.[0002] The supply of counterfeit goods in a particular market causes a loss of revenue for the manufacturers of the corresponding authentic goods, as well as for governments when these goods are subject to taxation. End users are adversely affected by counterfeit goods because they are supplied with inferior quality products, which can be dangerous even for the health of the end user of certain products, such as when medicines are subject to counterfeiting. The manufacturer of high-quality authentic products will consequently suffer a loss of clientele.
[0003] Várias medidas anti-falsificação foram propostas no estado da técnica com respeito, por exemplo, a bebidas alcoólicas e não alcoólicas (cerveja, vinho, licor, refrigerantes etc.), produtos de tabaco (cigarros, charutos, tabaco solto etc.), produtos medicinais, perfumes e normalmente produtos sujeitos a impostos especiais. É conhecido que fazer uso de técnicas de impressão sofisticadas para fazer o projeto da embalagem o mais difícil o possível de reproduzir.[0003] Various anti-counterfeiting measures have been proposed in the prior art with respect, for example, to alcoholic and non-alcoholic beverages (beer, wine, liquor, soft drinks, etc.), tobacco products (cigarettes, cigars, loose tobacco, etc. ), medicinal products, perfumes and normally products subject to special taxes. It is known to use sophisticated printing techniques to make the package design as difficult as possible to reproduce.
[0004] Também é conhecido fazer uso de itens fluorescentes que parecem de uma maneira sob luz ambiente e parecem de uma maneira diferente sob radiação ultravioleta (UV). São usadas também imagens holográficas de graus variados de complexidade. Outras técnicas conhecidas incluem tecnologia de marca d’água, linhas de gravuras impressas e marcas que mudam de cor dependendo do calor aplicado à marca.[0004] It is also known to make use of fluorescent items that look one way under ambient light and look a different way under ultraviolet (UV) radiation. Holographic images of varying degrees of complexity are also used. Other popular techniques include watermarking technology, printed gravure lines, and marks that change color depending on the heat applied to the mark.
[0005] O documento CN 202533362 U diz respeito a um dispositivo de identificação de autenticidade de matéria impressa com base em uma tecnologia de geração de imagem multiespectral. O dispositivo compreende um gerador de imagens multiespectral para realizar varredura multiespectral em uma amostra de teste (o gerador de imagens multiespectral compreendendo uma fonte de luz, uma grade e um detector de imagens), um processador de dados espectrais para comparar dados espectrais obtidos da varredura com dados espectrais de uma amostra padrão, e um servidor de dados usado para armazenar os dados espectrais da amostra padrão. Se a diferença entre os dados espectrais obtidos a partir da varredura e os dados espectrais de uma amostra padrão exceder um valor limite definido, a amostra de teste será julgada como falsa. Caso contrário, é julgada como autêntica.[0005] Document CN 202533362 U relates to a device for identifying the authenticity of printed matter based on a multispectral imaging technology. The device comprises a multispectral imager for performing multispectral scanning on a test sample (the multispectral imager comprising a light source, a grid and an image detector), a spectral data processor for comparing spectral data obtained from the scan with spectral data from a standard sample, and a data server used to store the spectral data from the standard sample. If the difference between the spectral data obtained from the scan and the spectral data of a standard sample exceeds a defined threshold value, the test sample will be judged as false. Otherwise, it is judged as authentic.
[0006] O estado da técnica também inclui vários espectrômetros de imagem usados para observações científicas. Esses sistemas geralmente visam obter informações espaciais e espectrais de alta resolução sobre todas as regiões de uma cena ou objeto. Particularmente, os espectrômetros de imagem são geradores de imagem que permitem a extração do mapa de irradiância espectral tridimensional de um objeto planar (cubo de dados espectrais espaciais) l(x, y, À) por meio do uso de detectores de matriz bidimensional, tais como CCD (isto é, dispositivo de carga acoplada) ou sensores CMOS (isto é, semicondutor de óxido de metal complementar). Uma dimensão é o comprimento de onda e as outras duas compreendem a informação espacial.[0006] The prior art also includes several imaging spectrometers used for scientific observations. These systems generally aim to obtain high-resolution spatial and spectral information about all regions of a scene or object. In particular, image spectrometers are image generators that allow the extraction of the three-dimensional spectral irradiance map of a planar object (spatial spectral data cube) l(x, y, À) through the use of two-dimensional array detectors, such such as CCD (ie, charge-coupled device) or CMOS (ie, complementary metal oxide semiconductor) sensors. One dimension is wavelength and the other two comprise spatial information.
[0007] Existem duas categorias principais de geradores de espectrais: os geradores de imagem de varredura espectral e os geradores de imagem espectral instantâneos. Uma resenha do gerador de imagens multi e hiperespectral pode ser encontrada, por exemplo, em Hagen et al, “Snapshot advantage: a review of the light collection improvement for parallel high-dimensionalmeasurement systems”, Optical Engineering 51(11), 111702 (2012), e Hagen et al, “Review of snapshot spectral imaging technologies”, Optical Engineering 52(9), 090901(Setembro, 2013).[0007] There are two main categories of spectral imagers: spectral raster imagers and instantaneous spectral imagers. A review of the multi- and hyperspectral imager can be found, for example, in Hagen et al, “Snapshot advantage: a review of the light collection improvement for parallel high-dimensional measurement systems”, Optical Engineering 51(11), 111702 (2012 ), and Hagen et al, “Review of snapshot spectral imaging technologies”, Optical Engineering 52(9), 090901(September, 2013).
[0008] Uma maneira para adquirir informações tridimensionais por meio de um sensor bidimensional é a aquisição sequencial de imagens através de uma roda digitalizada mecanicamente ou matriz de filtros ópticos instalados na frente de um gerador de imagens. Outra possibilidade é ajustar a banda de transmissão central de um filtro, tal como um filtro de cristal líquido de múltiplos estágios, um filtro acústico-óptico ou um interferômetro de Fabry-Perot. Esses dois exemplos se enquadram na categoria de geradores de imagens de varredura espectral.[0008] One way to acquire three-dimensional information through a two-dimensional sensor is the sequential acquisition of images through a mechanically digitized wheel or array of optical filters installed in front of an image generator. Another possibility is to adjust the central transmission band of a filter, such as a multistage liquid crystal filter, an acoustic-optical filter or a Fabry-Perot interferometer. These two examples fall under the category of spectral raster imagers.
[0009] Existem geradores de imagens espectral instantâneos capazes de aquisição simultânea de imagens em diferentes bandas espectrais através de uma matriz de filtros e um exemplo é a câmera com filtros de multiaberturas (MAFC), usando matrizes de lentículas com detector plano focal.[0009] There are instantaneous spectral imagers capable of simultaneous acquisition of images in different spectral bands through an array of filters and an example is the camera with multi-aperture filters (MAFC), using arrays of lenses with a focal plane detector.
[0010] Grades de difração de transmissão com base em sistemas de geração de imagem espectral instantânea também existem. Um exemplo é o espectrômetro de imagem de tomografia computadorizada (CTIS), que usa várias grades de transmissão cruzadas ou grades de Kinoform especificamente projetadas, capazes de dispersar várias ordens espectrais em torno de uma ordem zero. Os algoritmos de tomografia computadorizada devem ser usados para reconstruir a radiância espectral do objeto.[0010] Transmission diffraction gratings based on instantaneous spectral imaging systems also exist. One example is the Computed Tomography Imaging Spectrometer (CTIS), which uses multiple cross-transmission gratings or specifically designed Kinoform gratings capable of dispersing multiple spectral orders around a zero order. Computed tomography algorithms must be used to reconstruct the spectral radiance of the object.
[0011] Outro exemplo com grade de difração de transmissão é o gerador de imagem espectral instantânea de abertura codificada (CASSI), que usa máscaras complexas para sombrear algumas partes da imagem do objeto, a fim de facilitar a extração do espectro.[0011] Another example with transmission diffraction grating is the aperture coded instantaneous spectral image generator (CASSI), which uses complex masks to shade some parts of the object image in order to facilitate spectrum extraction.
[0012] Os espectrômetros de imagem de campo integral contam também com grades de difração para dispersar a luz. Nestas configurações, a imagem é fatiada por diferentes métodos para encaixar em uma fenda de entrada de um espectrômetro convencional para extrair espectros. O fatiamento da imagem pode ser obtido pelo uso do feixe de fibras e distribuição de fibras individuais em uma fenda de entrada, ou pela divisão de abertura usando matriz de lentícula.[0012] The integral field image spectrometers also have diffraction gratings to disperse the light. In these configurations, the image is sliced by different methods to fit into an entrance slit of a conventional spectrometer to extract spectra. Image slicing can be achieved by using the fiber bundle and distributing individual fibers into an entrance slit, or by splitting the aperture using a lense array.
[0013] Os espectrômetros de imagem por transformada de Fourier também existem em uma categoria separada. Um interferômetro é varrido para obter imagens em diferentes diferenças de percurso óptico e os espectros são reconstruídos por transformada de Fourier. Algumas configurações dependem da matriz da lentícula para fazer a divisão de abertura e analisar os espectros médios em diferentes partes da imagem/objeto. Um exemplo é o espectrômetro da transformada de Fourier de múltiplas imagens (MIFTS) com base em um interferômetro de Michelson. Outro exemplo distinto é o espectrômetro com transformada de Fourier de geração de imagem hiperespectral instantânea (SHIFT), que usa o par de prismas birrefringentes para obter diferentes comprimentos de percurso óptico.[0013] Fourier transform imaging spectrometers also exist in a separate category. An interferometer is scanned to obtain images at different optical path differences and the spectra are reconstructed by Fourier transform. Some settings rely on the lense array to do aperture splitting and analyze averaged spectra in different parts of the image/object. One example is the multiple-image Fourier transform spectrometer (MIFTS) based on a Michelson interferometer. Another distinct example is the Instantaneous Hyperspectral Imaging (SHIFT) Fourier Transform spectrometer, which uses the pair of birefringent prisms to obtain different optical path lengths.
[0014] Tendo em vista o acima exposto, existe uma necessidade de prover equipamento rápido, simples, barato, compacto e robusto para propósitos de autenticação, particularmente, mas não apenas, para incorporação em dispositivos portáteis de auditoria.[0014] In view of the above, there is a need to provide fast, simple, inexpensive, compact and robust equipment for authentication purposes, particularly, but not only, for incorporation into portable auditing devices.
[0015] Para atender ou pelo menos parcialmente atender os objetivos mencionados acima, são definidos, sistemas de geração de imagem, métodos de geração de imagens, programas de computador, produtos de programa de computador e meios de armazenamento de acordo com a invenção nas reivindicações independentes. Modalidades particulares são definidas nas reivindicações dependentes.[0015] To meet or at least partially meet the objectives mentioned above, imaging systems, imaging methods, computer programs, computer program products and storage media according to the invention in the claims are defined independent. Particular embodiments are defined in the dependent claims.
[0016] Em uma modalidade, um sistema de geração de imagem é provido para gerar a imagem de um objeto e gerar uma medida de autenticidade do objeto. O sistema de geração de imagem compreende um ou mais elementos ópticos, o um ou mais sensores de imagem sendo referidos a seguir como "arranjo de sensor de imagem", e um ou mais elementos ópticos, o um ou mais elementos ópticos sendo referidos a seguir como "arranjo de geração de imagem dispersiva". O arranjo de geração de imagem dispersiva é realizado de modo que, quando a radiação eletromagnética do objeto ilumina o arranjo de imagem dispersiva, pelo menos parte da radiação eletromagnética se divide em diferentes direções até pelo menos uma parte não dispersada e uma parte dispersada. Além disso, o arranjo de geração de imagem dispersiva é posicionado em relação ao arranjo do sensor de imagem de modo a permitir que o arranjo do sensor de imagem gere a imagem de dita parte não dispersada em uma primeira porção do arranjo do sensor de imagem e dita parte disperse em uma segunda porção deste. O sistema de geração de imagem é configurado para, após o arranjo do sensor de imagem gerar imagem da parte não-dispersada e parte dispersada em pelo menos um período de geração de imagem, gerar uma medida de autenticidade do objeto dependendo pelo menos de uma relação entre a imagem gerada da parte dispersada, a imagem gerada da parte não-dispersada , e a informação espectral de referência.[0016] In one embodiment, an image generation system is provided for generating an image of an object and generating a measure of authenticity of the object. The imaging system comprises one or more optical elements, the one or more image sensors being referred to hereinafter as "image sensor array", and one or more optical elements, the one or more optical elements being referred to below as "dispersive imaging arrangement". The dispersive imaging arrangement is realized such that when the electromagnetic radiation from the object illuminates the dispersive imaging arrangement, at least part of the electromagnetic radiation splits in different directions to at least an unscattered part and a scattered part. Furthermore, the dispersive imaging array is positioned with respect to the image sensor array so as to allow the image sensor array to image said unscattered portion in a first portion of the image sensor array and said part disperses in a second portion of this. The imaging system is configured so that, after the image sensor arrangement generates an image of the non-scattered part and the scattered part in at least one imaging period, it generates a measure of authenticity of the object depending on at least one relationship between the generated image of the scattered part, the generated image of the non-scattered part, and the reference spectral information.
[0017] Um tal sistema de geração de imagem permite a verificação eficiente de se, e/ou até que ponto, a relação entre a parte de imagem gerada dispersada, a parte de imagem gerada não-dispersada, e a informação espectral de referência, que representa a composição espectral esperada da radiação eletromagnética a partir do objeto, corresponde à física prevista. Se assim for, é provável que o objeto seja autêntico. Caso contrário, é mais provável que o objeto seja falsificado.[0017] Such an imaging system allows efficient verification of whether, and/or to what extent, the relationship between the dispersed generated image part, the non-dispersed generated image part, and the reference spectral information, which represents the expected spectral composition of the electromagnetic radiation from the object, corresponds to the predicted physics. If so, the object is likely to be authentic. Otherwise, the object is more likely to be faked.
[0018] A invenção também diz respeito, em uma modalidade, a um dispositivo de geração de imagem para gerar uma imagem de objeto e para gerar uma medida de autenticidade de um objeto. O método de geração de imagem faz uso de: um ou mais sensores de imagem, os um ou mais sensores de imagem sendo referidos, como mencionado acima, como "arranjo de sensor de imagem", e um ou mais elementos ópticos, o um ou mais elementos ópticos sendo referidos, como mencionado acima, como "arranjo de geração de imagem dispersiva". O arranjo de geração de imagem dispersiva é realizado de modo que, quando a radiação eletromagnética do objeto ilumina o arranjo de imagem dispersiva, pelo menos parte da radiação eletromagnética se divide em diferentes direções até pelo menos uma parte não dispersada e uma parte dispersada. Além disso, o arranjo de geração de imagem dispersiva é posicionado em relação ao arranjo do sensor de imagem de modo a permitir que o arranjo do sensor de imagem gere a imagem de dita parte não dispersada em uma primeira porção do arranjo do sensor de imagem e dita parte disperse em uma segunda porção deste. O método de geração de imagem compreende: geração de imagem, pelo arranjo do sensor de imagem, a parte não- dispersada e parte dispersada em pelo menos um período de geração de imagem, e gerar uma medida de autenticidade do objeto dependendo pelo menos de uma relação entre a imagem gerada da parte dispersada, a parte de não-dispersada com imagem gerada, e a informação espectral de referência.[0018] The invention also relates, in one embodiment, to an imaging device for generating an image of an object and for generating a measure of authenticity of an object. The imaging method makes use of: one or more image sensors, the one or more image sensors being referred to, as mentioned above, as the "image sensor array", and one or more optical elements, the one or more more optical elements being referred to, as mentioned above, as "dispersive imaging array". The dispersive imaging arrangement is realized such that when the electromagnetic radiation from the object illuminates the dispersive imaging arrangement, at least part of the electromagnetic radiation splits in different directions to at least an unscattered part and a scattered part. Furthermore, the dispersive imaging array is positioned with respect to the image sensor array so as to allow the image sensor array to image said unscattered portion in a first portion of the image sensor array and said part disperses in a second portion of this. The imaging method comprises: imaging, by arraying the image sensor, the non-scattered part and the scattered part in at least one imaging period, and generating a measure of authenticity of the object depending on at least one relationship between the generated image of the scattered part, the imaged non-scattered part, and the reference spectral information.
[0019] A invenção também diz respeito, em algumas modalidades, a um programa de computador ou um conjunto de programas de computador para realizar um método de geração de imagem, conforme descrito acima, para um produto de programa de computador ou um conjunto de produtos de programa de computador para armazenar um programa de computador ou um conjunto de programas de computador, conforme descrito acima, e para um meio de armazenamento para armazenar um programa de computador ou um conjunto de programas de computador conforme descrito acima.[0019] The invention also relates, in some embodiments, to a computer program or a set of computer programs for performing an image generation method, as described above, for a computer program product or a set of products of a computer program for storing a computer program or a set of computer programs as described above, and for a storage medium for storing a computer program or a set of computer programs as described above.
[0020] Modalidades da presente invenção serão descritas agora, em conjunto com as figuras anexas, em que:[0020] Modalities of the present invention will now be described, together with the attached figures, in which:
[0021] A Fig. 1 ilustra esquematicamente um objeto a ter a imagem gerada e um sistema de geração de imagem em uma modalidade da invenção;[0021] Fig. 1 schematically illustrates an object to be imaged and an image generation system in an embodiment of the invention;
[0022] A Fig. 2 ilustra esquematicamente um objeto a ter a imagem gerada e um sistema em uma modalidade da invenção, em que o sistema compreende tanto um sistema de geração de imagem quanto um arranjo de iluminação;[0022] Fig. 2 schematically illustrates an object to be imaged and a system in an embodiment of the invention, wherein the system comprises both an image generation system and a lighting arrangement;
[0023] A Fig. 3 ilustra esquematicamente um objeto a ter a imagem gerada e um sistema em uma modalidade da invenção, em que o sistema compreende notavelmente elementos de iluminação dispostos em torno de um arranjo de geração de imagem dispersiva;[0023] Fig. 3 schematically illustrates an imaged object and a system in an embodiment of the invention, wherein the system notably comprises lighting elements arranged around a dispersive imaging arrangement;
[0024] As Figs. 4 a 6 ilustram esquematicamente três sistemas de geração de imagem e objetos a ter a imagem gerada, respectivamente em três modalidades da invenção;[0024] Figs. 4 to 6 schematically illustrate three imaging systems and objects to be imaged, respectively in three embodiments of the invention;
[0025] As Figs. 7 e 8 representam esquematicamente, utilizando uma aproximação de grade de lentes fina, dois sistemas de geração de imagem e marcas a terem a imagem gerada, respectivamente em duas modalidades da invenção, em que a figura 8 especificamente ilustra a separação em ordem;[0025] Figs. 7 and 8 schematically represent, using a fine lens grid approximation, two image generation systems and marks to be imaged, respectively in two embodiments of the invention, where figure 8 specifically illustrates the separation in order;
[0026] A Fig. 9a ilustra esquematicamente um sistema de geração de imagem em uma modalidade da invenção, em que o sistema de geração de imagem é um dispositivo de geração de imagem;[0026] Fig. 9a schematically illustrates an imaging system in an embodiment of the invention, wherein the imaging system is an imaging device;
[0027] A Fig. 9b ilustra esquematicamente um sistema em uma modalidade da invenção, em que o sistema compreende tanto um sistema de geração de imagem quanto um arranjo de iluminação, e em que o sistema é um dispositivo de geração de imagem;[0027] Fig. 9b schematically illustrates a system in one embodiment of the invention, wherein the system comprises both an imaging system and a lighting arrangement, and wherein the system is an imaging device;
[0028] A Fig. 10a ilustra esquematicamente um sistema de geração de imagem em uma modalidade da invenção, em que o sistema de geração de imagem compreende um dispositivo de geração de imagem e o referido dispositivo de geração de imagem compreende um arranjo do sensor de imagem e um arranjo de geração de imagem dispersiva, mas o referido dispositivo de geração de imagem não é configurado para gerar de fato a medida de autenticidade;[0028] Fig. 10a schematically illustrates an imaging system in an embodiment of the invention, wherein the imaging system comprises an imaging device and said imaging device comprises an image sensor arrangement and a imaging arrangement. of dispersive imaging, but said imaging device is not configured to actually generate the authenticity measure;
[0029] A Fig. 10b ilustra esquematicamente um sistema em uma modalidade da invenção, em que o sistema compreende um dispositivo de geração de imagem e o referido dispositivo de geração de imagem compreende um arranjo do sensor de imagem, um arranjo de geração de imagem dispersiva e um arranjo de iluminação, mas o referido dispositivo de geração de imagem não é configurado para gerar de fato a medida de autenticidade;[0029] Fig. 10b schematically illustrates a system in an embodiment of the invention, wherein the system comprises an imaging device and said imaging device comprises an image sensor array, a dispersive imaging array, and an illumination array , but said imaging device is not configured to actually generate the authenticity measure;
[0030] A Fig. 11 é um fluxograma de um método de geração de imagem de acordo em uma modalidade da invenção;[0030] Fig. 11 is a flowchart of an imaging method according to an embodiment of the invention;
[0031] Fig. 12a a 12c são fluxogramas de métodos de geração de imagem em três modalidades da invenção, em que gerar a medida de autenticidade depende pelo menos de até que ponto a imagem gerada da parte dispersada corresponde a uma convolução da imagem gerada da parte não-dispersada e informações espectrais de referência;[0031] Fig. 12a to 12c are flow charts of imaging methods in three embodiments of the invention, wherein generating the authenticity measure depends at least on the extent to which the generated image of the scattered part corresponds to a convolution of the generated image of the unscattered part, and reference spectral information;
[0032] Fig. 13 é um fluxograma de um método de geração de imagem em uma modalidade da invenção, que envolve a decodificação de um código de uma marcação dentro da imagem gerada da parte não- dispersada e verificar a autenticidade do código;[0032] Fig. 13 is a flowchart of an image generation method in an embodiment of the invention, which involves decoding a code of a tag within the generated image of the unscattered portion and verifying the authenticity of the code;
[0033] A Fig. 14a ilustra esquematicamente um sistema de geração de imagem em uma modalidade da invenção, quando aplicado, por simulação, a um único ponto de um código de barras de matriz bidimensional;[0033] Fig. 14a schematically illustrates an imaging system in an embodiment of the invention when applied, by simulation, to a single point of a two-dimensional matrix bar code;
[0034] A Fig. 14b ilustra esquematicamente um sistema de geração de imagem em uma modalidade da invenção, quando aplicado, por simulação, a um código de barras de matriz bidimensional;[0034] Fig. 14b schematically illustrates an imaging system in an embodiment of the invention when applied, by simulation, to a two-dimensional matrix bar code;
[0035] A Fig. 15 mostra imagens exemplares de zero e de primeira ordem de códigos de barras de matriz bidimensional impressos em rótulos, tendo sua imagem gerada por um sistema de geração de imagem em uma modalidade da invenção;[0035] Fig. 15 shows exemplary zero and first order images of two-dimensional matrix bar codes printed on labels having their image generated by an imaging system in an embodiment of the invention;
[0036] A Fig. 16 mostra o resultado exemplar (gráfico superior direito) da deconvolução coluna a coluna (ou processo não linear similar) de uma imagem de código de barras de matriz bidimensional contendo componentes de zero e de primeira ordem (imagem à esquerda), bem como a comparação da média de todas as curvas de espectro do gráfico superior direito com a informação espectral de referência (gráfico inferior direito);[0036] Fig. 16 shows the exemplary result (upper right graph) of column-by-column deconvolution (or similar non-linear process) of a two-dimensional matrix barcode image containing zero and first order components (left image), as well as the comparison the average of all spectrum curves in the upper right graph with the reference spectral information (lower right graph);
[0037] As Figs. 17 a 19 ilustram esquematicamente três sistemas de geração de imagem em respectivamente em três modalidades da invenção;[0037] Figs. 17 to 19 schematically illustrate three imaging systems in respectively three embodiments of the invention;
[0038] As Figs. 20 e 21 ilustram esquematicamente a geração de uma medida de autenticidade de um objeto, em duas modalidades da invenção, em que o arranjo do sensor de imagem gera imagens da parte dispersada e da parte não-dispersada em uma pluralidade de períodos de iluminação;[0038] Figs. 20 and 21 schematically illustrate the generation of an authenticity measure of an object, in two embodiments of the invention, in which the image sensor arrangement generates images of the scattered part and the non-scattered part in a plurality of lighting periods;
[0039] As Figs. 22, 23a e 23b são fluxogramas de métodos de geração de imagem em três modalidades da invenção, em que a geração da medida de autenticidade de um objeto segue a geração de imagem do arranjo do sensor de imagem da parte não-dispersada e a parte dispersada uma pluralidade de períodos de iluminação;[0039] Figs. 22, 23a and 23b are flowcharts of imaging methods in three embodiments of the invention, wherein the generation of the authenticity measure of an object follows the imaging of the image sensor arrangement of the non-scattered part and the scattered part. a plurality of lighting periods;
[0040] As Figs. 24a e 24b mostram imagens de uma tampa de lata de refrigerante sem (Fig. 24a) e com uma máscara (Fig. 24b) adquirida utilizando um sistema de geração de imagem em uma modalidade da invenção;[0040] Figs. 24a and 24b show images of a soda can lid without (Fig. 24a) and with a mask (Fig. 24b) acquired using an imaging system in an embodiment of the invention;
[0041] A Fig. 25 mostra exemplos de imagens de uma tampa de lata de refrigerante adquirida sem uma máscara física, mas excitada em dois períodos de iluminação diferentes por luz azul (imagem à esquerda) e luz verde (imagem à direita), em uma modalidade da invenção;[0041] Fig. 25 shows example images of a soda can lid acquired without a physical mask, but excited in two different lighting periods by blue light (left image) and green light (right image), in an embodiment of the invention;
[0042] A Fig. 26 mostra exemplos de imagens subtraídas de fundo utilizando duas combinações lineares diferentes, em uma modalidade da invenção;[0042] Fig. 26 shows examples of background subtracted images using two different linear combinations, in one embodiment of the invention;
[0043] A Fig. 27 mostra exemplos de espectros extraídos com e sem aplicar o algoritmo DIBS em imagens adquiridas, em uma modalidade da invenção;[0043] Fig. 27 shows examples of spectra extracted with and without applying the DIBS algorithm on acquired images, in an embodiment of the invention;
[0044] A Fig. 28 mostra a refletividade espectral de dois pigmentos de cor diferentes;[0044] Fig. 28 shows the spectral reflectivity of two different colored pigments;
[0045] A Fig. 29 mostra a distribuição espectral relativa típica de um LED branco;[0045] Fig. 29 shows the typical relative spectral distribution of a white LED;
[0046] A Fig. 30 mostra a distribuição espectral relativa típica de uma lâmpada incandescente a uma temperatura de 3000 K, comparada com a do sol;[0046] Fig. 30 shows the typical relative spectral distribution of an incandescent lamp at a temperature of 3000 K compared to that of the sun;
[0047] A Fig. 31 mostra o espectro de excitação e espectro de emissão de um corante fluorescente exemplar;[0047] Fig. 31 shows the excitation spectrum and emission spectrum of an exemplary fluorescent dye;
[0048] As Figs. 32 e 33 mostram os espectros de emissão e excitação para pigmentos exemplares de fósforo fosforescentes;[0048] Figs. 32 and 33 show the emission and excitation spectra for exemplary phosphorescent phosphor pigments;
[0049] A Fig. 34 é um diagrama esquemático de uma implementação exemplar de uma unidade de computação de acordo com uma modalidade da invenção;[0049] Fig. 34 is a schematic diagram of an exemplary implementation of a computing unit in accordance with an embodiment of the invention;
[0050] As Fig. 35a a 35d ilustram esquematicamente exemplos de períodos de geração de imagem e período de iluminação, em quatro modalidades da invenção; e[0050] Figs. 35a to 35d schematically illustrate examples of imaging periods and illumination periods in four embodiments of the invention; It is
[0051] A Fig. 36 ilustra esquematicamente um sistema de geração de imagem compreendendo, por um lado, um dispositivo de geração de imagem compreendendo um arranjo do sensor de imagem, em que o dispositivo de geração de imagem é um telefone móvel com uma câmera, e, por outro lado, um acessório de geração de imagem compreendendo um arranjo de geração de imagem dispersiva.[0051] Fig. 36 schematically illustrates an imaging system comprising, on the one hand, an imaging device comprising an image sensor arrangement, wherein the imaging device is a mobile phone with a camera, and, on the other hand , an imaging accessory comprising a dispersive imaging arrangement.
[0052] A presente invenção será descrita agora em conjunto com as modalidades específicas. Essas modalidades específicas servem para prover o versado na técnica com um melhor entendimento, mas não são destinadas para restringir o escopo da invenção, que é definido pelas reivindicações anexas. Uma lista de abreviaturas e seu significado é provida no final da descrição detalhada.[0052] The present invention will now be described in conjunction with specific embodiments. These specific embodiments serve to provide the person skilled in the art with a better understanding, but are not intended to restrict the scope of the invention, which is defined by the appended claims. A list of abbreviations and their meaning is provided at the end of the detailed description.
[0053] A Fig. 1 ilustra esquematicamente um sistema de geração de imagem 200 em uma modalidade da invenção. O sistema 200 visa gerar imagem de um objeto 10 e gerar uma medida de autenticidade de um objeto 10, isto é, um artigo. O objeto 10 pode ser, por exemplo, sem ser limitado a, uma garrafa ou lata de cerveja, vinho, bebidas alcoólicas ou refrigerantes, uma embalagem, maço ou caixa de cigarros ou charutos, uma embalagem de medicamento, um frasco de perfume ou quaisquer outros bens sujeitos a impostos, uma cédula, um papel de valor, um documento de identidade, um cartão, bilhete, rótulo, etiqueta, lâmina de segurança, filete de segurança ou similares. O objeto 10 possui pelo menos uma parte, superfície ou lado que porta uma marca, logótipo, sinal, imagem ou padrão visível ou invisível, por exemplo impressos com uma tinta e/ou revestimento de impressão, tanto impressos em uma etiqueta fixada no objeto 10 ou impressos diretamente no objeto 10 (tal como em uma tampa, cápsula ou semelhante do objeto 10, em que a tampa ou cápsula pode, por exemplo, ter um fundo colorido). A resposta espectral esperada da referida parte, superfície ou lado, e possivelmente da tinta nela (que pode ou não ter, por exemplo, propriedades fotoluminescentes), quando sujeita a condições particulares de iluminação, é conhecida e constitui a informação espectral de referência.[0053] Fig. 1 schematically illustrates an imaging system 200 in an embodiment of the invention. The system 200 aims to generate an image of an object 10 and generate a measure of authenticity for an object 10, that is, an article. The object 10 may be, for example, without being limited to, a bottle or can of beer, wine, alcoholic beverages or soft drinks, a package, pack or box of cigarettes or cigars, a package of medicine, a bottle of perfume or any other taxable goods, a banknote, a paper of value, an identity document, a card, ticket, label, tag, security strip, security thread or the like. The object 10 has at least one part, surface or side bearing a visible or invisible mark, logo, sign, image or pattern, for example printed with an ink and/or printing coating, either printed on a label attached to the object 10 or printed directly on the object 10 (such as on a lid, capsule or the like of the object 10, where the lid or capsule may, for example, have a colored background). The expected spectral response of said part, surface or side, and possibly of the paint thereon (which may or may not have, for example, photoluminescent properties), when subjected to particular lighting conditions, is known and constitutes the reference spectral information.
[0054] O sistema 200 compreende um arranjo 60, referido daqui em diante como "arranjo do sensor de imagem" 60, consistindo em um ou mais sensores de imagem. O sistema 200 também compreende outro arranjo 30, referido daqui em diante como "arranjo de geração de imagem dispersiva" 30, consistindo em um ou mais elementos ópticos.[0054] System 200 comprises an array 60, hereinafter referred to as "image sensor array" 60, consisting of one or more image sensors. System 200 also comprises another array 30, referred to hereinafter as a "dispersive imaging array" 30, consisting of one or more optical elements.
[0055] Em uma modalidade, o arranjo do sensor de imagem 60 compreende uma ou mais matrizes de detectores CCD ou CMOS para registrar a distribuição de intensidade da energia eletromagnética incidente. O arranjo de geração de imagem dispersiva 30 não só dispersa energia eletromagnética, mas também pode coletar energia eletromagnética a partir do objeto 10 e focar os raios de energia eletromagnética para produzir uma imagem do objeto 10 em um plano de imagem onde o arranjo do sensor de imagem 60 é posicionado. Em uma modalidade, o arranjo de geração de imagem dispersiva 30 compreende, por um lado, pelo menos um dentre um elemento difrativo, um elemento refrativo, uma ou mais lentes, e uma objetiva, para produzir uma imagem do objeto 10 no plano da imagem onde o arranjo do sensor de imagem 60 é posicionado e, por outro lado, um filtro de passagem longa (também chamado de “filtro de passagem de comprimento de onda longa”) a fim de limitar a faixa espectral usada para autenticação.[0055] In one embodiment, the image sensor array 60 comprises one or more arrays of CCD or CMOS detectors for recording the intensity distribution of incident electromagnetic energy. The dispersive imaging array 30 not only disperses electromagnetic energy, but can also collect electromagnetic energy from the object 10 and focus the electromagnetic energy rays to produce an image of the object 10 in an imaging plane where the image sensor array image 60 is positioned. In one embodiment, the dispersive imaging arrangement 30 comprises, on the one hand, at least one of a diffractive element, a refractive element, one or more lenses, and an objective, for producing an image of the object 10 in the image plane where the image sensor array 60 is positioned and, on the other hand, a long pass filter (also called a "long wavelength pass filter") in order to limit the spectral range used for authentication.
[0056] O sistema 200 pode também compreender opcionalmente vários elementos auxiliares (não mostrados na Fig. 1), tais como por exemplo qualquer um ou qualquer combinação dentre: a) um alojamento para conter, cobrir e/ou proteger o arranjo de geração de imagem dispersiva 30 e arranjo do sensor de imagem 60; b) elementos de suporte formados integralmente dentro do alojamento, ou anexados a ele, para manter o arranjo de geração de imagem dispersiva 30 em uma posição relativa fixa ou substancialmente fixa em relação ao arranjo do sensor de imagem 60; c) uma cobertura protetora ou meios de cobertura protetora para ser utilizada entre o objeto 10 e o arranjo de geração de imagem dispersiva 30 para evitar a iluminação parasita da luz ambiente e/ou da luz solar (neste caso, uma fonte de iluminação controlada pode estar contida nesta cobertura protetora); d) filtros ópticos adicionais (passagem longa, passagem de banda, etc.), que podem ser vantajosos, por exemplo, se o sistema de geração de imagem 200 opera no modo de luminescência, para cortar a reflexão da fonte de irradiação; e) um controlador ou meios de controle ou unidades para controlar a operação do arranjo do sensor de imagem 60 e outros elementos; f) meios de emissão e entrada para prover informações a e receber informações de um operador, tais como uma tela de exibição, um teclado, botões, botões de controle, luzes indicadoras de LED, etc. (a este respeito, ver também Fig. 34 e a descrição correspondente); e g) uma bateria para alimentar várias peças eletrônicas do sistema 200.[0056] The system 200 may also optionally comprise various auxiliary elements (not shown in Fig. 1), such as for example any one or any combination of: a) a housing to contain, cover and/or protect the power generation arrangement dispersive image 30 and image sensor arrangement 60; b) support elements integrally formed within the housing, or attached thereto, for maintaining the dispersive imaging arrangement 30 in a fixed or substantially fixed relative position relative to the image sensor arrangement 60; c) a protective covering or protective covering means to be used between the object 10 and the dispersive imaging arrangement 30 to prevent stray illumination from ambient light and/or sunlight (in this case, a controlled lighting source may be contained within this protective covering); d) additional optical filters (longpass, bandpass, etc.), which may be advantageous, for example, if the imaging system 200 operates in luminescence mode, to cut reflection from the irradiation source; e) a controller or control means or units for controlling the operation of the image sensor array 60 and other elements; f) sending and input means for providing information to and receiving information from an operator, such as a display screen, a keyboard, buttons, control knobs, LED indicator lights, etc. (in this regard, see also Fig. 34 and the corresponding description); and g) a battery to power various electronic parts of system 200.
[0057] O arranjo de geração de imagem dispersiva 30 é constituído e posicionado de modo que, quando a radiação eletromagnética 20 a partir do objeto 10 ilumina o arranjo 30 ou particularmente uma parte, superfície, lado, orifício ou abertura específica do mesmo, pelo menos parte da radiação 20 se divide em direções diferentes em pelo menos uma parte não-dispersada 40 e uma parte dispersada 50. A palavra "dispersivo" significa aqui: que se separa em seus componentes de comprimento de onda constituintes. Por exemplo, o arranjo 30 pode compreender: um elemento difrativo, uma grade de difração de transmissão (também conhecida simplesmente como “grade de transmissão”, ou raramente como “grade de difração transmissiva”), uma grade de difração de transmissão difracionada, uma grade holográfica de volume, um grisma (também chamado de “prisma de grade”), uma grade de difração reflexiva, um arranjo compreendendo um divisor de feixe e uma grade de difração, um arranjo compreendendo um divisor de feixe e um prisma dispersivo ou uma combinação de qualquer um destes. Se o arranjo 30 difrata a radiação 20, a parte não-dispersada 40 pode ser referida como uma parte de ordem de difração zero da radiação, e uma parte dispersada 50 pode ser referida como uma parte de ordem de difração não zero, tal como, por exemplo, a primeira parte de ordem de difração negativa ou positiva da radiação.[0057] The dispersive imaging array 30 is constituted and positioned so that when electromagnetic radiation 20 from the object 10 illuminates the array 30 or particularly a specific part, surface, side, hole or aperture thereof, at least least part of the radiation 20 splits in different directions into at least an unscattered part 40 and a scattered part 50. The word "dispersive" means here: that it separates into its constituent wavelength components. For example, the array 30 may comprise: a diffractive element, a transmission diffraction grating (also known simply as a "transmission grating", or rarely as a "transmissive diffraction grating"), a diffracted transmission diffraction grating, a holographic volume grating, a grid (also called a "grid prism"), a reflective diffraction grating, an array comprising a beam splitter and a diffraction grating, an array comprising a beam splitter and a dispersive prism or a combination of any of these. If the array 30 diffracts the radiation 20, the non-scattered part 40 can be referred to as a zero diffraction order part of the radiation, and a scattered part 50 can be referred to as a non-zero diffraction order part, such as, for example, the first negative or positive diffraction order part of the radiation.
[0058] Aqui estão alguns exemplos de grades de transmissão que podem ser usadas em algumas modalidades da invenção:[0058] Here are some examples of transmission grids that can be used in some embodiments of the invention:
[0059] Exemplo 1: Especialmente para uma grade de transmissão montada na frente de uma objetiva (vide também a respeito nas Figuras 4 e 17), um Thorlabs #GT13-06V (da Thorlabs, Inc., com sede em Newton, New Jersey, EUA) com densidade de sulcos de 600 linhas por mm (l/mm), ângulo de difração 28,7°, tamanho 12,7 x 12,7 x 3 mm de vidro Schott B270, podem ser usadas.[0059] Example 1: Especially for a transmission grid mounted in front of an objective (also see about it in Figures 4 and 17), a Thorlabs #GT13-06V (from Thorlabs, Inc., headquartered in Newton, New Jersey , USA) with groove density of 600 lines per mm (l/mm), diffraction angle 28.7°, size 12.7 x 12.7 x 3 mm Schott glass B270, can be used.
[0060] Exemplo 2: Especialmente para uma grade de transmissão montada entre uma objetiva e o(s) sensor(es) de imagem (vide também a respeito as Figs. 5, 6, 18 e 19), uma grade Richardson 340056TB07-775R (da Newport Corporation, com sede em Rochester, Nova Iorque, EUA) com densidade de sulcos de 360 l/mm, ângulo de difração de 21°, e tamanho de 12,7 x 12,7 x 3 mm, podem ser usados.[0060] Example 2: Especially for a transmission grid mounted between an objective and the image sensor(s) (see also Figs. 5, 6, 18 and 19), a Richardson grid 340056TB07-775R (from Newport Corporation, headquartered in Rochester, New York, USA) with groove density of 360 l/mm, diffraction angle of 21°, and size of 12.7 x 12.7 x 3 mm, can be used.
[0061] Exemplo 3: Especialmente para uma grade montada no verso para um campo de visão estendido, pode ser usado um Thorlabs #GTU13-06 com densidade de sulcos de 600 l/mm, ângulo de difração de 22° e tamanho 12,7 x 12,7 x 2 mm de sílica fundida.[0061] Example 3: Especially for a grid mounted on the back for an extended field of view, a Thorlabs #GTU13-06 with groove density of 600 l/mm, diffraction angle of 22° and size 12.7 can be used x 12.7 x 2 mm of fused silica.
[0062] A radiação eletromagnética 20 vinda do objeto 10 e iluminando o arranjo de geração de imagem dispersiva 30 pode derivar, em parte ou na totalidade, da reflexão de radiação eletromagnética emitida por uma fonte de radiação eletromagnética (não mostrada na Fig. 1). A radiação 20 a partir do objeto 0 e iluminando o arranjo 30 pode alternativamente, ou adicionalmente, derivar, em parte ou na totalidade, de alguma forma de fotoluminescência (ou seja, fluorescência ou fosforescência) de uma substância do objeto 10 durante ou após a iluminação do objeto 10 por radiação eletromagnética emitida por uma fonte de radiação eletromagnética. Em ambos os casos (ou seja, radiação por reflexão ou por alguma forma de fotoluminescência), a fonte de radiação eletromagnética pode, em uma modalidade, ser integrada, ou ligada, a um alojamento contendo o sistema de geração de imagem 200 (ou parte deste). A referida fonte de radiação eletromagnética pode ser, por exemplo, uma fonte de luz, uma fonte de radiação infravermelha e/ou uma fonte de radiação UV. Em uma modalidade, a fonte de radiação eletromagnética é uma fonte de iluminação controlada pelo sistema 200 ou em conjunto com o sistema 200.[0062] The electromagnetic radiation 20 coming from the object 10 and illuminating the dispersive imaging arrangement 30 may derive, in part or in full, from the reflection of electromagnetic radiation emitted by an electromagnetic radiation source (not shown in Fig. 1) . Radiation 20 from object 0 and illuminating array 30 may alternatively, or additionally, derive, in part or in whole, from some form of photoluminescence (i.e., fluorescence or phosphorescence) of a substance from object 10 during or after illumination of the object 10 by electromagnetic radiation emitted by an electromagnetic radiation source. In either case (i.e. radiation by reflection or by some form of photoluminescence), the source of electromagnetic radiation may, in one embodiment, be integrated with, or connected to, a housing containing the imaging system 200 (or part of this). Said source of electromagnetic radiation can be, for example, a light source, an infrared radiation source and/or a UV radiation source. In one embodiment, the electromagnetic radiation source is a light source controlled by system 200 or in conjunction with system 200.
[0063] A radiação eletromagnética 20 proveniente do objeto 10 geralmente contém radiação de mais de um comprimento de onda, especialmente quando o objeto 10 é autêntico. Isto é, a radiação 20 é geralmente policromática no sentido amplo do termo, isto é, não limitada necessariamente a cores visíveis. A radiação 20 pode, por exemplo, estar em qualquer faixa de comprimento de onda abrangida entre 180 nm (radiação UV) e 2500 nm (radiação infravermelha), isto é, na faixa de luz visível e/ou fora dessa faixa (por exemplo na faixa próxima de infravermelho (NIR) ou de infravermelho de comprimento de onda curta (SWIR). A porção de radiação 20 que alcança o arranjo de geração de imagem dispersiva 30 que é realmente dispersado pode depender das características do(s) elemento(s) óptico(s) que formam o arranjo (30). Por exemplo, o filtro de passagem longa pode ser usado para selecionar a faixa espectral a ser analisada.[0063] The electromagnetic radiation 20 coming from the object 10 usually contains radiation of more than one wavelength, especially when the object 10 is authentic. That is, radiation 20 is generally polychromatic in the broad sense of the term, i.e. not necessarily limited to visible colors. The radiation 20 can, for example, be in any wavelength range comprised between 180 nm (UV radiation) and 2500 nm (infrared radiation), i.e. in the visible light range and/or outside this range (for example in the near-infrared (NIR) or short-wavelength infrared (SWIR) range. The portion of radiation 20 reaching the dispersive imaging array 30 that is actually scattered may depend on the characteristics of the element(s) optical(s) forming the array (30) For example, the long pass filter can be used to select the spectral range to be analyzed.
[0064] Além disso, o arranjo de geração de imagem dispersiva 30 é posicionado relativamente ao arranjo do sensor de imagem 60 de modo a permitir que o arranjo 60 simultaneamente gere imagem em um período de geração de imagem (como ilustrado pela Fig. 35a), gere imagem sequencialmente em dois períodos de geração de imagem (como ilustrado pela Fig. 35b), ou gere a imagem parcialmente simultaneamente em dois períodos de geração de imagem (como ilustrado pelas Fig. 35c e 35d), a parte não dispersada 40 em uma primeira porção dfo arranjo 60 e parte dispersada 50 em uma segunda porção de arranjo 60.[0064] Furthermore, the dispersive imaging array 30 is positioned relative to the image sensor array 60 so as to allow the array 60 to simultaneously image in one imaging period (as illustrated by Fig. 35a) , image sequentially in two imaging periods (as illustrated by Fig. 35b), or image partially simultaneously in two imaging periods (as illustrated by Figs. 35c and 35d), the unscattered part 40 in a first array portion 60 and dispersed portion 50 in a second array portion 60.
[0065] Um exemplo de sensor de imagem que pode ser usado em algumas modalidades da invenção é: um Sensor de Imagem Digital CMOS Wide-VGA de 1/3 de polegada MT9V022 da ON Semiconductor, com sede em Phoenix, Arizona, EUA. Esse sensor tem 752 x 480 pixels com tamanho 6 μm formando o tamanho do gerador de imagens ativo com dimensões de 4,51 mm x 2,88 mm e diagonal de 5,35 mm.[0065] An example of an image sensor that can be used in some embodiments of the invention is: a 1/3 inch Wide-VGA CMOS Digital Image Sensor MT9V022 from ON Semiconductor, headquartered in Phoenix, Arizona, USA. This sensor has 752 x 480 pixels with a size of 6 μm forming the size of the active imager with dimensions of 4.51 mm x 2.88 mm and a diagonal of 5.35 mm.
[0066] Um período de imagem é aqui definido como sendo: a) se a parte não dispersada 40 e a parte dispersada 50 forem adquiridas simultaneamente pelo arranjo do sensor de imagem 60, o período durante o qual a parte não dispersada 40 e a parte dispersada 50 são adquiridas (como ilustrado pela Fig. 35a) , ou b) se a parte não dispersada 40 e a parte dispersada 50 forem sequencialmente (como ilustrado pela Fig. 35b) ou parcialmente simultaneamente (conforme ilustrado pelas Figs. 35c e 35d) adquiridas por arranjo do sensor de imagem 60, cada um dos períodos durante os quais a parte não dispersada 40 é adquirida e o período durante o qual a parte dispersada 50 é adquirida.[0066] An image period is defined here as being: a) if the unscattered part 40 and the scattered part 50 are simultaneously acquired by the image sensor array 60, the period during which the unscattered part 40 and the scattered part dispersed part 50 are acquired (as illustrated by Fig. 35a), or b) if the non-dispersed part 40 and the dispersed part 50 are acquired sequentially (as illustrated by Fig. 35b) or partially simultaneously (as illustrated by Figs. 35c and 35d) acquired by arraying the image sensor 60, each of the periods during which the unscattered part 40 is acquired and the period during which the scattered part 50 is acquired.
[0067] Em uma modalidade, cada um ou pelo menos um período de geração de imagem tem uma duração que tem um valor selecionado a partir de uma faixa de 5 a 1200 ms e, preferencialmente, selecionado da faixa de 10 a 800 ms, tal como, por exemplo 10, 20, 30, 50, 75, 100 , 150, 200 ou 300 ms.[0067] In one embodiment, each or at least one imaging period has a duration that has a value selected from a range of 5 to 1200 ms, and preferably selected from the range of 10 to 800 ms, such such as 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200 or 300 ms.
[0068] Em uma modalidade, a duração do período de geração de imagem para a parte de geração de imagem não-dispersada 40 e a duração do período de geração de imagem para parte de geração de imagem dispersada 50 são diferentes entre si. Esta modalidade pode ser vantajosa em particular quando se utiliza grades de difração com diferentes eficiências para a ordem zero e a primeira ordem. Em uma modalidade, a duração do período de geração de imagem para a parte de geração de imagem não-dispersada 40 pode ser de 10 ms, ao passo que a duração do período de geração de imagem para parte de geração de imagem dispersada 50 pode ser de 100 ms.[0068] In an embodiment, the duration of the imaging period for the non-scattered imaging part 40 and the duration of the imaging period for the scattered imaging part 50 are different from each other. This modality can be particularly advantageous when using diffraction gratings with different efficiencies for zero order and first order. In one embodiment, the duration of the imaging period for the non-scattered imaging portion 40 may be 10ms, whereas the duration of the imaging period for the scattered imaging portion 50 may be of 100 ms.
[0069] Um período de iluminação (como ilustrado pelas Figs. 35a a 35d) é definido neste documento como sendo um período durante o qual as condições de iluminação são consideradas suficientemente constantes para o propósito de gerar imagem da parte não dispersada 40 e a parte dispersada 50, e para gerar uma medida de autenticidade baseada na mesma.[0069] An illumination period (as illustrated by Figs. 35a to 35d) is defined in this document as being a period during which the illumination conditions are considered sufficiently constant for the purpose of generating an image of the unscattered part 40 and the part scattered 50, and to generate an authenticity measure based on it.
[0070] Em uma modalidade, as primeiras e segunda porções do arranjo do sensor de imagem 60 estão em dois sensores de imagem do arranjo 60 diferentes. Ao usar dois sensores de imagem para geração de imagens de partes não dispersadas e dispersadas 40, 50 seu posicionamento relativo deve ser levado em conta.[0070] In one embodiment, the first and second portions of the image sensor array 60 are in two different image sensors of the array 60. When using two image sensors for imaging unscattered and scattered parts 40, 50 their relative positioning must be taken into account.
[0071] Em outra modalidade, as primeiras e segunda porções do arranjo 60 estão em duas porções de um só sensor de imagem. Em outras palavras, nesta modalidade, as partes não dispersadas e dispersadas 40, 50 podem ser capturadas em um único quadro.[0071] In another embodiment, the first and second portions of the array 60 are in two portions of a single image sensor. In other words, in this embodiment, the non-scattered and scattered parts 40, 50 can be captured in a single frame.
[0072] A configuração (geometria, parâmetros, etc.) dos elementos ópticos do arranjo de geração de imagem dispersiva 60 permite a separação da parte dispersada 50 da parte não dispersada 40 de dentro do quadro único. Comprimentos de onda mais curtos são menos desviados do que comprimentos de onda mais longos. Em uma modalidade, o sistema 200 é configurado para evitar a sobreposição da imagem de primeira ordem no comprimento de onda mais curto com a imagem de ordem zero (vide também a Fig. 8, que ilustra esquematicamente a separação de ordem). Um filtro de passagem longa pode, por exemplo, ser utilizado para cortar comprimentos de onda mais curtos como, por exemplo, mostrado na Fig. 8, de modo a evitar a sobreposição das ordens.[0072] The configuration (geometry, parameters, etc.) of the optical elements of the dispersive imaging array 60 allows separation of the dispersed part 50 from the non-dispersed part 40 within the single frame. Shorter wavelengths are deviated less than longer wavelengths. In one embodiment, system 200 is configured to avoid overlapping the first-order image at the shorter wavelength with the zero-order image (see also Fig. 8, which schematically illustrates order separation). A long pass filter can, for example, be used to cut shorter wavelengths as, for example, shown in Fig. 8, so as to avoid overlapping orders.
[0073] A porção de radiação eletromagnética 20 que ilumina e passa através do arranjo de geração de imagem dispersiva 30 (sendo portanto dispersada em um conjunto de direções e sendo não-dispersada em outro conjunto de direções) que é então detectada por meio do arranjo de geração de imagem dispersiva 60 depende das características do(s) sensor(es) de imagem. A radiação eletromagnética detectada por meio do(s) sensor(es) de imagem pode, por exemplo, estar em qualquer faixa de comprimento de onda abrangida entre 180 nm (radiação UV) e 2500 nm (radiação infravermelha), isto é, na faixa de luz visível e/ou fora dessa faixa (por exemplo na faixa próxima de infravermelho (NIR) ou de infravermelho de comprimento de onda curta (SWIR). Nesse exemplo, o limite inferior de 180 nm pode ser imposto por restrições de material tanto do arranjo de geração de imagem dispersiva 30 e sensor(es) de imagem 60, enquanto que o limite superior de 2500 nm pode ser imposto, por exemplo, pela resposta espectral de detectores de infravermelho baseados em arsenieto de índio-gálio (GalnAs). Em uma modalidade, a radiação eletromagnética detectada por meio do(s) sensor(es) de imagem (60) está na faixa de luz visível. Em uma modalidade, a radiação eletromagnética detectada por meio do(s) sensor(es) de imagem 60 está na faixa de comprimento de onda de 180 nm a 2500 nm, mais preferencialmente na faixa de 400 nm a 1000 nm.[0073] The portion of electromagnetic radiation 20 that illuminates and passes through the dispersive imaging array 30 (thus being scattered in one set of directions and being unscattered in another set of directions) that is then detected by means of the array of dispersive imaging 60 depends on the characteristics of the image sensor(s). The electromagnetic radiation detected by means of the image sensor(s) can, for example, be in any wavelength range falling between 180 nm (UV radiation) and 2500 nm (infrared radiation), i.e. in the range visible light and/or outside this range (e.g. in the near-infrared (NIR) or short-wavelength infrared (SWIR) range. In this example, the lower limit of 180 nm may be imposed by material constraints on both the dispersive imaging arrangement 30 and imaging sensor(s) 60, while the upper limit of 2500 nm may be imposed, for example, by the spectral response of infrared detectors based on indium gallium arsenide (GalnAs). In one embodiment, the electromagnetic radiation detected by means of the image sensor(s) (60) is in the visible light range. In one embodiment, the electromagnetic radiation detected by means of the image sensor(s) 60 is in the wavelength range from 180 nm to 2500 nm, more preferably in the range from 400 nm to 1000 nm.
[0074] Adicionalmente, o sistema de geração de imagem 200 é configurado para, após o arranjo do sensor de imagem 60 gerar imagem da parte não-dispersa 40 e parte dispersa 50 em pelo menos um período de geração de imagem, gerar uma medida de autenticidade do objeto 10 dependendo pelo menos de uma relação entre a imagem gerada da parte dispersada, a imagem gerada da parte não-dispersada, e a informação espectral de referência. O sistema 200 permite, portanto a verificação de se, e/ou até que ponto, a relação entre a parte de imagem gerada dispersada, a parte de imagem gerada não-dispersada, e a informação espectral de referência, que representa a composição espectral esperada da radiação eletromagnética 20 advinda do objeto 10, está em correspondência com a física subjacente esperada do sistema. Se assim for, é provável que o objeto 10 seja autêntico. Caso contrário, é mais provável que seja falsificado. Assim, o sistema 200 permite uma forma de autenticação baseada em material, tal como, por exemplo, pelo menos uma dentre: a) autenticação baseada em material da tinta usada para criar uma marca 11 impressa no objeto 10, e b) autenticação baseada em material do objeto 10 em si, especialmente se o objeto 10 é luminescente com um espectro de emissão específico ou possui um espectro específico de reflexão ou absorção.[0074] Additionally, the imaging system 200 is configured so that, after the arrangement of the image sensor 60 generates an image of the non-dispersed part 40 and the dispersed part 50 in at least one imaging period, generates a measurement of authenticity of object 10 depending on at least one relationship between the generated image of the scattered part, the generated image of the non-scattered part, and the reference spectral information. The system 200 therefore allows verification of whether, and/or to what extent, the relationship between the scattered generated image part, the non-scattered generated image part, and the reference spectral information, which represents the expected spectral composition of electromagnetic radiation 20 from object 10, is in correspondence with the expected underlying physics of the system. If so, object 10 is likely to be authentic. If not, it is more likely to be counterfeit. Thus, the system 200 allows for a form of material-based authentication, such as, for example, at least one of: a) authentication based on the material of the ink used to create a mark 11 printed on the object 10, and b) authentication based on the material of the object 10 itself, especially if the object 10 is luminescent with a specific emission spectrum or has a specific reflection or absorption spectrum.
[0075] A natureza da relação analisada, ou seja, a relação entre a imagem gerada da parte dispersada, a imagem gerada da parte não- dispersada, e a informação espectral de referência pode ser entendida partindo do sentido de que, se a informação espectral de referência corresponde, corresponde substancialmente, ou corresponde plausivelmente à composição espectral de radiação eletromagnética 20 incidente a partir da imagem gerada pelo objeto 10, a imagem gerada da parte dispersada se assemelha tipicamente (efeitos não-lineares também podem precisar ser levados em consideração) ao resultado da convolução da imagem gerada da parte não-dispersada com a informação espectral de referência, caso no qual o objeto 10 é provavelmente autêntico. Em contraste, se a informação espectral de referência não corresponde à composição espectral de radiação 20 incidente a partir da imagem gerada do objeto 10, a imagem gerada da parte dispersada tipicamente se difere de maneira notável do resultado da convolução da imagem gerada da parte não-dispersada com a informação espectral de referência, em cujo caso o objeto 10 provavelmente será uma falsificação.[0075] The nature of the analyzed relationship, that is, the relationship between the generated image of the dispersed part, the generated image of the non-dispersed part, and the reference spectral information can be understood starting from the sense that, if the spectral information matches, substantially matches, or plausibly matches the spectral composition of incident electromagnetic radiation 20 from the image generated by the object 10, the generated image of the scattered portion typically resembles (non-linear effects may also need to be taken into account) the result of the convolution of the image generated from the unscattered part with the reference spectral information, in which case the object 10 is probably authentic. In contrast, if the reference spectral information does not correspond to the spectral composition of incident radiation 20 from the generated image of the object 10, the generated image of the scattered part typically differs remarkably from the convolution result of the generated image of the non-scattered part. scattered with the reference spectral information, in which case the object 10 is likely to be a fake.
[0076] Mais geralmente, a natureza da relação que é analisada, ou seja, a relação entre a imagem gerada da parte dispersada, a imagem gerada da parte não-dispersada, e a informação espectral de referência e também pode diferir significativamente de uma simples convolução, considerando a existência de efeitos não-lineares. A natureza da relação pode ser determinada a) com base em física e geometria subjacentes, b) de forma empírica, ou c) por simulação (por exemplo, utilizando métodos de traçado de raios de soluções disponíveis comercialmente, tais como, por exemplo, programa de desenho óptico Zemax, disponível a partir da Zemax, LLC, com sede em Redmond, Washington, EUA).[0076] More generally, the nature of the relationship that is analyzed, i.e., the relationship between the generated image of the scattered part, the generated image of the non-scattered part, and the reference spectral information and can also differ significantly from a simple convolution, considering the existence of non-linear effects. The nature of the relationship can be determined a) based on underlying physics and geometry, b) empirically, or c) by simulation (e.g., using ray tracing methods of commercially available solutions, such as, for example, software Zemax optical design, available from Zemax, LLC, headquartered in Redmond, Washington, USA).
[0077] A física e geometria subjacentes podem incluir (i) as propriedades de arranjo de geração de imagem dispersiva 30, arranjo do sensor de imagem 60, o meio de transmissão intermediário, etc., e (ii) efeitos de esticamento da imagem (de ordem zero ou primeira) na direção da dispersão (eixo y), que pode ser compensado por meio do mapeamento do eixo y da imagem (de ordem zero ou primeira) para um novo eixo y' usando uma função não linear. A imagem pode ser esticada devido a 1) dispersão não-linear da grade, distorções 2) projeção (com caminhos diferentes do arranjo 30 ao arranjo 60), e/ou 3) aberrações de campo específicas de óptica (já que lentes podem distorcer de forma ligeiramente diferente a ordem zero e primeira).[0077] The underlying physics and geometry may include (i) the properties of dispersive imaging array 30, image sensor array 60, the intermediate transmission medium, etc., and (ii) image stretching effects ( zero or first order) in the direction of dispersion (y-axis), which can be compensated by mapping the image's y-axis (zero or first order) to a new y'-axis using a non-linear function. The image may be stretched due to 1) non-linear grid scattering, 2) projection distortions (with different paths from the 30 array to the 60 array), and/or 3) optics-specific field aberrations (since lenses can distort from slightly different way to zero and first order).
[0078] Os efeitos não lineares podem, em uma modalidade, ser modelados também como uma relação entre as imagens dispersada e não dispersada, e o espectro de referência em uma forma tão próxima à translação linear-invariante (LTI) quanto possível. Em tal caso, a determinação dos efeitos não-lineares pode ser realizada, por exemplo, por meio de a) aquisição de várias imagens de ordem zero e primeira de objetos 10 com um espectro de referência conhecido, e b) ajuste dos parâmetros não-lineares para transformar a relação para LTI.[0078] The non-linear effects can, in one embodiment, be modeled also as a relationship between the scattered and unscattered images, and the reference spectrum in a form as close to linear-invariant translation (LTI) as possible. In such a case, the determination of the non-linear effects can be carried out, for example, by means of a) acquisition of several zero and first order images of objects 10 with a known reference spectrum, and b) adjustment of the non-linear parameters to transform the relationship to LTI.
[0079] Uma maneira de determinar os efeitos não-lineares e, portanto, a natureza da relação a ser observada, pode ser uma análise matemática do sistema óptico e determinação da correção que precisa ou deve ser aplicada para tornar o sistema LTI. Isso pode ser feito usando equações ópticas, por exemplo, encontradas em livros didáticos como Yakov G. Sosking, “Field Guide to Diffractive Optics”, SPIE, 2011. Isto também pode ser feito numericamente usando um software óptico como, por exemplo, o Zemax OpticStudio™, disponível pela Zemax, LLC.[0079] One way of determining the non-linear effects, and therefore the nature of the relationship to be observed, can be a mathematical analysis of the optical system and determination of the correction that needs or should be applied to make the system LTI. This can be done using optical equations, for example found in textbooks such as Yakov G. Sosking, “Field Guide to Diffractive Optics”, SPIE, 2011. This can also be done numerically using optical software such as Zemax OpticStudio™, available from Zemax, LLC.
[0080] Em uma modalidade, arranjo de geração de imagem dispersiva 30 difracta a radiação eletromagnética 20 usando uma grade de difração, e a imagem gerada da parte não-dispersada é a imagem em ordem zero de difração da grade de difração, considerando que a imagem gerada da parte dispersada é a imagem em uma primeira ordem de difração da grade de difração. Uma irradiância espectral média de uma região da imagem pode ser reconstruída usando as imagens geradas de partes não dispersadas e dispersadas, e então a irradiância espectral média pode ser comparada à irradiância espectral esperada (a informação espectral de referência). Em uma modalidade, os perfis de sulcos da grade de difração (por exemplo. ângulo de difração) são otimizados para espalhar a maioria da entrada de radiação eletromagnética nestas duas ordens.[0080] In one embodiment, dispersive imaging array 30 diffracts electromagnetic radiation 20 using a diffraction grating, and the generated image of the non-scattered part is the zero-order diffraction image of the diffraction grating, whereas the generated image of the scattered part is the image in a first diffraction order of the diffraction grating. An average spectral irradiance of an image region can be reconstructed using the generated images of unscattered and scattered parts, and then the average spectral irradiance can be compared to the expected spectral irradiance (the reference spectral information). In one embodiment, the diffraction grating groove profiles (eg, diffraction angle) are optimized to scatter the majority of incoming electromagnetic radiation into these two orders.
[0081] Em uma modalidade, gerar uma medida de autenticidade do objeto 10 compreende autenticá-lo, ou seja, determinar que é susceptível de ser autêntico ou não. Em uma modalidade, gerar uma medida de autenticidade do objeto 10 compreende gerar uma medida (ou índice) de autenticidade, tal como, por exemplo, um valor real entre 0 e 1, em que '0' pode significar "totalmente certo de que o objeto não é autêntico" e '1' pode significar "totalmente certo que o objeto é autêntico".[0081] In one embodiment, generating a measure of authenticity of the object 10 comprises authenticating it, that is, determining that it is likely to be authentic or not. In one embodiment, generating a measure of authenticity of the object 10 comprises generating a measure (or index) of authenticity, such as, for example, a real value between 0 and 1, where '0' can mean "totally sure that the object is not authentic" and '1' can mean "completely certain that the object is authentic".
[0082] Na prática, o índice de autenticação geralmente não alcança o valor '1' para todos os objetos autênticos (e '0' para todos os não- autênticos). Portanto, em uma modalidade, um limite entre '0' e '1' é definido (por exemplo, um valor compreendido entre 0,80 e 0,90 e, particularmente, 0,85) acima do qual o objeto é considerado autêntico e abaixo do qual o objeto é considerado como não autêntico. Esse limite pode, por exemplo, ser definido através de medições em um conjunto de objetos autênticos e não-autênticos. Tipicamente, essas medições produzem uma distribuição bi-modal de índices (isto é, uma parte para os objetos autênticos concentrados em relação ao valor '1' e uma parte para os não-autênticos abaixo, ambos separados por uma lacuna). A robustez do método está diretamente relacionada à medida em que as duas partes (modos) da distribuição do índice estão distantes umas das outras. O limite pode então ser colocado entre perto da distribuição de índice dos objetos autênticos para minimizar falsos positivos ou mais próximo da distribuição de índice não-autêntico para minimizar falsos negativos.[0082] In practice, the authentication index usually does not reach the value '1' for all authentic objects (and '0' for all non-authentic ones). Therefore, in one embodiment, a threshold between '0' and '1' is defined (for example, a value comprised between 0.80 and 0.90, and particularly 0.85) above which the object is considered authentic and below which the object is considered to be inauthentic. This limit can, for example, be defined through measurements on a set of authentic and non-authentic objects. Typically, these measurements produce a bi-modal distribution of indices (ie, a part for the authentic objects concentrated in relation to the value '1' and a part for the non-authentic ones below, both separated by a gap). The robustness of the method is directly related to the extent to which the two parts (modes) of the index distribution are far from each other. The threshold can then be placed between close to the index distribution of authentic objects to minimize false positives or closer to the non-authentic index distribution to minimize false negatives.
[0083] Se o objeto 10 for, por exemplo, um recipiente ou embalagem que contenha alguns produtos, a medida de autenticidade gerada pode simplesmente corresponder a uma medida de autenticidade de produtos determinada através de uma marca ou sinal existente no recipiente ou na embalagem (supondo que o recipiente ou a embalagem não tenha sido adulterada), não necessariamente possibilitando a diretamente autenticar os produtos como tal.[0083] If object 10 is, for example, a container or package containing some products, the authenticity measure generated may simply correspond to a product authenticity measure determined through a mark or sign on the container or package ( assuming the container or packaging has not been tampered with), not necessarily making it possible to directly authenticate the products as such.
[0084] Uma vez que as partes dispersada e não-dispersada 40 50 da radiação eletromagnética pode ter imagem gerada em um período de geração de imagem, e uma vez que a geração de imagem permite a determinação da composição espectral da radiação eletromagnética incidente 20, o sistema de geração de imagem 200 pode ser considerado como uma forma de gerador de imagem espectral instantâneo no sentido de que a cena não é verificada durante o processo de geração de imagem. No entanto, o sistema 200 não habilita ou pelo menos não necessariamente permite obter a composição espectral, ou seja, a irradiância, de cada ponto (x, y) da cena, que não é necessária para autenticação desde que haja uma resposta espectral dominante na imagem.[0084] Since the scattered and non-scattered parts 40 50 of the electromagnetic radiation can be imaged in one imaging period, and since the imaging allows determination of the spectral composition of the incident electromagnetic radiation 20, imaging system 200 can be thought of as a form of instantaneous spectral imaging in the sense that the scene is not scanned during the imaging process. However, the system 200 does not enable or at least not necessarily allow obtaining the spectral composition, that is, the irradiance, of each point (x, y) of the scene, which is not necessary for authentication since there is a dominant spectral response in the image.
[0085] A Fig. 2 ilustra esquematicamente um objeto 10 a ter a imagem gerada e um sistema 220 em uma modalidade da invenção; O sistema 220 compreende tanto um sistema de geração de imagem 200 (como descrito acima com referência à Fig. 1) como um arranjo de iluminação 210. Em uma modalidade, o sistema 220 forma um único dispositivo, tal como, por exemplo, um dispositivo portátil, de leitura de código e de autenticação.[0085] Fig. 2 schematically illustrates an object 10 to be imaged and a system 220 in an embodiment of the invention; System 220 comprises both an imaging system 200 (as described above with reference to Fig. 1) and a lighting arrangement 210. In one embodiment, system 220 forms a single device, such as, for example, a device portable, code reading and authentication.
[0086] O arranjo de iluminação 210 gera radiação eletromagnética 21 para iluminar o objeto 10. Em uma modalidade, a radiação 21 tem parâmetros conhecidos (por exemplo, espectro, potência, homogeneidade, etc.) para permitir a excitação, por exemplo, dos espectros de emissão de luminescência para permitir a geração de imagem do objeto 10 e/ou marca 11 neste, e análise dos espectros de emissão para autenticação. Como explicado acima com referência à Fig. 1, a radiação electromagnética 20 tem origem no objeto 10 e/ou marca 11 neste, e atinge o sistema de geração de imagem 200.[0086] The lighting arrangement 210 generates electromagnetic radiation 21 to illuminate the object 10. In one embodiment, the radiation 21 has known parameters (e.g., spectrum, power, homogeneity, etc.) to allow excitation, for example, of the luminescence emission spectra to allow imaging of the object 10 and/or mark 11 on it, and analysis of the emission spectra for authentication. As explained above with reference to Fig. 1, the electromagnetic radiation 20 originates from the object 10 and/or the mark 11 on it, and reaches the imaging system 200.
[0087] Em uma modalidade, o sistema 220 é conectado aos eletrônicos de accionamento e eletrônicos de leitura de sensores, de modo que, por exemplo, os dados de imagem que saem do sistema de imagem 200 podem ser transferidos para uma unidade de processamento para tratamento de dados.[0087] In one embodiment, the system 220 is connected to the drive electronics and sensor readout electronics, so that, for example, image data output from the image system 200 can be transferred to a processing unit for data processing.
[0088] A Fig. 3 ilustra esquematicamente um objeto 10 a ter a imagem gerada e um sistema 220 em uma modalidade da invenção, como uma implementação possível do sistema ilustrado na Fig. 2. O sistema 220 compreende, particularmente, elementos de iluminação 22 dispostos em torno do arranjo de geração de imagem dispersiva 30. Embora dois elementos de iluminação 22 sejam mostrados na Fig. 3, qualquer número de elementos de iluminação 22 pode ser provido, tal como por exemplo três, quatro ou mais. Além disso, em uma modalidade, os elementos de iluminação 22 são dispostos simetricamente em torno do arranjo de geração de imagem dispersiva 30. A disposição simétrica dos elementos de iluminação 22 em torno do arranjo 30 é vantajosa para iluminação homogênea da superfície alvo do objeto 10.[0088] Fig. 3 schematically illustrates an object 10 to be imaged and a system 220 in an embodiment of the invention, as a possible implementation of the system illustrated in Fig. 2. The system 220 particularly comprises lighting elements 22 arranged around the dispersive imaging array 30. Although two lighting elements 22 are shown in Fig. 3, any number of lighting elements 22 may be provided, such as for example three, four or more. Furthermore, in one embodiment, the lighting elements 22 are arranged symmetrically around the dispersive imaging array 30. The symmetrical arrangement of the lighting elements 22 around the array 30 is advantageous for homogeneously illuminating the target surface of the object 10 .
[0089] As Figs. de 4 a 6 ilustram esquematicamente três sistemas de geração de imagem 200, respectivamente em três modalidades da invenção, mostrando componentes possíveis do arranjo de geração de imagem dispersiva 30, tal como uma grade de transmissão 31, uma lente de geração de imagem 32, um filtro óptico de passagem longa 33 e um arranjo de lentes 34 adicional.[0089] Figs. 4 to 6 schematically illustrate three imaging systems 200, respectively in three embodiments of the invention, showing possible components of the dispersive imaging arrangement 30, such as a transmission grid 31, an imaging lens 32, a long pass optical filter 33 and an additional lens arrangement 34.
[0090] O arranjo 30 da Fig. 4 compreende uma lente de geração de imagem 32, uma grade de transmissão 31 montada na frente da lente 32 e um filtro óptico de passagem longa 33 montado atrás da lente 32. Isso permite produzir aberrações ópticas baixas para imagens dispersadas e não dispersadas usando o campo de visão amplo do objetiva da lente.[0090] The arrangement 30 of Fig. 4 comprises an imaging lens 32, a transmission grid 31 mounted in front of the lens 32, and an optical long pass filter 33 mounted behind the lens 32. This allows producing low optical aberrations for scattered and non-scattered images using the field of wide view of the objective of the lens.
[0091] No arranjo 30 da Fig. 5, tanto a grade de transmissão 31 e o filtro óptico de passagem longa 33 são montados atrás da lente 32. Isso permite cancelar a dependência dos espectros extraídos na posição do objeto ao longo do eixo óptico.[0091] In the arrangement 30 of Fig. 5, both the transmission grid 31 and the optical long pass filter 33 are mounted behind the lens 32. This allows canceling the dependency of the extracted spectra on the position of the object along the optical axis.
[0092] Na modalidade da Fig. 6, o filtro óptico de passagem longa 33 é montado na frente da lente 32, e a grade de transmissão 31 é montada atrás da lente 32. Além disso, um arranjo adicional de lentes 34 também é montado atrás da lente 32. Esta configuração permite separar eficientemente as imagens dispersada e não-dispersada e evitar a dependência na posição do objeto ao longo do eixo óptico.[0092] In the modality of Fig. 6, the optical long pass filter 33 is mounted in front of the lens 32, and the transmission grid 31 is mounted behind the lens 32. Furthermore, an additional array of lenses 34 is also mounted behind the lens 32. This configuration allows efficiently separate scattered and non-scattered images and avoid dependence on object position along the optical axis.
[0093] As Figs. 7 e 8 representam esquematicamente, utilizando uma aproximação de grade de lentes fina, dois sistemas de geração de imagem 200 e marcas 11 em duas modalidades da invenção, respectivamente, para ajudar a compreender a separação de ordem e a definição do comprimento de onda mínimo de uma faixa espectral que é analisada para autenticar a marca 11.[0093] Figs. 7 and 8 schematically represent, using a fine lens grating approximation, two imaging systems 200 and marks 11 in two embodiments of the invention, respectively, to help understand the order separation and definition of the minimum wavelength of a spectral band that is analyzed to authenticate the mark 11.
[0094] Na Fig. 7, o arranjo de geração de imagem dispersiva 30 inclui uma lente, uma grade de transmissão e um filtro de passagem de comprimento de onda longa, para criar imagem não-dispersada 41 (ordem zero) e a imagem dispersada no plano de imagem 65 onde os sensores de imagem estão posicionados. Os feixes dispersados 50-1 são para o comprimento de onda À-1 mais curto e criam a imagem dispersada 51 correspondendo ao comprimento de onda À-1 .[0094] In Fig. 7, the dispersive imaging arrangement 30 includes a lens, a transmission grid, and a long wavelength pass filter to create the unscattered image 41 (zero order) and the scattered image in the imaging plane 65 where the image sensors are positioned. The scattered beams 50-1 are for the shorter wavelength λ-1 and create the scattered image 51 corresponding to the wavelength λ-1.
[0095] Sistema de geração de imagem 200 recebe energia eletromagnética 20 proveniente do objeto 10 para criar uma imagem não dispersa 41 do objeto 10 no plano de imagem 65.[0095] Imaging system 200 receives electromagnetic energy 20 from object 10 to create an unscattered image 41 of object 10 on the imaging plane 65.
[0096] A parte não-dispersada 40 é produzida pelo arranjo 30 na mesma ou maneira similar que um arranjo de geração de imagem comum, não-dispersivo que consiste meramente em uma lente.[0096] The non-dispersive portion 40 is produced by the array 30 in the same or similar manner as an ordinary, non-dispersive imaging array consisting merely of a lens.
[0097] A parte dispersada é deslocada em comparação à imagem não-dispersada e é borrada pelo espectro de energia eletromagnética 20 incidindo sobre o arranjo 30. O deslocamento mínimo depende do comprimento de onda mínimo presente no espectro emitido pelo objeto 10 ou depende do comprimento de onda mínimo transmitido através do arranjo 30. O deslocamento mínimo pode depender também de alguns parâmetros da grade e do sistema (por exemplo, densidade de sulcos, ordem e ângulo de incidência), cujos parâmetros definem a dispersão angular da grade.[0097] The scattered part is shifted compared to the non-scattered image and is blurred by the electromagnetic energy spectrum 20 impinging on the array 30. The minimum shift depends on the minimum wavelength present in the spectrum emitted by the object 10 or depends on the length minimum waveform transmitted through the array 30. The minimum displacement may also depend on some parameters of the grid and the system (for example, groove density, order and angle of incidence), which parameters define the angular dispersion of the grid.
[0098] As três imagens discretas dispersadas da marca 11 na Fig. 7 correspondem a comprimentos de onda discretos À 1 , À 2 e À 3 . Esses comprimentos de onda discretos podem, portanto, ser resolvidos convenientemente, uma vez que as imagens correspondentes não se sobrepõem. Além disso, o sistema 200 separa a imagem dispersada 51 para o comprimento de onda À 1 da imagem não dispersa 41, para que, por um lado, uma imagem de marca 11 possa ser lida convenientemente (por exemplo, para decodificar o código representado pela marca) e, por outro lado, os espectros de emissão da tinta usada para imprimir a marca 11 possam ser extraídos.[0098] The three scattered discrete images of mark 11 in Fig. 7 correspond to discrete wavelengths À 1 , À 2 and À 3 . These discrete wavelengths can therefore be conveniently resolved since the corresponding images do not overlap. Furthermore, the system 200 separates the scattered image 51 for wavelength λ 1 from the unscattered image 41, so that, on the one hand, a marker image 11 can be conveniently read (for example, to decode the code represented by mark) and, on the other hand, the emission spectra of the ink used to print the mark 11 can be extracted.
[0099] A Fig. 8 mostra a imagem de uma área 12 do objeto 10, em que a área 12 contém uma marca impressa 11, a qual pode estar em qualquer posição ou orientação. Se a marca 10 estiver fora da área 12, o sistema de geração de imagem 200 deve ser reposicionado de modo a ter a marca 11 dentro da área 12. A imagem não-dispersada 41 da área 12 contém a imagem da marca 11. A imagem dispersada 51 da área 12 contém a imagem da marca 11.[0099] Fig. 8 shows an image of an area 12 of the object 10, where the area 12 contains a printed mark 11, which can be in any position or orientation. If mark 10 is outside area 12, imaging system 200 must be repositioned to have mark 11 within area 12. The unscattered image 41 of area 12 contains the image of mark 11. The image scattered 51 of area 12 contains the image of brand 11.
[00100] A imagem 51 corresponde ao comprimento de onda Àmin mínimo que pode ser transmitido pelo sistema e definido por um comprimento de onda de corte de um filtro de passagem longa do arranjo 30. A referência 62 mostra a separação da ordem, que, em uma modalidade, corresponde ao tamanho da imagem 41 da área 12. Em uma modalidade, o arranjo 30 permite esta separação de ordem para o comprimento de onda mínimo Àmin para autenticar eficientemente o objeto 10.[00100] Image 51 corresponds to the minimum wavelength Àmin that can be transmitted by the system and defined by a cutoff wavelength of a long pass filter of the array 30. Reference 62 shows the order separation, which, in in one embodiment, it corresponds to the size of the image 41 of the area 12. In one embodiment, the arrangement 30 allows this order separation for the minimum wavelength Àmin to efficiently authenticate the object 10.
[00101] Em uma modalidade, o arranjo de iluminação 210 (não ilustrado na Fig. 8) ilumina apenas a porção do objeto 10 que corresponde à área 12. O arranjo de iluminação 210, juntamente com uma cobertura protetora opcional (como mencionado acima), pode ser concebido para impedir que a luz ambiente atinja a área 12, provendo assim melhores condições para leitura e autenticação de código.[00101] In one embodiment, the lighting arrangement 210 (not illustrated in Fig. 8) illuminates only the portion of the object 10 that corresponds to the area 12. The lighting arrangement 210, together with an optional protective covering (as mentioned above) , can be designed to prevent ambient light from reaching area 12, thus providing better conditions for code reading and authentication.
[00102] A Fig. 9a ilustra esquematicamente um sistema de geração de imagem 200 em uma modalidade da invenção, o qual difere do sistema de formação de imagem 200 da Fig. 1, de modo que o sistema 200 da Fig. 9a consiste especificamente em um único dispositivo de geração de imagem. Em adição ao arranjo 30 e arranjo de sensor de imagem 60 descrito com referência à Fig. 1, o sistema 200 compreende uma unidade de processamento 70 configurada para receber dados representando a imagem gerada das partes dispersada e não-dispersada (conforme detectado pelo arranjo 60), gerando a medida de autenticidade como descrito com referência à Fig. 1, e emitir informação 80 representando a medida de autenticidade gerada para qualquer tipo de interface de usuário do dispositivo de geração de imagem e/ou para uma porta de saída para transmissão para um ou mais dispositivos externos (não mostrado na Fig. 9a).[00102] Fig. 9a schematically illustrates an imaging system 200 in one embodiment of the invention, which differs from the imaging system 200 of Fig. 1, so that the system 200 of Fig. 9a specifically consists of a single imaging device. In addition to the array 30 and image sensor array 60 described with reference to Fig. 1, the system 200 comprises a processing unit 70 configured to receive data representing the generated image of the scattered and unscattered parts (as sensed by array 60), generating the authenticity measure as described with reference to FIG. 1, and outputting information 80 representing the generated authenticity measure to any type of imaging device user interface and/or to an output port for transmission to one or more external devices (not shown in Fig. 9a).
[00103] Em uma modalidade, o dispositivo de geração de imagem que constitui o sistema de geração de imagem 200 da Fig. 9a é um dispositivo portátil. Um tal dispositivo de geração de imagem pode, portanto, ser considerado como um dispositivo de auditoria portátil capaz de gerar uma medida da autenticidade de um objeto, e de prover a medida de autenticidade, por exemplo, ao operador do dispositivo.[00103] In one embodiment, the imaging device that constitutes the imaging system 200 of Fig. 9a is a portable device. Such an imaging device can therefore be considered as a portable auditing device capable of generating a measure of the authenticity of an object, and of providing the measure of authenticity, for example, to the operator of the device.
[00104] A Fig. 9b ilustra esquematicamente um sistema 220 em uma modalidade da invenção, em que o sistema 220 compreende tanto um sistema de geração de imagem 200 quanto um arranjo de iluminação 210, e em que o sistema 220 é um dispositivo de geração de imagem. Por outras palavras, a modalidade da Fig. 9b pode ser considerada uma combinação das modalidades descritas com referência às Figs. 9a e 2. Em uma modalidade, o dispositivo de geração de imagem que constitui o sistema 200 da Fig. 9b é um dispositivo portátil.[00104] Fig. 9b schematically illustrates a system 220 in one embodiment of the invention, wherein the system 220 comprises both an imaging system 200 and a lighting arrangement 210, and wherein the system 220 is an imaging device. In other words, the embodiment of Fig. 9b can be considered a combination of the embodiments described with reference to Figs. 9a and 2. In one embodiment, the imaging device comprising system 200 of Fig. 9b is a portable device.
[00105] A Fig. 10a ilustra esquematicamente um sistema de geração de imagem 200 em uma modalidade da invenção, o qual difere do sistema de formação de imagem 200 da Fig. 1, de modo que o sistema 200 da Fig. 10a é mostrado como compreendendo especificamente mais de um dispositivo. Ou seja, no exemplo da Fig. 10a, o sistema 200 compreende dois dispositivos: por um lado, um dispositivo de geração de imagem 100 compreendendo um arranjo de geração de imagem dispersiva 30 e o arranjo do sensor de imagem 60 é descrito com referência à Fig. 1 e, por outro lado, um dispositivo de processamento 110 compreendendo uma unidade de processamento 70. O dispositivo de processamento 110, em vez do dispositivo de geração de imagem 100, gera a medida de autenticidade (como descrito com referência à Fig. 1). Para isso, os dados 90 que representam a imagem gerada das partes dispersada e não- dispersada são transmitidos a partir do dispositivo de geração de imagem 100 para o dispositivo de processamento 110. Os dados 90 podem ser transmitidos em qualquer canal com fio ou sem fio adequado usando qualquer formato de transmissão (tal como, por exemplo, usando pacotes de Protocolo de Internet (IP), opcionalmente criptografados). Então, dentro do dispositivo de processamento 110, a medida de autenticidade é gerada pela unidade de processamento 70, e a informação 80 representando a medida de autenticidade gerada pode então ser enviada para uma interface de usuário do dispositivo de processamento 110 e/ou para uma porta de saída para transmissão a um ou mais outros dispositivos externos (não mostrados na Fig. 10a).[00105] Fig. 10a schematically illustrates an imaging system 200 in one embodiment of the invention, which differs from the imaging system 200 of Fig. 1, so that the system 200 of Fig. 10a is shown to specifically comprise more than one device. That is, in the example of Fig. 10a, the system 200 comprises two devices: on the one hand, an imaging device 100 comprising a dispersive imaging arrangement 30 and the image sensor arrangement 60 is described with reference to Fig. 1 and, on the other hand, a processing device 110 comprising a processing unit 70. The processing device 110, instead of the image generation device 100, generates the authenticity measure (as described with reference to Fig. 1) . For this, data 90 representing the generated image of the scattered and non-scattered parts is transmitted from the imaging device 100 to the processing device 110. The data 90 may be transmitted on any wired or wireless channel suitable using any transmission format (such as, for example, using Internet Protocol (IP) packets, optionally encrypted). Then, within the processing device 110, the authenticity measure is generated by the processing unit 70, and the information 80 representing the generated authenticity measure can then be sent to a user interface of the processing device 110 and/or to a output port for transmission to one or more other external devices (not shown in Fig. 10a).
[00106] A Fig. 10b ilustra esquematicamente um sistema 220 em uma modalidade da invenção, em que o sistema 220 compreende um dispositivo de geração de imagem 100 e o referido dispositivo de geração de imagem 100 compreende um arranjo do sensor de imagem 30, um arranjo de geração de imagem dispersiva 60 e um arranjo de iluminação 210, mas o referido dispositivo de geração de imagem 100 não é configurado para gerar de fato a medida de autenticidade; Em outras palavras, a modalidade da Fig. 10b pode ser considerada uma combinação das modalidades descritas com referência às Figs. 10a e 2.[00106] Fig. 10b schematically illustrates a system 220 in an embodiment of the invention, wherein the system 220 comprises an imaging device 100 and said imaging device 100 comprises an image sensor array 30, a dispersive imaging array 60 and a lighting arrangement 210, but said imaging device 100 is not configured to actually generate the authenticity measure; In other words, the modality of Fig. 10b can be considered a combination of the embodiments described with reference to Figs. 10a and 2.
[00107] Em uma modalidade, o dispositivo de geração de imagem 100 de qualquer uma das Figs. 10a e 10b é um dispositivo portátil.[00107] In one embodiment, the imaging device 100 of any one of Figs. 10a and 10b is a portable device.
[00108] Em uma modalidade, a unidade de processamento 70 de qualquer uma das Figs. 9a, 9b, 10a e 10b fazem parte de uma unidade de computação, tal como, por exemplo, aquela ilustrada com referência à Fig. 34 (que é discutida abaixo). Nesse caso, a unidade de processamento 70 da Fig. 9a ou 9b e a unidade de processamento 503 da Fig. 34 podem, na verdade, ser o mesmo elemento. Do mesmo modo, em tal caso, a unidade de processamento 70 da Fig. 10a ou 10b (dentro do dispositivo de processamento 110) e a unidade de processamento 503 da Fig. 34 podem, na verdade, ser o mesmo elemento.[00108] In one embodiment, the processing unit 70 of any one of Figs. 9a, 9b, 10a and 10b form part of a computing unit, such as, for example, the one illustrated with reference to Fig. 34 (which is discussed below). In that case, the processing unit 70 of Fig. 9a or 9b and the processing unit 503 of Fig. 34 may actually be the same element. Likewise, in such a case, the processing unit 70 of Fig. 10a or 10b (within processing device 110) and processing unit 503 of Fig. 34 may actually be the same element.
[00109] Em algumas modalidades, o dispositivo de geração de imagem que constitui o sistema de geração de imagem 200 da Fig. 9a ou 9b, ou dispositivo de geração de imagem 100 ilustrado na Fig. 10a ou 10b, compreende uma pega formada integralmente com o alojamento ou ligado a ele, para permitir que um operador mantenha o dispositivo de geração de imagem em direção ao objeto a ter a imagem gerada e autenticada.[00109] In some embodiments, the imaging device that constitutes the imaging system 200 of Fig. 9a or 9b, or imaging device 100 illustrated in Fig. 10a or 10b, comprises a handle formed integrally with or attached to the housing to enable an operator to hold the imaging device toward the object to be imaged and authenticated.
[00110] Em uma modalidade, o dispositivo de geração de imagem que constitui o sistema de geração de imagem 200 da Fig. 9a ou que constitui o sistema 220 da Fig. 9b, ou o dispositivo de geração de imagem 100 ilustrado em qualquer uma das Figs. 10a e 10b compreende adicionalmente uma unidade de armazenamento (não mostrada em qualquer uma das Figs. 9a, 9b, 10a e 10b) para armazenar, por exemplo, a informação espectral de referência que é conhecida antecipadamente e utilizada para gerar a medida de autenticidade.[00110] In one embodiment, the imaging device that constitutes the imaging system 200 of Fig. 9a or that constitutes the system 220 of Fig. 9b, or the imaging device 100 illustrated in any one of Figs. 10a and 10b further comprises a storage unit (not shown in any of Figs. 9a, 9b, 10a and 10b) for storing, for example, spectral reference information that is known in advance and used to generate the authenticity measure.
[00111] A informação espectral de referência pode ser armazenada na forma de um perfil espectral de referência.[00111] The reference spectral information can be stored in the form of a reference spectral profile.
[00112] A Fig. 11 é um fluxograma de um método em uma modalidade da invenção, a qual faz uso de um arranjo do sensor de imagem 60 e um arranjo de geração de imagem dispersiva 30, como descrito acima com referência às Figs. de 1 a 10b. O método de geração compreende as etapas de geração de imagem s300, pelo arranjo 60, em pelo menos um período de geração de imagem, parte não-dispersada 40 e parte dispersada 50 e gerar s400 uma medida de autenticidade do objeto 10 dependendo pelo menos de uma relação entre a imagem gerada da parte dispersada, a imagem gerada de parte não-dispersada, e a informação espectral de referência. A etapa s400 é realizada através de operação(ões) de convolução ou deconvolução (como discutido abaixo com referência às Fig. 12a a 12c) ou através de operações semelhantes a convolução ou deconvolução para ter em conta os efeitos não-lineares como explicado acima.[00112] Fig. 11 is a flowchart of a method in an embodiment of the invention which makes use of an image sensor arrangement 60 and a dispersive imaging arrangement 30, as described above with reference to Figs. from 1 to 10b. The generation method comprises the steps of generating an image s300, by array 60, in at least one period of imaging, non-dispersed part 40 and scattered part 50, and generating s400 a measure of authenticity of the object 10 depending at least on a ratio between the generated image of the scattered part, the generated image of the non-scattered part, and the reference spectral information. Step s400 is performed via convolution or deconvolution operation(s) (as discussed below with reference to Figs. 12a to 12c) or via convolution or deconvolution-like operations to account for non-linear effects as explained above.
[00113] Se a etapa de geração de imagem s300 consistir em geração de imagem da parte não-dispersada 40 e a parte-dispersada 50 em um único período de iluminação, a etapa s300 precede a etapa s400 de geração, normalmente sem sobreposição. Contudo, se a etapa s300 consiste na geração de imagem da parte não-dispersada 40 e parte dispersada 50 em uma pluralidade de períodos de iluminação (tipicamente sob diferentes condições de iluminação), a etapa s300 de geração de imagem e a etapa s400 de geração podem se sobrepor (não mostrado na Fig. 11). Ou seja, o processo de geração s400 da medida de autenticidade pode começar com base nos dados de imagem registrados durante um ou mais períodos de iluminação enquanto a etapa de geração de imagem s300 ainda está em curso.[00113] If the imaging step s300 consists of imaging the non-scattered part 40 and the scattered part 50 in a single illumination period, step s300 precedes the generation step s400, normally without overlapping. However, if the step s300 consists of imaging the non-scattered part 40 and the scattered part 50 in a plurality of lighting periods (typically under different lighting conditions), the imaging step s300 and the imaging step s400 may overlap (not shown in Fig. 11). That is, the authenticity measurement generation process s400 can begin based on image data recorded during one or more lighting periods while the imaging step s300 is still ongoing.
[00114] Em uma modalidade, gerar s400 a medida de autenticidade depende pelo menos de até que ponto a imagem gerada da parte dispersada corresponde a uma convolução da imagem gerada da parte não-dispersada e às informações espectrais de referência; Isto pode ser implementado de formas diferentes, como ilustrado pelas Figs. 12a a 12c.[00114] In one embodiment, generating s400 the authenticity measure depends at least on the extent to which the generated image of the scattered part corresponds to a convolution of the generated image of the non-scattered part and the reference spectral information; This can be implemented in different ways, as illustrated by Figs. 12a to 12c.
[00115] Particularmente, em uma primeira sub-modalidade, ilustrada pelo fluxograma da fig 12a, gerar s400 a medida de autenticidade compreende: deconvolução s410 da imagem gerada da parte dispersada pela imagem gerada da parte não-dispersada, e determinar s420 até que ponto o resultado corresponde às informações espectrais de referência;[00115] Particularly, in a first sub-modality, illustrated by the flowchart in fig 12a, generating s400 the authenticity measure comprises: deconvolution s410 of the generated image of the dispersed part by the generated image of the non-dispersed part, and determining s420 to what extent the result corresponds to the reference spectral information;
[00116] Em uma segunda sub-modalidade, ilustrada pelo fluxograma da fig 12b, gerar s400 a medida de autenticidade compreende: deconvolução s430 da imagem gerada da parte dispersada pela informação espectral de referência, e determinar s440 até que ponto o resultado corresponde à imagem gerada da parte não-dispersada; e[00116] In a second sub-modality, illustrated by the flowchart in Fig. 12b, generating s400 the authenticity measure comprises: deconvolution s430 of the image generated from the scattered part by the reference spectral information, and determining s440 to what extent the result corresponds to the image generated from the non-dispersed part; It is
[00117] Em uma terceira sub-modalidade, ilustrada pelo fluxograma da fig 12c, gerar s400 a medida de autenticidade compreende: deconvolução s450 da imagem gerada da parte não-dispersada e da informação espectral de referência, e determinar s460 até que ponto o resultado corresponde à imagem gerada da parte dispersada.[00117] In a third sub-modality, illustrated by the flowchart in fig 12c, generating s400 the authenticity measure comprises: deconvolution s450 of the image generated from the non-scattered part and the reference spectral information, and determining s460 to what extent the result corresponds to the generated image of the dispersed part.
[00118] Uma possível implementação da etapa s400 nesta terceira sub-modalidade pode ser descrita da seguinte forma:[00118] A possible implementation of step s400 in this third sub-modality can be described as follows:
[00119] Na etapa S450, uma primeira imagem de ordem de difração sintética é calculada por convolução da assinatura espectral conhecida da tinta autêntica (i.e., a informação espectral de referência) com a imagem de ordem zero (ou seja, a imagem gerada da parte não- dispersa). Em seguida, na etapa s460, uma correlação cruzada entre a imagem adquirida de primeira ordem (ou seja, a imagem gerada da parte dispersada) e a imagem sintética de primeira ordem (ou seja, o resultado da etapa s450) é usada para compará-los e gerar um parâmetro de similaridade. Esta correlação pode ser realizada não só nas imagens, mas também na primeira e segunda derivadas das imagens para produzir três parâmetros de similaridade. Em seguida, uma decisão é feita por exemplo aplicando classificadores com base nos algoritmos de aprendizagem de máquina nos conjuntos de parâmetros de similaridade para autenticar a marca 11 no objeto 10.[00119] In step S450, a first synthetic diffraction order image is calculated by convoluting the known spectral signature of the authentic ink (i.e., the reference spectral information) with the zero order image (i.e., the generated image of the part non-dispersed). Then, in step s460, a cross-correlation between the acquired first-order image (i.e., the generated image of the scattered part) and the first-order synthetic image (i.e., the result of step s450) is used to compare them. them and generate a similarity parameter. This correlation can be performed not only on the images, but also on the first and second derivatives of the images to produce three similarity parameters. Then a decision is made for example by applying classifiers based on machine learning algorithms on sets of similarity parameters to authenticate tag 11 on object 10.
[00120] Uma convolução pode, no entanto, nem sempre levar aos melhores resultados devido à existência de efeitos não-lineares (como discutido acima). Assim, em uma modalidade da invenção, ao invés de realizar uma convolução na etapa S450, um modelo ou função pode ser usado, que pode ser determinado antecipadamente usando dados de calibração de instrumento, medições, modelagem ou uma combinação dos mesmos. A função ou o modelo é um modelo de computação para a computação de uma imagem sintética de primeira ordem (i.e., parte dispersada assintética) de uma determinada imagem de ordem zero (ou seja, a parte de imagem não - dispersa) e um espectro conhecido (ou seja, a informação espectral de referência). Considerações semelhantes se aplicam às etapas de deconvolução S410 e S430, que podem ser substituídas por outros modelos ou funções.[00120] A convolution may, however, not always lead to the best results due to the existence of non-linear effects (as discussed above). Thus, in one embodiment of the invention, instead of performing a convolution in step S450, a model or function can be used which can be determined in advance using instrument calibration data, measurements, modeling or a combination thereof. The function or model is a computation model for computing a synthetic first-order image (i.e., asysynthetic scattered part) of a given zero-order image (i.e., non-scattered image part) and a known spectrum (i.e. the reference spectral information). Similar considerations apply to deconvolution steps S410 and S430, which can be replaced by other models or functions.
[00121] A fim de realizar a parte de comparação da etapa s460 nesta implementação, a imagem de primeira ordem adquirida (ou seja, a imagem gerada da parte dispersada) e a imagem de primeira ordem sintética (ou seja, a saída da etapa S450) são comparados, e um ou vários valores de semelhança correspondentes são computados.[00121] In order to perform the comparison part of step s460 in this implementation, the acquired first-order image (that is, the generated image of the scattered part) and the synthetic first-order image (that is, the output of step S450 ) are compared, and one or several corresponding similarity values are computed.
[00122] Em uma modalidade, o valor correspondente é o valor de correlação cruzada das duas imagens, ou seja, a imagem de primeira ordem adquirida e a imagem de primeira ordem sintética. Em outra modalidade, o valor correspondente é o valor de correlação cruzada da derivada das duas imagens. Em uma modalidade posterior, o valor correspondente é o valor de correlação cruzada da segunda derivada das duas imagens. Em ainda outra modalidade, mais do que um valores correspondentes são extraídos de uma combinação dos valores correspondentes anteriormente propostos. As computações podem acontecer com as imagens de primeira ordem inteiras, ou em um subconjunto das mesmas (região de interesse). Em uma modalidade, a região de interesse da imagem de primeira ordem é a caixa de limite da marca de autenticação. A caixa de limite é a menor forma convexa que contém a marca de autenticação. Em outra modalidade, um conjunto adicional de valores de correlação é computado com base nas imagens chamadas DIBS. A técnica DIBS e o significado das imagens DIBS serão evidentes a partir das explicações fornecidas abaixo com referência às Figs. 24a a 27.[00122] In one embodiment, the corresponding value is the cross-correlation value of the two images, ie, the acquired first-order image and the synthetic first-order image. In another embodiment, the corresponding value is the cross-correlation value of the derivative of the two images. In a later embodiment, the corresponding value is the cross-correlation value of the second derivative of the two images. In yet another embodiment, more than one corresponding values are extracted from a combination of previously proposed corresponding values. Computations can take place with the entire first-order images, or on a subset of them (region of interest). In one embodiment, the first-order image region of interest is the authentication tag boundary box. The bounding box is the smallest convex shape that contains the authentication tag. In another embodiment, an additional set of correlation values is computed based on the images called DIBS. The DIBS technique and the meaning of the DIBS images will be evident from the explanations provided below with reference to Figs. 24th to 27th.
[00123] A fim de realizar a parte de decisão da etapa s460 nesta implementação, um algoritmo de decisão é usado para classificar uma amostra medida em pelo menos duas categorias: "genuíno" ou "falso". Algoritmos de aprendizagem de máquina conhecidos podem ser usados para esse fim, tais como: máquina de vetor de suporte (SVM), árvores de decisão, algoritmo k-vizinhos mais próximos (KNN), etc. Em uma modalidade, os recursos de aprendizagem são os valores de correspondência de similaridade descritos acima. Em uma modalidade, outros recursos de aprendizagem são usados, que não estão relacionados a correlações cruzadas, como por exemplo o desvio padrão dos valores de pixel (ou seja, valores de intensidade) da imagem de primeira ordem, ou o desvio padrão dos valores de pixel do imagem de ordem zero.[00123] In order to carry out the decision part of step s460 in this implementation, a decision algorithm is used to classify a measured sample into at least two categories: "genuine" or "false". Known machine learning algorithms can be used for this purpose, such as: support vector machine (SVM), decision trees, k-nearest neighbors (KNN) algorithm, etc. In one embodiment, the learning features are the similarity matching values described above. In one embodiment, other learning features are used which are not related to cross correlations, such as the standard deviation of the pixel values (i.e. intensity values) of the first order image, or the standard deviation of the values of pixel of the zero-order image.
[00124] Em uma modalidade, são utilizados os valores de desvio padrão e vários conjuntos de similaridade que correspondem a valores de imagens obtidas sob diferentes comprimentos de onda de excitação (por exemplo, LED vermelho, verde ou azul). Por exemplo, um conjunto de recursos de aprendizagem usados para descrever um exemplo pode ser como mostrado na tabela a seguir: [00124] In one embodiment, the standard deviation values and several sets of similarity that correspond to values of images obtained under different excitation wavelengths (for example, red, green or blue LED) are used. For example, a set of learning resources used to describe an example might be as shown in the following table:
[00125] Em uma modalidade, o classificador pode ser treinado com antecedência em um conjunto de dados heterogêneo, consistindo de amostras genuínas e amostras não - genuínas randomizadas.[00125] In one embodiment, the classifier can be trained in advance on a heterogeneous dataset, consisting of genuine samples and randomized non-genuine samples.
[00126] Durante a fase de decisão do método, o classificador pode classificar as amostras dadas usando os recursos de entrada para o classificador.[00126] During the decision phase of the method, the classifier can classify the given samples using the input features to the classifier.
[00127] A implementação possível referida acima da etapa s400 na terceira submodalidade foi testada usando algoritmos de classificação (nesse respeito Veja por exemplo: David Barber, “Bayesian Reasoning and Machine Learning”, Cambridge University Press 2011) como descritas na tabela a seguir: [00127] The above-mentioned possible implementation of step s400 in the third submodality has been tested using classification algorithms (in this respect See for example: David Barber, “Bayesian Reasoning and Machine Learning”, Cambridge University Press 2011) as described in the following table:
[00128] Em comparação com os espectrômetros de imagem utilizados para observações científicas, a abordagem nas modalidades descritas com referência a Figs. 12a a 12c não está focada na reconstrução de um hipercubo que contém informações espectrais para cada pixel na imagem adquirida. A abordagem visa a criação de uma imagem sintética com a suposição de que há apenas um espectro dominante envolvidos (o espectro da marca genuína). A computação necessária para produzir essa imagem sintética consiste principalmente em várias convoluções unidimensionais. Em comparação com a computação e memória necessária para computar um hipercubo, a abordagem é menos dispendiosa. Além disso, a aplicação de um classificador de aprendizagem de máquina também é rápida e leve.[00128] Compared to imaging spectrometers used for scientific observations, the approach in the embodiments described with reference to Figs. 12a to 12c is not focused on the reconstruction of a hypercube that contains spectral information for each pixel in the acquired image. The approach aims at creating a synthetic image with the assumption that there is only one dominant spectrum involved (the genuine brand spectrum). The computation required to produce this synthetic image mainly consists of several one-dimensional convolutions. Compared to the computation and memory needed to compute a hypercube, the approach is less expensive. Furthermore, applying a machine learning classifier is also fast and lightweight.
[00129] Em uma modalidade, a operação de convolução ou deconvolução da etapa s400 é realizada por linha da imagem ao longo da direção de difração.[00129] In one embodiment, the convolution or deconvolution operation of step s400 is performed per image line along the diffraction direction.
[00130] Além disso, quando a etapa de deconvolução s410 da modalidade descrita com referência à fig 12a é realizada de uma maneira linha a linha, o resultado da deconvolução pode então ser calculado para reduzir o ruído e cancelar a modulação possível por meio das não- uniformidades de fundo, antes de comparar o resultado com a informação espectral de referência como parte da etapa s420.[00130] Furthermore, when the deconvolution step s410 of the embodiment described with reference to Fig. 12a is carried out in a line-by-line manner, the result of the deconvolution can then be calculated to reduce the noise and cancel the possible modulation by means of the no - background uniformities, before comparing the result with the reference spectral information as part of step s420.
[00131] Em uma modalidade, como ilustrado pelo fluxograma da Fig. 13 a geração s400 da medida de autenticidade compreende, adicionalmente, a decodificação s492 de um código de uma marcação dentro da parte não-dispersa com imagem gerada e verificar s494 a autenticidade do código; Isso permite a geração de instantânea da marcação para decodificação S492 e verificação s494 (com base na parte não dispersada com imagem gerada, ou seja, com base na imagem "direta") e, em seguida, usando a saída do processo de verificação de código, além da verificação com base na relação entre a parte dispersada com imagem gerada, a parte não dispersada com imagem gerada, e a informação espectral de referência, para gerar a medida da autenticidade. Por exemplo, em uma modalidade, o objeto 10 é considerado autêntico somente se ambas as verificações, ou seja, a verificação baseada em código e a verificação baseada em espectro, forem bem-sucedidas. Em outras palavras, informações espaciais de uma marcação ou código impresso, bem como informações de emissão espectral da marcação ou código impresso-que podem ter sido impressas, por exemplo, usando uma tinta fotoluminescente-podem ser obtidas para fins de autenticação.[00131] In one embodiment, as illustrated by the flowchart in Fig. 13 generating the authenticity measure s400 further comprises decoding a code s492 of a tag within the non-dispersed part with generated image and verifying s494 the authenticity of the code; This allows generation of instantaneous markup for S492 decoding and s494 verification (based on the non-scattered imaged part generated, i.e. based on the "direct" image) and then using the output of the code verification process , in addition to verification based on the relationship between the imaged scattered part, the imaged non-scattered part, and the reference spectral information, to generate the authenticity measure. For example, in one embodiment, object 10 is considered authentic only if both verifications, i.e. code-based verification and spectrum-based verification, are successful. In other words, spatial information of a printed mark or code, as well as spectral emission information of the printed mark or code - which may have been printed, for example, using a photoluminescent ink - can be obtained for authentication purposes.
[00132] Em uma modalidade, a etapa de decodificação s492 do código é usada para obter informações com base nas quais a esperada composição espectral da radiação eletromagnética do objeto 10 e, portanto, a informação espectral de referência a ser usada para a verificação de autenticação baseada em espectro na etapa s400 pode ser obtida (por exemplo, através de um banco de dados). De tal forma, várias famílias de código diferentes associadas a uma tinta diferente (e, portanto, um espectro de referência diferente) podem ser impressas em diferentes classes de produtos e autenticadas com o mesmo dispositivo.[00132] In one embodiment, the code decoding step s492 is used to obtain information on the basis of which the expected spectral composition of the electromagnetic radiation of the object 10 and therefore the spectral reference information to be used for authentication verification Spectrum-based analysis at step s400 can be obtained (eg through a database). In such a way, several different code families associated with a different ink (and therefore a different reference spectrum) can be printed on different classes of products and authenticated with the same device.
[00133] Em uma modalidade, a marcação compreende pelo menos um código legível por máquina, que pode, por exemplo, compreender pelo menos um dentre um código de barras linear e um código de barras matricial (por exemplo, um código de Matrix de Dados impresso ou código QR). É, portanto, possível, em algumas modalidades da invenção, não só a decodificação de um código de barras de matriz bidimensional (ou semelhante), mas também a realização a autenticação baseada em material usando o espectro da radiação proveniente do objeto 10, o espectro de radiação correspondendo, por exemplo, ao espectro de emissão de fluorescência da tinta utilizada para a marcação.[00133] In one embodiment, the marking comprises at least one machine-readable code, which may, for example, comprise at least one of a linear barcode and a matrix barcode (for example, a Data Matrix code printout or QR code). It is therefore possible, in some embodiments of the invention, not only to decode a two-dimensional (or similar) matrix bar code, but also to perform material-based authentication using the spectrum of radiation from object 10, the spectrum of radiation corresponding, for example, to the fluorescence emission spectrum of the ink used for marking.
[00134] Em uma modalidade, a marcação compreende características espectrais únicas, pelo menos, sobre uma região da marcação. A marcação pode compreender também características espectrais únicas ao longo de toda a marcação.[00134] In one embodiment, the tag comprises unique spectral features over at least one region of the tag. The tag can also comprise unique spectral features throughout the entire tag.
[00135] Em uma modalidade, uma máscara é provida intencionalmente, como parte do sistema de imagem 200 e, além disso, no objeto 10 ou nas proximidades da mesma para revelar apenas uma porção do objeto 10. Isto é vantajoso no caso em que o objeto inteiro carrega uma substância tendo a informação espectral de referência ou uma grande marcação que cobre toda a imagem. A máscara cria artificialmente uma transição a partir da área não-marcada para a área marcada, mesmo que não haja essa transição sem a máscara.[00135] In one embodiment, a mask is intentionally provided, as part of the imaging system 200 and, in addition, on or in the vicinity of the object 10 to reveal only a portion of the object 10. This is advantageous in the event that the entire object carries a substance having spectral reference information or a large marker that covers the entire image. The mask artificially creates a transition from the unmarked area to the marked area, even if there is no such transition without the mask.
[00136] Em uma modalidade, o sistema de geração de imagem 200 não usa qualquer fenda entre o arranjo de imagem dispersiva 30 e o objeto 10. Não usar uma fenda é vantajoso na medida em que isso permite a aquisição simultânea de uma imagem e seu espectro, sem ter que realizar a varredura (ao mover o dispositivo de geração de imagem ou espectômetro) da superfície do objeto para medir o espectro para cada posição.[00136] In one embodiment, the imaging system 200 does not use any slit between the dispersive imaging array 30 and the object 10. Not using a slit is advantageous in that it allows simultaneous acquisition of an image and its spectrum, without having to scan (by moving the imaging device or spectrometer) the surface of the object to measure the spectrum for each position.
[00137] Agora, antes de descrever outras modalidades da invenção, pode ser útil discutir algumas das vantagens trazidas por algumas de suas modalidades, especialmente em comparação com os sistemas do estado da técnica anterior.[00137] Now, before describing other embodiments of the invention, it might be useful to discuss some of the advantages brought by some of its embodiments, especially compared to prior art systems.
[00138] Os sistemas e métodos descritos acima de acordo com algumas modalidades da invenção são vantajosos porque permitem a construção de dispositivos simples, compactos, baseados em instantâneo (não-varredura), de baixo custo e versáteis, que podem, por exemplo, ser incorporados em dispositivos portáteis de auditoria. Adquirir imagens da parte não-dispersada da radiação eletromagnética e sua parte dispersada é suficiente, juntamente com a informação espectral de referência que é conhecida antecipadamente, para gerar a medida de autenticidade.[00138] The systems and methods described above according to some embodiments of the invention are advantageous because they allow the construction of simple, compact, instantaneous (non-scanning) based devices, low cost and versatile, which can, for example, be incorporated into portable auditing devices. Acquiring images of the non-scattered part of the electromagnetic radiation and its scattered part is sufficient, along with spectral reference information that is known in advance, to generate the authenticity measure.
[00139] Em contraste, espectrômetros de imagem usados para observações científicas, como mencionado acima, são tipicamente complexos, caros ou volumosos. Isso é devido ao fato de que esses sistemas do estado da técnica anterior sistemas geralmente visam obter informações espaciais e espectrais de alta resolução sobre todas as regiões do objeto ou cena.[00139] In contrast, imaging spectrometers used for scientific observations, as mentioned above, are typically complex, expensive or bulky. This is due to the fact that these prior art systems generally aim to obtain high resolution spatial and spectral information about all regions of the object or scene.
[00140] A varredura mecânica de diferentes filtros passa-banda na frente de um gerador de imagens permite a reconstrução de um mapa de irradiância espectral do objeto l(x, y, Á). No entanto, o tempo para verificar todos os filtros e a complexidade e fragilidade do mecanismo de varredura torna o sistema óptico pesado, não robusto e dispendioso de implementar.[00140] The mechanical sweep of different bandpass filters in front of an imager allows the reconstruction of a spectral irradiance map of the object l(x, y, Á). However, the time to check all the filters and the complexity and fragility of the scanner makes the optical system cumbersome, not robust and expensive to implement.
[00141] Os sistemas de ajuste baseados no interferômetro Fabry- Perot ou cristais líquidos multiestágios evitam a complexidade mecânica, mas exigem componentes ópticos de alta qualidade e dispendiosos (por exemplo, espelhos interferométricos). A varredura dos parâmetros de filtro necessários para adquirir o conjunto completo de imagens pode ser lenta e pode se tornar outra limitação para o uso em sistemas de autenticação portáteis.[00141] Fitting systems based on the Fabry-Perot interferometer or multistage liquid crystals avoid mechanical complexity, but require high quality and expensive optical components (eg interferometric mirrors). Scanning the filter parameters needed to acquire the full set of images can be slow and can become another limitation for use in portable authentication systems.
[00142] As soluções de instantâneos que dependem da geração de imagem simultânea de um objeto através da matriz de filtros de passa- banda podem obter uma aquisição de dados rápida e são adaptadas especialmente para dispositivos portáteis de auditoria. Além disso, tais sistemas são compactos e se encaixam facilmente em um pequeno volume de um dispositivo portátil. O número limitado de diferentes filtros de passa- banda é, no entanto, uma desvantagem, e é difícil também obter matrizes de lentículas adequadas. Além disso, as bandas espectrais da matriz de filtros têm que ser otimizadas para a resposta espectral da tinta, o que evita o uso de matrizes de filtros de prateleira, enquanto os conjuntos de filtros personalizados são tipicamente caros de projetar e fabricar.[00142] Snapshot solutions that rely on simultaneously imaging an object through the array of bandpass filters can achieve fast data acquisition and are tailored especially for portable auditing devices. In addition, such systems are compact and easily fit into a small volume of a portable device. The limited number of different bandpass filters is, however, a disadvantage, and it is also difficult to obtain suitable lens arrays. Furthermore, the spectral bands of the filter array have to be optimized for the ink's spectral response, which avoids the use of off-the-shelf filter arrays, whereas custom filter sets are typically expensive to design and manufacture.
[00143] O exemplo de um gerador de imagens baseado em grade usando tomografia computadorizada (ou seja, CTIS) requer tanto uma grade complexa tipo Kinoform registrada holograficamente ou várias grades cruzadas capazes de dispersar a luz em um conjunto de ordens em torno da ordem zero. A necessidade de várias grades complica a configuração e, além disso, o tempo de exposição deve ser estendido para compensar a baixa eficiência em ordens de difração mais altas. A aquisição de dados é, portanto, desacelerada, tornando a configuração inadequada para um dispositivo portátil. Tais arranjos exigem também grandes sensores dispendiosos com múltiplos megapixels e cálculos extensivos para a inversão tomográfica.[00143] The example of a grid-based imager using computed tomography (i.e. CTIS) requires either a complex holographically recorded Kinoform-type grid or multiple cross-grids capable of scattering light in a set of orders around zero order . The need for multiple gratings complicates setup and, in addition, exposure time must be extended to compensate for poor efficiency at higher diffraction orders. Data acquisition is therefore slowed down, making the setup unsuitable for a handheld device. Such arrangements also require large, expensive, multi-megapixel sensors and extensive calculations for tomographic inversion.
[00144] Os geradores de imagem de abertura codificados são tão lentos quanto os dispositivos CTIS. Além disso, existe um problema intrínseco para reconstruir o espectro total para o projeto específico da abertura codificada. Enquanto isso, os espectrômetros de campo integrais requerem ópticas de fatiamento de imagem incômoda e requerem sensores de imagem de superfície relativamente grandes.[00144] Coded aperture imagers are as slow as CTIS devices. Furthermore, there is an intrinsic problem to reconstruct the full spectrum for the specific design of the coded aperture. Meanwhile, integral field spectrometers require cumbersome image slicing optics and require relatively large surface image sensors.
[00145] Os espectrômetros de geração de imagem com transformada de Fourier são instrumentos complexos que dependem de interferômetros caros ou prismas birrefringentes. Em ambos os casos, os espectrômetros exigem varredura de um intervalo de ar ou uma orientação angular dos elementos para obter espectros que os tornam lentos e frágeis.[00145] Fourier transform imaging spectrometers are complex instruments that rely on expensive interferometers or birefringent prisms. In both cases, spectrometers require scanning an air gap or an angular orientation of the elements to obtain spectra that make them slow and brittle.
[00146] As configurações do estado da técnica anterior descritas acima requerem algoritmos complexos de óptica e tratamento de dados para calcular um cubo de dados espectrais completo l(x, y, Á), que na verdade não é necessário para fins de autenticação. Os inventores não encontraram nenhuma destas configurações do estado da técnica anterior adequada para um dispositivo de auditoria econômico, compacto, robusto e rápido baseado em um gerador de imagens espectral.[00146] The prior art configurations described above require complex optics and data handling algorithms to calculate a complete spectral data cube l(x, y, Á), which is actually not necessary for authentication purposes. The inventors have not found any of these prior art configurations suitable for an economical, compact, robust and fast audit device based on a spectral imager.
[00147] Agora, vamos descrever outras modalidades da invenção, que podem ajudar a compreender alguns aspectos e vantagens da invenção.[00147] Now, we will describe other embodiments of the invention, which may help to understand some aspects and advantages of the invention.
[00148] Em uma modalidade, o sistema de geração de imagens 200 possui uma configuração óptica com uma grade de difração de transmissão 31 montada em frente de uma objetiva de lente 32 em um arranjo de geração de imagem dispersiva 30 que é disposta então na frente de um arranjo do sensor de imagem 60, conforme ilustrado esquematicamente no lado esquerdo das duas Figs. 14a e 14b. O sistema 200 utiliza uma lente objetiva 32 modelo EO57907 da Edmund Optics Ltd (com sede em York, Reino Unido) com f/2,5 e f = 3,6 mm de distância focal. O elemento dispersivo no arranjo 30 é uma grade de difracção de transmissão 31 do tipo GT13-06V da Thorlabs, Inc., como mencionado acima, com 600 linhas por mm e ângulo de chama de 28,7°. A área 12 do objeto 10 está dentro do campo de visão do sistema de geração de imagem 200.[00148] In one embodiment, the imaging system 200 has an optical configuration with a transmission diffraction grating 31 mounted in front of a lens objective 32 in a dispersive imaging array 30 which is then disposed in front of an image sensor arrangement 60, as schematically illustrated on the left side of the two Figs. 14a and 14b. The 200 system uses a 32 objective lens model EO57907 from Edmund Optics Ltd (based in York, UK) with f/2.5 and f = 3.6 mm focal length. The dispersive element in the array 30 is a transmission diffraction grating 31 of the GT13-06V type from Thorlabs, Inc., as mentioned above, with 600 lines per mm and a flame angle of 28.7°. Area 12 of object 10 is within the field of view of imaging system 200.
[00149] A Fig. 14a também mostra, no lado direito da Figura, a dispersão simulada de um único ponto (de, por exemplo, um código de barras de matriz bidimensional) em três comprimentos de onda discretos obtidos por meio da grade de difração de transmissão 31 instalada em frente da objetiva de imagem 32. É mostrada a dispersão da grade de difração 31 obtida a partir de uma simulação Zemax OpticStudio™. Pode-se ver as imagens direta ("Ordem 0") e dispersadas em ordens primeiras positivas ("Ordem 1") e primeiras negativas ("Ordem -1") do único ponto (com diâmetro de 0,5 mm) no espaço da imagem para três comprimentos de onda discretos.[00149] Fig. 14a also shows, on the right side of the Figure, the simulated dispersion of a single point (of, for example, a two-dimensional matrix bar code) at three discrete wavelengths obtained by means of the transmission diffraction grating 31 installed in front of the imaging objective 32. Shown is the scattering of the diffraction grating 31 obtained from a Zemax OpticStudio™ simulation. One can see direct ("Order 0") and scattered images in positive first orders ("Order 1") and negative first ("Order -1") of the single point (0.5 mm diameter) in the image space. image for three discrete wavelengths.
[00150] Marcas mais complexas, como códigos de barras com matriz bidimensional completa, produzem normalmente imagens manchadas na primeira ordem da grade 31 devido aos espectros de emissão específicos mais amplos das tintas, e uma sobreposição associada dos sucessivos pontos espalhados é observada na direção da difração, conforme ilustrado no lado direito da Fig. 14b. Particularmente, a Fig. 14b mostra a dispersão simulada de uma matriz de dados com a imagem não dispersada ("Ordem 0") e duas imagens associadas a ambas ordens dispersadas, isto é, a primeira ordem positiva (“Ordem 1”) e a primeira ordem negativa (“Ordem - 1”), pressupondo-se eficiência igual da grade 31 para todas as ordens. A imagem direta na ordem zero da grade não é influenciada pela grade (exceto pela atenuação de intensidade) e pode ser usada para decodificar um código de barras da matriz bidimensional impressa. A escala mostrada na Fig. 14b está em intensidade em unidades arbitrárias (“I, au”).[00150] More complex marks, such as full two-dimensional array barcodes, typically produce smeared images in the first order of grid 31 due to the broader specific emission spectra of the inks, and an associated overlap of successive scattered dots is observed in the direction of diffraction, as illustrated on the right side of Fig. 14b. Particularly, Fig. 14b shows the simulated scattering of a data matrix with the unscattered image ("Order 0") and two images associated with both scattered orders, i.e., the first positive order ("Order 1") and the first negative order (" Order - 1”), assuming equal efficiency of grid 31 for all orders. The direct image at grid zero order is not influenced by the grid (except for intensity attenuation) and can be used to decode a printed two-dimensional matrix barcode. The scale shown in Fig. 14b is in intensity in arbitrary units (“I, au”).
[00151] Exemplos de imagens reais de ordens zero e primeira de uma matriz bidimensional de código de barras impressa com duas tintas, ou seja, tinta tipo 1 e tipo de tinta 2, são mostrados na Fig. 15. Ou seja, a Fig. 15 mostra as imagens reais de ordens zero e primeira de códigos de barras de matriz bidimensional impressos em rótulos, com, no lado esquerdo da Fig. 15, tipo de tinta 1 animado com luz LED azul (pico 450 nm), e, no lado direito da Fig. 15, tipo de tinta 2 animado com luz vermelha (pico 640 nm).[00151] Examples of real images of zero and first orders of a two-dimensional barcode matrix printed with two inks, that is, ink type 1 and ink type 2, are shown in Fig. 15. That is, Fig. 15 shows actual zero and first order images of two-dimensional array barcodes printed on labels, with, on the left side of Fig. 15, ink type 1 animated with blue LED light (peak 450 nm), and, on the right side of Fig. 15, ink type 2 excited with red light (peak 640 nm).
[00152] Pode-se observar que as imagens nas ordens zero e primeira da grade podem ser gravadas simultaneamente (como ilustrado na Fig. 35a), sequencialmente (como ilustrado na Fig. 35b), ou parcialmente sequencialmente (como ilustrado nas Figs. 35c e 35d), já que ambos se encaixam no detector de matriz. Além disso, a eficiência da grade para ambas as ordens é semelhante, permitindo gravar ambas as ordens com o mesmo tempo de exposição. A eficiência na enésima ordem de uma grade é a razão de poder difratado na enésima ordem para o poder total incidente.[00152] It can be seen that the images in the zero and first orders of the grid can be recorded simultaneously (as illustrated in Fig. 35a), sequentially (as illustrated in Fig. 35b), or partially sequentially (as illustrated in Figs. 35c and 35d), as both fit the array detector. Furthermore, the grid efficiency for both orders is similar, allowing you to record both orders with the same exposure time. The nth order efficiency of a grating is the ratio of nth order diffracted power to the total incident power.
[00153] A imagem dispersada na primeira ordem é uma convolução (ou uma função semelhante à convolução) da imagem de ordem zero do código de barras de matriz bidimensional com o espectro de emissão de fluorescência de tinta. Como resultado, o espectro de emissão de tinta pode ser extraído por deconvolução (ou operação semelhante à deconvolução) da imagem de primeira ordem usando as informações espaciais da imagem de ordem zero que não é afetada pela dispersão da grade.[00153] The first-order scattered image is a convolution (or a convolution-like function) of the zero-order image of the two-dimensional array barcode with the emission spectrum of ink fluorescence. As a result, the ink emission spectrum can be extracted by deconvolution (or operation similar to deconvolution) from the first-order image using the spatial information of the zero-order image that is not affected by grating scattering.
[00154] Um algoritmo de deconvolução baseado na transformada rápida de Fourier (FFT) pode, por exemplo, ser usado para extrair o espectro da tinta. Este pode utilizar um conjunto de colunas a partir das imagens extraídas ao longo da direção da dispersão de grade, compreendendo perfis de intensidade a partir das imagens de ordem zero e primeira.[00154] A deconvolution algorithm based on the fast Fourier transform (FFT) can, for example, be used to extract the ink spectrum. This can use a set of columns from the extracted images along the grid scatter direction, comprising intensity profiles from the zero and first order images.
[00155] A Fig. 16 mostra um resultado exemplar (gráfico superior direito) da deconvolução coluna a coluna (ou processo não linear similar) de uma imagem de código de barras de matriz bidimensional contendo componentes de ordens zero e primeira (imagem à esquerda), bem como a comparação da média de todas as curvas de espectro do gráfico superior direito com a informação espectral de referência (gráfico inferior direito), por exemplo, o espectro da tinta de tipo 1; Cada uma das cerca de 250 colunas está sujeita a deconvolução (ou processo não-linear semelhante) e produz um espectro. É tirada a média dos espectros obtidos de todas as colunas. Esta média reduz o ruído (devido, por exemplo, a artefatos que podem ser criados pela deconvolução ou processo não-linear semelhante) e cancela a contribuição local do plano de fundo, que pode ocorrer em partes limitadas do código de barras de matriz bidimensional. Portanto, o perfil espectral reconstruído é uma média para todo o código de barras de matriz bidimensional impresso sendo observado porque presume-se que todos os pontos de matriz são impressos com a mesma tinta e não há nenhuma contribuição significativa do plano de fundo para o espectro de emissão.[00155] Fig. 16 shows an exemplary result (upper right graph) of column-by-column deconvolution (or similar non-linear process) of a two-dimensional matrix bar code image containing zero and first order components (left image), as well as the comparison of the average of all spectrum curves in the upper right graph with the reference spectral information (lower right graph), eg the spectrum of ink type 1; Each of the approximately 250 columns is subjected to deconvolution (or a similar non-linear process) and produces a spectrum. The spectra obtained from all columns are averaged. This averaging reduces noise (due, for example, to artifacts that can be created by deconvolution or similar non-linear process) and cancels the local background contribution, which can occur in limited parts of the two-dimensional array barcode. Therefore, the reconstructed spectral profile is an average for the entire printed two-dimensional matrix bar code being observed because it is assumed that all matrix dots are printed with the same ink and there is no significant background contribution to the spectrum. issue.
[00156] As Figs. de 17 a 19 ilustram esquematicamente três sistemas de geração de imagem 200, respectivamente em três modalidades da invenção, mostrando componentes possíveis do arranjo de geração de imagem dispersiva 30, tal como uma grade de transmissão 31, uma lente de geração de imagem 32, um filtro óptico de passagem longa 33 e um arranjo de lentes 34 adicional. A área 12 do item 10 pode ter uma imagem criada pelo arranjo 30, considerando seu campo de visão (FOV) 15. A imagem não dispersada 41 da área 12 e a imagem dispersada 51 da área 12 correspondente ao comprimento de onda mais curto são indicadas. A referência 61 é a janela 61 do(s) sensor(es) de imagem 63.[00156] Figs. 17 to 19 schematically illustrate three imaging systems 200, respectively in three embodiments of the invention, showing possible components of the dispersive imaging arrangement 30, such as a transmission grid 31, an imaging lens 32, a long pass optical filter 33 and an additional lens arrangement 34. Area 12 of item 10 can have an image created by the array 30, considering its field of view (FOV) 15. The unscattered image 41 of area 12 and the scattered image 51 of area 12 corresponding to the shortest wavelength are indicated . Reference 61 is window 61 of image sensor(s) 63.
[00157] O arranjo 30 da Fig. 17 compreende uma lente de geração de imagem 32, uma grade de transmissão 31 (600 l/mm) montada na frente da lente 32 (objetiva de lente Edmund Optics 57907) e um filtro óptico de passagem longa 33 montado atrás da lente 32. Como já explicado com referência à fig 4, isso permite produzir aberrações ópticas baixas para imagens dispersadas e não dispersadas usando o campo de visão amplo do objetiva da lente.[00157] The arrangement 30 of Fig. 17 comprises an imaging lens 32, a transmission grid 31 (600 l/mm) mounted in front of lens 32 (Edmund Optics lens objective 57907), and a long pass optical filter 33 mounted behind lens 32. already explained with reference to fig 4, this allows producing low optical aberrations for scattered and non-scattered images using the wide field of view of the lens objective.
[00158] Já que a grade 31 é montada em frente à lente de geração de imagem 32, ela deflete os feixes de forma diferente para as ordens zeros e primeira e a lente de geração de imagem 32 recebe os feixes de entrada em ângulos diferentes. Em tal configuração, é utilizada uma lente de geração de imagem 32 de campo de visão amplo, o que permite feixes incidentes em ângulos específicos para a primeira ordem.[00158] Since the grid 31 is mounted in front of the imaging lens 32, it deflects the beams differently for zero and first orders and the imaging lens 32 receives the incoming beams at different angles. In such a configuration, a wide field of view imaging lens 32 is used, which allows incident beams at specific angles to the first order.
[00159] No arranjo 30 da Fig. 18, tanto a grade de transmissão 31 (360 l/mm) e o filtro óptico de passagem longa 33 são montados atrás da lente 32 (objetiva de lente Edmund Optics 57907). Como já explicado com referência à Fig. 5, isto permite cancelar a dependência dos espectros extraídos na posição do objeto ao longo do eixo óptico.[00159] In the arrangement 30 of Fig. 18, both the transmission grid 31 (360 l/mm) and the optical long pass filter 33 are mounted behind the lens 32 (Edmund Optics lens objective 57907). As already explained with reference to Fig. 5, this allows canceling the dependence of the extracted spectra on the position of the object along the optical axis.
[00160] No arranjo 30 da Fig. 19, filtro óptico de passagem longa 33 é montado em frente a uma lente 32, e a grade de transmissão 31 (600 l/mm) é montada atrás da lente 32 (objetiva de lente Edmund Optics 57907). Além disso, um arranjo adicional de lentes 34 também é montado atrás da lente 32. Como já explicado com referência à Fig. 6, esta configuração permite eficientemente separar as imagens dispersadas e não dispersadas (sendo aproximadamente o dobro em comparação com a modalidade da Fig. 18) e evitar a dependência na posição do objeto ao longo do eixo óptico.[00160] In the arrangement 30 of Fig. 19, long pass optical filter 33 is mounted in front of a lens 32, and the transmission grid 31 (600 l/mm) is mounted behind lens 32 (Edmund Optics lens objective 57907). Furthermore, an additional array of lenses 34 is also mounted behind lens 32. As already explained with reference to Fig. 6, this configuration efficiently allows to separate the scattered and non-scattered images (being approximately doubled compared to the embodiment of Fig. 18) and avoids dependence on the position of the object along the optical axis.
[00161] Agora, vamos descrever outras modalidades da invenção envolvendo a geração de imagem ao longo de uma pluralidade de períodos de iluminação, primeiro com referência às Figs. 20 e 22 e depois com referência às Figs. 21 e 23a-b. Estas modalidades adicionais podem, naturalmente, ser combinadas com qualquer uma das modalidades descritas acima.[00161] Now, let us describe further embodiments of the invention involving imaging over a plurality of illumination periods, first with reference to Figs. 20 and 22 and then with reference to Figs. 21 and 23a-b. These additional embodiments can, of course, be combined with any of the embodiments described above.
[00162] A Fig. 20 ilustra, esquematicamente, a geração de uma medida de autenticidade do objeto 10 em uma modalidade do sistema de geração de imagem 200. Nesta modalidade, como uma primeira etapa, o arranjo do sensor de imagem 60 gera a parte não-dispersada 40 e parte dispersada 50 descrita acima em uma pluralidade de períodos de iluminação t1 , t2 , ..., tn. Em uma modalidade, n é igual a 2. Em outra modalidade, n é igual a 3. O objeto 10 é iluminado de maneira diferente durante cada período de iluminação. Cada período de iluminação pode abranger um ou dois períodos de geração de imagem (com sobreposição ou sem sobreposição), como esquematicamente ilustrado com referência a Figs. 35a a 35d.[00162] Fig. 20 schematically illustrates the generation of an authenticity measure of the object 10 in one embodiment of the imaging system 200. In this embodiment, as a first step, the arrangement of the image sensor 60 generates the unscattered part 40 and part dispersion 50 described above in a plurality of lighting periods t1 , t2 , ..., tn. In one embodiment, n equals 2. In another embodiment, n equals 3. Object 10 is illuminated differently during each lighting period. Each illumination period may span one or two imaging periods (overlapping or non-overlapping), as schematically illustrated with reference to Figs. 35a to 35d.
[00163] Então, a medida de autenticidade é gerada. A geração da medida de autenticidade compreende as seguintes etapas.[00163] Then the authenticity measure is generated. Generating the authenticity measure comprises the following steps.
[00164] Primeiramente, para cada período de iluminação ti,(1 < i < n), uma medida intermediária de autenticidade ki é gerada dependendo, pelo menos, de uma relação entre a imagem de parte dispersada 50 (Ai), tendo sua imagem gerada no período de iluminação (ti), parte não- dispersada 40 (Bi), tendo sua imagem gerada no período de iluminação ti, e uma parte da informação espectral de referência, a referida parte da informação espectral de referência sendo associada à maneira como o objeto 10 foi iluminado durante o período de iluminação ti. Em uma modalidade, a medida intermediária de autenticidade ki é gerada, para cada período de iluminação ti, pela determinando, para cada período de iluminação ti, até que ponto a parte dispersada com imagem gerada no período de iluminação ti corresponde a uma convolução da parte não- dispersa com imagem gerada no período de iluminação ti e dita parte da informação espectral de referência associada a como o objeto 10 foi iluminado durante o período de iluminação ti.[00164] First, for each period of illumination ti,(1 < i < n), an intermediate measure of authenticity ki is generated depending, at least, on a relation between the scattered part image 50 (Ai), having its image generated in the illumination period (ti), unscattered part 40 (Bi), being imaged in the illumination period ti, and a part of the reference spectral information, said part of the reference spectral information being associated with the manner in which object 10 was illuminated during the illumination period ti. In one embodiment, the intermediate measure of authenticity ki is generated, for each illumination period ti, by determining, for each illumination period ti, the extent to which the imaged scattered part generated in the illumination period ti corresponds to a convolution of the part non-scattered image generated at illumination period ti and said part of the reference spectral information associated with how the object 10 was illuminated during illumination period ti.
[00165] Em segundo lugar, a medida de autenticidade m é gerada com base na pluralidade de medidas intermediárias de autenticidade geradas ki, k2, ..., kn. Isto é ilustrado na Fig. 20 por meio da equação exemplar: m = f(k1, k2 , ..., kn ), em que f é uma função tal como, por exemplo, a média aritmética da medidas intermediárias de autenticidade.[00165] Second, the authenticity measure m is generated based on the plurality of intermediate authenticity measures generated ki, k2, ..., kn. This is illustrated in Fig. 20 by means of the exemplary equation: m = f(k1, k2 , ..., kn ), where f is a function such as, for example, the arithmetic mean of the intermediate measures of authenticity.
[00166] A Figs. 22 é um fluxograma de um método de geração de imagem correspondente ao processo ilustrado pela Fig. 20, em que a geração s400 da medida de autenticidade do objeto i0 segue o arranjo do sensor de imagem 60 gerando imagem s300 da parte não dispersada 40 e a parte dispersada 50 em uma pluralidade de períodos de iluminação ti , t2 , ..., tn . A geração s400 da medida de autenticidade compreende gerar s470, para cada período de iluminação ti, uma medida intermediária de autenticidade ki , como descrito acima, e então gerar s475 a medida de autenticidade m com base na pluralidade de medidas intermediárias geradas ki , k2, ..., kn.[00166] Figs. 22 is a flowchart of an imaging method corresponding to the process illustrated by Fig. 20, wherein the generation s400 of the authenticity measure of the object i0 follows the arrangement of the image sensor 60 generating image s300 of the unscattered part 40 and the scattered part 50 in a plurality of illumination periods ti, t2, ..., tn . Generating the authenticity measure s400 comprises generating s470, for each illumination period ti, an intermediate authenticity measure ki , as described above, and then generating s475 the authenticity measure m based on the plurality of generated intermediate measures ki , k2, ..., kn.
[00167] Em uma modalidade, gerar s470, para cada período de iluminação ti, a medida intermediária de autenticidade ki compreende: determinar, para cada período de iluminação ti, até que ponto a parte dispersada com imagem gerada no período de iluminação ti corresponde a uma convolução da parte não-dispersada com imagem gerada no período de iluminação ti e dita parte da informação espectral de referência associada a como o objeto 10 foi iluminado durante o período de iluminação ti.[00167] In one embodiment, generating s470, for each lighting period ti, the intermediate measure of authenticity ki comprises: determining, for each lighting period ti, to what extent the scattered part with image generated in the lighting period ti corresponds to a convolution of the imaged unscattered part generated in the illumination period ti and said part of the reference spectral information associated with how the object 10 was illuminated during the illumination period ti.
[00168] Em uma modalidade (não ilustrada na Fig. 22), a medida intermediária ki de autenticidade de cada período de iluminação é gerada s470 sem esperar pela conclusão da etapa de geração de imagem s300 para todos os períodos de iluminação. Ou seja, a etapa s470 pode ser realizada enquanto a etapa s300 ainda estiver em andamento. Por exemplo, assim que o arranjo do sensor de imagem 60 gera a imagem da parte não-dispersada 30 e a imagem dispersada 50 para o período de iluminação t1, uma medida intermediária de autenticidade k1 pode ser gerada s470 para o período de iluminação t1 e então armazenada, de modo que a etapa de geração s475 possa ser realizada posteriormente com base em todas as medidas intermediárias de autenticidade armazenadas k1 , ..., k n.[00168] In one embodiment (not illustrated in Fig. 22), the intermediate authenticity measure ki of each illumination period is generated s470 without waiting for the completion of the imaging step s300 for all illumination periods. That is, step s470 can be performed while step s300 is still in progress. For example, once the image sensor array 60 generates the image of the non-scattered part 30 and the scattered image 50 for illumination period t1, an intermediate measure of authenticity k1 can be generated s470 for illumination period t1 and then stored, so that generation step s475 can be performed later based on all stored intermediate authenticity measures k1 , ..., k n.
[00169] A Fig. 21 ilustra, esquematicamente, a geração de uma medida de autenticidade do objeto 10, em outra modalidade da invenção. Nesta modalidade, como na modalidade descrita com referência às figs 20 e 200, o arranjo do sensor de imagem 60 gera primeiro a imagem da parte não-dispersada 40 e parte dispersada 50 em uma pluralidade de períodos de iluminação t1, t2, ..., tn. O valor n pode, por exemplo, ser igual a 2 ou 3, e o objeto 10 é iluminado de maneira diferente durante cada período de iluminação. Novamente, cada período de iluminação pode abranger um ou dois períodos de geração de imagem (com sobreposição ou sem sobreposição), como esquematicamente ilustrado com referência a Figs. 35a a 35d. A medida de autenticidade é então gerada através das seguintes etapas:[00169] Fig. 21 schematically illustrates the generation of an authenticity measure of the object 10, in another embodiment of the invention. In this embodiment, as in the embodiment described with reference to Figs. 20 and 200, the image sensor arrangement 60 first image the non-scattered part 40 and the scattered part 50 in a plurality of illumination periods t1, t2,... , tn. The value n can, for example, be equal to 2 or 3, and object 10 is illuminated differently during each lighting period. Again, each illumination period may span one or two imaging periods (overlapping or non-overlapping), as schematically illustrated with reference to Figs. 35a to 35d. The authenticity measure is then generated through the following steps:
[00170] A parte não-dispersada com imagem gerada {B1 , B2, ..., Bn} é processada pelo menos com base na parte não-dispersada B1 em um primeiro período de iluminação t1 entre a pluralidade de períodos de iluminação t1 , t2, ..., tn e na parte não-dispersada B2 gerada em um segundo período de iluminação t2, para produzir a parte dispersada com imagem gerada processada Bx. Todas as imagens B1, B2, ..., Bn também podem ser levadas em consideração para produzir a chamada parte não- dispersada com imagem gerada processada Bx. Ou seja, a parte não- dispersada com imagem gerada processada Bx pode ser gerada com base nas partes não-dispersadas com imagem gerada em um primeiro aos enésimos períodos de iluminação t1 , t2, ..., tn. De forma semelhante, a parte dispersada com imagem gerada processada é gerada com base pelo menos na parte dispersada A1 em um primeiro período de iluminação t1 entre a pluralidade de períodos de iluminação t1 , t2, ...,tn e na parte dispersada A2 em um segundo período de iluminação t2 , para produzir a chamada parte dispersada com imagem gerada processada Ax. Todas as partes dispersadas A1,A2,..., An com imagem gerada nos períodos de iluminação t1, t2,...,tn alternativamente podem ser levadas em conta para produzir a parte dispersada com imagem gerada processada Ax.[00170] The non-scattered part with generated image {B1 , B2, ..., Bn} is processed at least based on the non-scattered part B1 in a first lighting period t1 among the plurality of lighting periods t1 , t2, ..., tn and in the non-dispersed part B2 generated in a second illumination period t2, to produce the dispersed part with processed generated image Bx. All images B1, B2, ..., Bn can also be taken into account to produce the so-called non-scattered part with processed generated image Bx. That is, the processed non-scattered imaged part Bx can be generated based on the non-scattered imaged parts generated in a first to nth lighting periods t1 , t2, ..., tn. Similarly, the processed image-generated scattered part is generated on the basis of at least the scattered part A1 in a first illumination period t1 among the plurality of illumination periods t1, t2, ...,tn and the scattered part A2 in a second illumination period t2 , to produce the so-called scattered part with processed generated image Ax. All imaged scattered parts A1,A2,...,An in the illumination periods t1, t2,...,tn alternatively can be taken into account to produce the processed imaged scattered part Ax.
[00171] Então, a medida de autenticidade m é gerada dependendo pelo menos de uma relação entre a parte dispersada com imagem gerada processada Ax, a parte não-dispersada com imagem gerada processada Bx, e a informação espectral de referência. Em uma modalidade, a medida de autenticidade m é gerada com base pelo menos de até que ponto a imagem gerada da parte dispersada processada Ax corresponde a uma convolução da imagem gerada da parte não-dispersada processada Bx e as informações espectrais de referência;[00171] Then, the authenticity measure m is generated depending on at least one ratio between the dispersed part with processed generated image Ax, the non-scattered part with processed generated image Bx, and the reference spectral information. In one embodiment, the authenticity measure m is generated based on at least the extent to which the generated image of the processed scattered part Ax corresponds to a convolution of the generated image of the non-scattered processed part Bx and the reference spectral information;
[00172] As Figs. 23a e 23b são dois fluxogramas de métodos de geração de imagem em duas modalidades correspondentes ao processo ilustrado pela Fig. 21, em que a geração s400 da medida de autenticidade segue o arranjo do sensor de imagem 60 gerando imagem s300 da parte não dispersada 40 e a parte dispersada 50 em uma pluralidade de períodos de iluminação t1 , t2, ..., tn.[00172] Figs. 23a and 23b are two flowcharts of imaging methods in two embodiments corresponding to the process illustrated by Fig. 21, wherein the generation s400 of the authenticity measure follows the arrangement of the image sensor 60 generating image s300 of the unscattered part 40 and the scattered part 50 in a plurality of illumination periods t1, t2, ..., tn.
[00173] Nomeadamente, referindo-se à Fig 23a, após a geração de imagem s300 pelo arranjo do sensor de imagem 60 a parte não- dispersada 40, e a parte dispersada 50 em uma pluralidade de períodos de iluminação t1, t2, ..., tn, a medida de autenticidade é gerada s400.[00173] Namely, referring to Fig 23a, after imaging s300 by the arrangement of the image sensor 60 the non-scattered part 40, and the scattered part 50 in a plurality of illumination periods t1, t2, .. ., tn, the authenticity measure is generated s400.
[00174] A etapa s400 compreende, primeiramente gerar s482 a chamada parte não-dispersada com imagem gerada Bx com base pelo menos nas parte não-dispersadas B1, B2 com imagem gerada em um primeiro e segundo período de iluminação ti, t2 e preferencialmente com base em todas as partes não-dispersadas B1 B2, ..., Bn com imagem gerada em períodos de iluminação ti, t2, ..., tn. De forma semelhante, a chamada parte dispersada com imagem gerada processada Ax é gerada s484 com base pelo menos nas partes dispersadas Ai, A2 com imagem gerada nos períodos de iluminação ti, t2, preferencialmente com base em todas as partes não-dispersadas Ai, ... An, com imagem gerada em períodos de iluminação ti, ... tn. Então, a medida de autenticidade m é gerada s486 dependendo pelo menos de uma relação entre a parte dispersada com imagem gerada processada Ax, a parte não-dispersada com imagem gerada processada Bx, e a informação espectral de referência.[00174] The step s400 comprises, firstly generating s482 the so-called non-dispersed part with image generated Bx based on at least the non-dispersed parts B1, B2 with image generated in a first and second lighting period ti, t2 and preferably with basis on all non-dispersed parts B1 B2, ..., Bn imaged in periods of illumination ti, t2, ..., tn. Similarly, the so-called processed imaged scattered part Ax is generated s484 on the basis of at least the imaged scattered parts Ai, A2 on the illumination periods ti, t2, preferably on the basis of all non-scattered parts Ai, . .. An, with image generated in lighting periods ti, ... tn. Then, the authenticity measure m is generated s486 depending on at least one ratio between the scattered part with processed generated image Ax, the non-scattered part with processed generated image Bx, and the reference spectral information.
[00175] Na Fig. 23a, as etapas s484 e s482 são realizadas sequencialmente. Entretanto, a etapa s482 pode também ser realizada após a etapa s484. Em uma modalidade, as etapas S482 e s484 são realizadas em paralelo, como ilustrado na Fig. 23b.[00175] In Fig. 23a, steps s484 and s482 are performed sequentially. However, step s482 can also be performed after step s484. In one embodiment, steps S482 and s484 are performed in parallel, as illustrated in Fig. 23b.
[00176] Em uma modalidade, a etapa s482 pode ser implementada da seguinte forma (também, a etapa s484 pode ser implementada de forma semelhante): Primeiro, um fator de ponderação é calculado com base em um processamento estatístico dos valores de pixel dos dados da primeira imagem Bi (isto é, a parte não-dispersada com imagem gerada no período de iluminação t1 ) e os valores de pixel dos dados da segunda imagem B2 (isto é, a parte não-dispersada com imagem gerada no período de iluminação t2). Então, os dados da terceira imagem Bx (isto é, a chamada parte não-dispersada com imagem gerada) é gerada por meio do cálculo de uma combinação ponderada utilizando os valores de pixel dos referidos dados da primeira imagem B1, os valores de pixel dos referidos dados da segunda imagem B2 e o referido fator de ponderação. Tal implementação pode ser realizada para maximizar o contraste de imagem entre uma marcação (por exemplo, um código de barras) e o fundo restante, como descrito no pedido PCT WO 2014/187474 A1 pelo mesmo requerente. O documento WO 2014/187474 A1 divulga técnicas para melhorar a imagem de uma marca ou código impresso sobre fundo fluorescente ou outros fundos. Várias imagens de uma marca ou código são adquiridas sob diferentes condições de iluminação, e um algoritmo de subtração de imagem suprime o fundo para facilitar a extração dos códigos impressos das imagens.[00176] In one embodiment, step s482 can be implemented as follows (also, step s484 can be implemented similarly): First, a weighting factor is calculated based on a statistical processing of the pixel values of the data of the first image Bi (that is, the unscattered part imaged in illumination period t1 ) and the pixel values of the data from the second image B2 (that is, the unscattered part imaged in illumination period t2 ). Then, the data of the third image Bx (that is, the so-called unscattered part with generated image) is generated by calculating a weighted combination using the pixel values of said data of the first image B1, the pixel values of the said data from the second B2 image and said weighting factor. Such an implementation can be carried out to maximize the image contrast between a marking (e.g. a bar code) and the remaining background, as described in PCT application WO 2014/187474 A1 by the same applicant. WO 2014/187474 A1 discloses techniques for improving the image of a mark or code printed on a fluorescent background or other backgrounds. Multiple images of a mark or code are acquired under different lighting conditions, and an image subtraction algorithm suppresses the background to make it easier to extract the printed codes from the images.
[00177] Esta modalidade, que será descrita em maior detalhe com referência às Figs. 24a a 27, pode ser considerada como um método para melhorar o reconhecimento espectral e a autenticação de uma marca (tal como, por exemplo, uma marca impressa) em fundos (tal como, por exemplo, fundos fluorescentes complexos), usando um gerador de imagens espectral com um arranjo de geração de imagem dispersiva 30 (tal como, por exemplo, uma grade de difração de transmissão) e subtração de fundo utilizando imagens diferenciais (como descrito no documento WO 2014/187474 A1). A subtração de fundo usando imagens diferenciais, conforme descrito no documento WO 2014/187474 A1, será referida daqui em diante como característica, técnica ou algoritmo de subtração de fundo de iluminação diferencial (DIBS).[00177] This embodiment, which will be described in greater detail with reference to Figs. 24a to 27 can be considered as a method of improving the spectral recognition and authentication of a mark (such as, for example, a printed mark) on backgrounds (such as, for example, complex fluorescent backgrounds), using a generator of spectral imaging with a dispersive imaging arrangement 30 (such as, for example, a transmission diffraction grating) and background subtraction using differential imaging (as described in WO 2014/187474 A1). Background subtraction using differential imaging as described in WO 2014/187474 A1 will be referred to hereinafter as Differential Illumination Background Subtraction (DIBS) feature, technique or algorithm.
[00178] Esta modalidade aborda, particularmente, os seguintes problemas potenciais: A parte não-dispersada com imagem gerada e parte dispersada com imagem gerada criada por meio do arranjo de geração de imagem dispersiva 30, como discutido acima, pode sobrepor-se a, e por exemplo, o fundo fluorescente de uma tampa de lata (ou similar) poderia representar problemas para a decodificação e extração de espectro. Uma modalidade da invenção para reduzir o efeito de sobreposição é usar opcionalmente uma máscara apropriada que esconda parte da imagem do objeto 10 para evitar a sobreposição entre as imagens de ordem zero e de primeira ordem do código criado por meio do arranjo 30. Tal máscara entretanto é física e pode, sob determinadas circunstâncias, perturbar a leitura do código pela redução do campo de visão útil. Adicionalmente, tal máscara, no entanto, pode complicar o projeto opto-mecânico do sistema de geração de imagem 200.[00178] This embodiment particularly addresses the following potential problems: The non-dispersed part with generated image and the dispersed part with generated image created by means of the dispersive image generation arrangement 30, as discussed above, can overlap with, and for example, the fluorescent background of a can lid (or similar) could pose problems for decoding and spectrum extraction. One embodiment of the invention to reduce the overlapping effect is to optionally use an appropriate mask that hides part of the image of the object 10 to avoid overlapping between the zero-order and first-order images of the code created by means of the array 30. Such a mask however it is physical and can, under certain circumstances, disturb code reading by reducing the usable field of view. Additionally, such a mask, however, can complicate the opto-mechanical design of the imaging system 200.
[00179] A modalidade baseada em DIBS visa resolver esses problemas. Ela usa imagens obtidas através do arranjo 30, que tem uma sobreposição entre as ordens, e é aplicada uma subtração de fundo usando a técnica DIBS. A técnica DIBS reduz o efeito de fundo fluorescente (ou similar) nas imagens de ordem zero (parte não-dispersada 40) e corrige adicionalmente as imagens de primeira ordem (parte dispersada 50), melhorando assim a geração baseada em espectro da medida de autenticidade. Isto é particularmente vantajoso quando o fundo fluorescente possui um espectro de excitação que difere da tinta a ser autenticada (por exemplo, código de matriz).[00179] The modality based on DIBS aims to solve these problems. It uses images obtained through array 30, which has an overlap between the orders, and background subtraction is applied using the DIBS technique. The DIBS technique reduces the fluorescent (or similar) background effect in the zero-order images (non-scattered part 40) and additionally corrects the first-order images (scattered part 50), thus improving the spectrum-based generation of the authenticity measure . This is particularly advantageous when the fluorescent background has an excitation spectrum that differs from the ink to be authenticated (eg matrix code).
[00180] Um exemplo de imagens de um objeto de amostra 10 com fundo fluorescente obtido com um sistema de geração de imagem 200 da Fig. 1 é mostrado na Fig. 24a (uma imagem de tampa de lata de refrigerante sem usar uma máscara). Uma região com sobreposição de imagens de ordem zero ou primeira ordem do objeto de amostra 10 pode ser observada na figura 24a. Nesta região, pode ser difícil ou impossível decodificar uma matriz de dados devido ao contraste reduzido. Isso faz com que a extração do espectro (para gerar a medida de autenticidade) seja difícil ou isso pode levar a erros significativos.[00180] An example of images of a sample object 10 with a fluorescent background obtained with an image generation system 200 of Fig. 1 is shown in Fig. 24a (an image of a soda can lid without wearing a mask). A region with overlapping zero-order or first-order images of the sample object 10 can be seen in Figure 24a. In this region, it may be difficult or impossible to decode a data matrix due to reduced contrast. This makes extracting the spectrum (to generate the authenticity measure) difficult or it can lead to significant errors.
[00181] Portanto, a imagem da Fig. 24a tem dois problemas: 1) o fundo visível na ordem zero sobrepõe a imagem de primeira ordem, e 2) o fundo emite luz que é difratada na 1a ordem e pode interferir “espectralmente” com a informação espectral a ser autenticada. O primeiro problema pode ser tratado usando uma máscara física. A técnica DIBS aborda especificamente o segundo problema, reduzindo significativamente o sinal de fundo da imagem.[00181] Therefore, the image in Fig. 24a has two problems: 1) the visible zero-order background overwhelms the first-order image, and 2) the background emits light that is diffracted in the 1st order and can "spectrally" interfere with the spectral information to be authenticated. The first problem can be treated using a physical mask. The DIBS technique specifically addresses the second problem by significantly reducing the background signal in the image.
[00182] A Fig. 24b mostra uma imagem do mesmo objeto da amostra 10 extraída com uma máscara física em uma modalidade da invenção. Nenhuma sobreposição entre as ordens está presente, o que torna possível uma decodificação e extração de espectro eficiente, mas o campo de visão útil pode ser limitado. Tal limitação pode, sob certas circunstâncias, restringir o usuário a operar o dispositivo apenas com orientações específicas, levando possivelmente a um aumento do tempo de autenticação para um objeto de amostra 10.[00182] Fig. 24b shows an image of the same object as sample 10 extracted with a physical mask in an embodiment of the invention. No overlap between orders is present, which makes efficient decoding and spectrum extraction possible, but the useful field of view may be limited. Such a limitation may, under certain circumstances, restrict the user to operating the device only with specific guidelines, possibly leading to an increase in authentication time for a sample object 10.
[00183] De acordo com a modalidade baseada em DIBS mencionada acima, nenhuma máscara é usada, mas as imagens são adquiridas em uma pluralidade de períodos de iluminação t 1 , t2, ..., tn com várias iluminações diferentes e então uma subtração de imagem é realizada de acordo com a técnica DIBS. Isso reduz a influência de um fundo fluorescente (ou similar) na decodificação (se usada) e na extração do espectro.[00183] According to the aforementioned DIBS-based modality, no mask is used, but images are acquired in a plurality of illumination periods t 1 , t2, ..., tn with several different illuminations and then a subtraction of image is performed according to the DIBS technique. This reduces the influence of a fluorescent (or similar) background on decoding (if used) and spectrum extraction.
[00184] Por exemplo, o algoritmo DIBS pode usar duas imagens adquiridas pelo objeto iluminado 10 com luz azul e verde, respectivamente. Como uma saída do algoritmo, é obtida uma imagem que é a diferença de imagens capturadas com iluminação azul e verde. Essa imagem geralmente tem melhor contraste quando se trata do código impresso em comparação com as imagens iniciais, melhorando assim o desempenho do motor de decodificação (se usado). Adicionalmente, a imagem resultante também melhora a extração de espectro usando a imagem de primeira ordem (ou seja, parte dispersada 50) criada por meio de arranjo de geração de imagem dispersiva 30. Este efeito pode ser explicado pelos diferentes espectros de excitação, tanto para a tinta usada para imprimir o código quanto para o fundo fluorescente do objeto 10 (por exemplo, uma tampa de lata de refrigerante). A tinta é melhor excitada em azul do que em verde, enquanto o fundo da lata de refrigerante pode ter a mesma excitação para ambas as cores. A subtração das imagens então leva ao aumento do contraste do código e à extração de espectro aprimorada.[00184] For example, the DIBS algorithm can use two images acquired by object illuminated 10 with blue and green light, respectively. As an output of the algorithm, an image is obtained which is the difference of images captured under blue and green lighting. This image usually has better contrast when it comes to the printed code compared to the initial images, thus improving the performance of the decoding engine (if used). Additionally, the resulting image also improves spectral extraction using the first order image (i.e. dispersed part 50) created by means of dispersive imaging array 30. This effect can be explained by the different excitation spectra, both for the ink used to print the code as for the fluorescent background of object 10 (for example, a soda can lid). Paint is excited better in blue than in green, while the bottom of the soda can can be excited equally for both colors. Subtracting the images then leads to increased code contrast and improved spectrum extraction.
[00185] A Fig. 25 mostra exemplos de imagens de uma tampa de lata de refrigerante adquirida sem uma máscara física, mas excitada em dois períodos de iluminação diferentes por luz azul (imagem à esquerda) e luz verde (imagem à direita), em uma modalidade da invenção.[00185] Fig. 25 shows example images of a soda can lid acquired without a physical mask, but excited in two different lighting periods by blue light (left image) and green light (right image), in an embodiment of the invention.
[00186] A Fig. 26 mostra exemplos de imagens de fundo subtraído usando o algoritmo DIBS, usando respectivamente as combinações lineares B - 0,94*G (imagem da direita) e 8,22*(B - 0,94*G) (imagem da esquerda), em uma modalidade da invenção. Na combinação linear B - 0,94*G, B é uma primeira imagem excitada em um primeiro período de iluminação por luz azul, G é uma segunda imagem excitada em um segundo período de iluminação por luz verde e 0,94 o fator de ponderação. Na combinação linear 8,22*(B - 0,94*G), a significância de B, G e 0,94 é a mesma da primeira combinação linear, e 8,22 é um fator de escala. Em relação a essas combinações lineares, o fator de ponderação e o fator de escala, vide a equação (1) no documento WO 2014/187474 A1, página 8, e a descrição correspondente.[00186] Fig. 26 shows examples of background images subtracted using the DIBS algorithm, using respectively the linear combinations B - 0.94*G (right image) and 8.22*(B - 0.94*G) (left image), in an embodiment of the invention. In the linear combination B - 0.94*G, B is a first image excited in a first period of blue light illumination, G is a second image excited in a second period of green light illumination, and 0.94 the weighting factor . In the linear combination 8.22*(B - 0.94*G), the significance of B, G and 0.94 is the same as in the first linear combination, and 8.22 is a scale factor. Regarding these linear combinations, the weighting factor and the scale factor, see equation (1) in document WO 2014/187474 A1, page 8, and the corresponding description.
[00187] Graças ao algoritmo DIBS, a imagem tratada é mais adequada para a descodificação e melhora a geração baseada no espectro da medida de autenticidade. A Fig. 27 mostra exemplos de espectros extraídos com e sem aplicar o algoritmo DIBS em imagens adquiridas, em uma modalidade da invenção; Os espectros extraídos podem ser comparados na Fig. 27, onde as imagens pré-tratadas com DIBS permitem a reconstrução de espectros mais precisos.[00187] Thanks to the DIBS algorithm, the treated image is more suitable for decoding and improves generation based on the spectrum of the authenticity measure. Fig. 27 shows examples of spectra extracted with and without applying the DIBS algorithm on acquired images, in an embodiment of the invention; The extracted spectra can be compared in Fig. 27, where images pre-treated with DIBS allow the reconstruction of more accurate spectra.
[00188] Agora, vamos descrever outras modalidades da invenção aplicáveis tanto à geração de imagens ao longo de um único período de iluminação como à geração de imagens ao longo de uma pluralidade de períodos de iluminação. Estas modalidades adicionais podem ser combinadas com qualquer uma das modalidades descritas acima.[00188] Now, we will describe other embodiments of the invention applicable both to imaging over a single period of illumination and to imaging over a plurality of periods of illumination. These additional embodiments can be combined with any of the embodiments described above.
[00189] Em uma modalidade, o objeto 10 tem uma marca visível ou invisível 11 (ou sinal) impressa com uma tinta de impressão. Tal tinta contém agentes corantes e/ou luminescentes, tais como corante(s) e/ou pigmento(s) que tipicamente são difíceis de produzir e fazer engenharia reversa. Estes agentes ópticos podem ser classificados em duas classes principais: 1) agentes ópticos que produzem propriedades reflexivas específicas sob iluminação controlada, e 2) agentes ópticos que produzem luminescência sob iluminação controlada.[00189] In one embodiment, the object 10 has a visible or invisible mark 11 (or sign) printed with a printing ink. Such ink contains coloring and/or luminescent agents, such as dye(s) and/or pigment(s) which are typically difficult to produce and reverse engineer. These optical agents can be classified into two main classes: 1) optical agents that produce specific reflective properties under controlled lighting, and 2) optical agents that produce luminescence under controlled lighting.
[00190] A resposta espectral esperada dos referidos agentes ópticos, quando sujeitos a condições particulares de iluminação, é conhecida a priori e constitui a informação espectral de referência.[00190] The expected spectral response of said optical agents, when subject to particular lighting conditions, is known a priori and constitutes the reference spectral information.
[00191] No caso de propriedades reflexivas, a resposta espectral é chamada de refletividade espectral, que é a fração de potência eletromagnética refletida por unidade de comprimento de onda. Por exemplo, a Fig. 28 mostra a refletividade espectral de dois pigmentos de cor diferentes (Microlith® da BASF AG, com sede em Ludwigshafen, Alemanha), como medida com um espectrofotômetro no modo de reflectância (por exemplo, espectrofotômetro modelo DU-640 da Beckman Coulter Inc., com sede em Brea, Califórnia, EUA).[00191] In the case of reflective properties, the spectral response is called spectral reflectivity, which is the fraction of electromagnetic power reflected per unit wavelength. For example, Fig. 28 shows the spectral reflectivity of two different color pigments (Microlith® from BASF AG, based in Ludwigshafen, Germany) as measured with a spectrophotometer in reflectance mode (e.g. model DU-640 spectrophotometer from Beckman Coulter Inc., based in Brea, California, USA).
[00192] Para que a refletividade seja determinada, uma fonte de iluminação de banda larga conhecida pode ser usada, uma vez que a radiação eletromagnética refletida 20 (radiação espectral, que é medida), dependente do comprimento de onda, depende da composição espectral incidente da iluminação (irradiância espectral). A refletividade espectral pode ser determinada usando uma fonte de iluminação calibrada (em comprimento de onda) ou por comparação com uma superfície de refletividade espectral conhecida (tal como uma superfície branca de referência como Spectralon® da LabSphere, com sede em North Sutton, New Hampshire, EUA) usando uma fonte de luz de banda larga não calibrada. O termo “banda larga” significa que a fonte de luz emite, pelo menos, em todos os comprimentos de onda na faixa de interesse. Exemplos da distribuição espectral da fonte de luz de banda larga são mostrados para um LED branco (por exemplo, um LED branco OSRAM OSLON SSL) na Fig. 29 e lâmpada de filamento de tungstênio (lâmpada incandescente) na Fig. 30 (Fonte: Schroeder, D.V., 2003. "Radiant Energy," online chapter for the course, 'Energy, Entropy, and Everything,' Physics Department, Weber State University [acessado em maio de 2016] http://physics.weber.edu/schroeder/eee/chapter6.pdf).[00192] For the reflectivity to be determined, a known broadband illumination source can be used, since the reflected electromagnetic radiation 20 (spectral radiation, which is measured), dependent on the wavelength, depends on the incident spectral composition of illumination (spectral irradiance). Spectral reflectivity can be determined using a calibrated light source (in wavelength) or by comparison with a surface of known spectral reflectivity (such as a white reference surface such as Spectralon® by LabSphere, based in North Sutton, New Hampshire , USA) using an uncalibrated broadband light source. The term “broadband” means that the light source emits at least all wavelengths in the range of interest. Examples of the spectral distribution of the broadband light source are shown for a white LED (e.g. an OSRAM OSLON SSL white LED) in Fig. 29 and tungsten filament bulb (incandescent bulb) in Fig. 30 (Source: Schroeder, D.V., 2003. "Radiant Energy," online chapter for the course, 'Energy, Entropy, and Everything,' Physics Department, Weber State University [accessed May 2016] http://physics.weber .edu/schroeder/eee/chapter6.pdf).
[00193] Isso pode ser observado nas Figs. 29 e 30 que o espectro refletido de uma determinada marca depende fortemente do espectro da fonte de irradiação. Portanto, a chamada “informação espectral de referência” deve ser a refletividade espectral (reflectância) do objeto ou marca. Em modalidades onde a informação espectral de referência é a irradiância espectral registrada, a referida informação espectral de referência está, então, intrinsecamente relacionada com a distribuição espectral da fonte de irradiação, que deve ser controlada preferencialmente quando a informação espectral de referência é registrada na primeira vez (admitida) e também quando é medida para determinar a autenticidade do objeto 10.[00193] This can be seen in Figs. 29 and 30 that the reflected spectrum of a given brand strongly depends on the spectrum of the irradiation source. Therefore, the so-called “reference spectral information” should be the spectral reflectivity (reflectance) of the object or mark. In modalities where the reference spectral information is the recorded spectral irradiance, said reference spectral information is, then, intrinsically related to the spectral distribution of the irradiation source, which should preferably be controlled when the reference spectral information is recorded in the first time (allowed) and also when it is measured to determine the authenticity of the object 10.
[00194] Uma segunda classe de agentes ópticos cobre corantes ou pigmentos luminescentes e tem requisitos diferentes em se tratando de iluminação e medição.[00194] A second class of optical agents covers dyes or luminescent pigments and has different requirements when it comes to illumination and measurement.
[00195] Corantes e pigmentos fluorescentes podem ser selecionados, por exemplo, a partir de perilenos (por exemplo, Lumogen F Yellow 083, Lumogen F Orange 240, Lumogen F Red 300, todos disponibilizados pela BASF AG). A Fig. 31 (fonte: documento WO 2016/042025 A1) mostra um exemplo de espectro de excitação e emissão de um tal corante fluorescente. Particularmente, isso mostra o espectro de excitação 601 e espectro de emissão 602 de um corante fluorescente (Lumogen® F Orange 240 da BASF AG) adicionados em uma tinta usada para impressão para exemplo de um código digital. A seta de duas pontas 603 indica a faixa de comprimentos de onda onde o espectro de emissão pode ser usado como informação espectral de referência. Pode-se observar a partir da Fig. 31 que o espectro de excitação se estende entre cerca de 400 e 550 nm e o espectro de emissão de cerca de 550 a 700 nm. Isto requer que a fonte de iluminação emita pelo menos na região de excitação para o corante fluorescente ser excitado, mas preferencialmente não na região espectral de emissão para evitar interferir com a emissão de fluorescência a ser detectada, que é tipicamente várias ordens de magnitude mais fraca que a reflexão direta.[00195] Fluorescent dyes and pigments can be selected, for example, from perylenes (eg Lumogen F Yellow 083, Lumogen F Orange 240, Lumogen F Red 300, all available from BASF AG). Fig. 31 (source: WO 2016/042025 A1) shows an example of excitation and emission spectrum of such a fluorescent dye. In particular, it shows the excitation spectrum 601 and emission spectrum 602 of a fluorescent dye (Lumogen® F Orange 240 from BASF AG) added to an ink used for printing as an example of a digital code. Double headed arrow 603 indicates the range of wavelengths where the emission spectrum can be used as reference spectral information. It can be observed from Fig. 31 that the excitation spectrum extends between about 400 and 550 nm and the emission spectrum from about 550 to 700 nm. This requires that the light source emit at least in the excitation region for the fluorescent dye to be excited, but preferably not in the spectral emission region to avoid interfering with the fluorescence emission to be detected, which is typically several orders of magnitude weaker. than direct reflection.
[00196] Este esquema de iluminação e detecção é conhecido no campo da medição de fluorescência e compreende normalmente uma fonte de iluminação de banda estreita, tal como, por exemplo, um LED de cor única (um azul a 450 nm ou um verde a 530 nm pode ser adaptado para excitar o Lumogen da Fig. 31) e um filtro óptico de passagem longa no percurso óptico de detecção para cortar qualquer reflexão para a cauda da fonte de iluminação na região de emissão. Opcionalmente, um filtro óptico de passagem curta pode ser disposto também entre o LED e o objeto 10 para ser autenticado.[00196] This illumination and detection scheme is known in the field of fluorescence measurement and typically comprises a narrowband illumination source, such as, for example, a single color LED (a blue at 450 nm or a green at 530 nm can be adapted to excite the Lumogen of Fig. 31) and an optical long pass filter in the detection optical path to cut off any reflection towards the tail of the illumination source in the emission region. Optionally, an optical short-pass filter can also be arranged between the LED and the object 10 to be authenticated.
[00197] As Figs. 32 e 33 mostram os espectros de emissão e excitação para dois pigmentos exemplares de fósforo fosforescentes: Lumilux® blue SN e Lumilux® green SN- F2Y da Honeywell International, Inc., com sede em Morris Plains, New Jersey, EUA. As propriedades espectroscópicas mostradas nas Figs. 32 e 33 foram medidas em amostras impressas com tintas de serigrafia utilizando um espectrofluorímetro (Horiba Jobin Yvon Fluorolog modelo FLIII-22, da Horiba, sediada em Kyoto, Japão). A abordagem é a mesma que para os corantes fluorescentes ou pigmentos descritos acima. Os espectros de excitação 501 e 511 e os espectros de emissão 502 e 522 de dois pigmentos fosforescentes são utilizados para imprimir marcas a serem autenticadas na forma de adesivo, logotipo ou desenhos. Seta preta 505 em cada uma das Figs. 32 e 33 indicam o pico de comprimento de onda de um LED azul profundo a 410 nm que pode ser utilizado para excitar os pigmentos fosforescentes de maneira eficiente.[00197] Figs. 32 and 33 show the emission and excitation spectra for two exemplary phosphorescent phosphor pigments: Lumilux® blue SN and Lumilux® green SN-F2Y from Honeywell International, Inc., headquartered in Morris Plains, New Jersey, USA. The spectroscopic properties shown in Figs. 32 and 33 were measured on samples printed with screen printing inks using a spectrofluorimeter (Horiba Jobin Yvon Fluorolog model FLIII-22, from Horiba, headquartered in Kyoto, Japan). The approach is the same as for fluorescent dyes or pigments described above. The excitation spectra 501 and 511 and the emission spectra 502 and 522 of two phosphorescent pigments are used to print marks to be authenticated in the form of a sticker, logo or designs. Black arrow 505 in each of Figs. 32 and 33 indicate the peak wavelength of a deep blue LED at 410 nm that can be used to efficiently excite phosphorescent pigments.
[00198] Em uma modalidade, a informação espectral de referência é gerada antes de operar o sistema e o método de autenticação. Isto pode ser feito através de uma gravação e registro da informação espectral extraída, nas mesmas condições ou condições muito semelhantes de iluminação e detecção (por exemplo, utilizando o mesmo dispositivo ou instrumento) que aquele a ser usado no campo.[00198] In one embodiment, spectral reference information is generated before operating the system and authentication method. This can be done by recording and recording the extracted spectral information, under the same or very similar lighting and detection conditions (for example, using the same device or instrument) as those to be used in the field.
[00199] Em uma modalidade, pode ser utilizada uma fonte de iluminação não-controlada, desde que suas características espectrais possam ser determinadas, através de uma medição espectral e uma correção subsequente pode ser feita antes de extrair a informação espectral medida do objeto 10 ou marca 11 a ser autenticada.[00199] In one embodiment, an uncontrolled lighting source can be used, provided that its spectral characteristics can be determined, through a spectral measurement and a subsequent correction can be made before extracting the measured spectral information from the object 10 or tag 11 to be authenticated.
[00200] A Fig. 34 é um diagrama esquemático de uma implementação exemplar de uma unidade de computação 700 que pode ser usada em modalidades da invenção, tais como, mas não apenas, para gerar a medida de autenticidade discutida acima.[00200] Fig. 34 is a schematic diagram of an exemplary implementation of a computation unit 700 that may be used in embodiments of the invention, such as, but not limited to, to generate the authenticity measure discussed above.
[00201] Como ilustrado pela Fig. 34, uma unidade de computação 700 pode incluir um barramento 705, uma unidade de processamento 703, uma memória principal 707, uma ROM 708, um dispositivo de armazenamento 709, um dispositivo de entrada 702, um dispositivo de saída 704 e uma interface de comunicação 706. O barramento 705 pode incluir um caminho que permite a comunicação entre os componentes da unidade de computação 700.[00201] As illustrated by Fig. 34, a computing unit 700 may include a bus 705, a processing unit 703, a main memory 707, a ROM 708, a storage device 709, an input device 702, an output device 704 and a communication interface 706. Bus 705 may include a path that allows communication between components of computing unit 700.
[00202] A unidade de processamento 703 pode incluir um processador, um microprocessador ou lógica de processamento que pode interpretar e executar as instruções. A memória principal 707 pode incluir uma RAM ou outro tipo de dispositivo de armazenamento dinâmico que pode armazenar informações e instruções para a execução pela unidade de processamento 703. A ROM 708 pode incluir um dispositivo de ROM ou outro tipo de dispositivo de armazenamento estático que pode armazenar informações e instruções estáticas para uso pela unidade de processamento 703. O dispositivo de armazenamento 709 pode incluir um meio de gravação magnético e/ou óptico e seu respectivo acionador.[00202] The processing unit 703 may include a processor, a microprocessor or processing logic that can interpret and execute the instructions. Main memory 707 can include a RAM or other type of dynamic storage device that can store information and instructions for execution by processing unit 703. ROM 708 can include a ROM device or other type of static storage device that can storing static information and instructions for use by processing unit 703. Storage device 709 may include a magnetic and/or optical recording medium and driver therefor.
[00203] O dispositivo de entrada 702 pode incluir um mecanismo que permite que um operador insira informações na unidade de processamento 703, tal como um teclado numérico, um teclado, um mouse, uma caneta, mecanismos de reconhecimento de voz e/ou biométricos etc. O dispositivo de saída 704 pode incluir um mecanismo que emite informações para o operador, incluindo um visor, uma impressora, um alto- falante etc. A interface de comunicação 706 pode incluir qualquer mecanismo do tipo transceptor que possibilita que a unidade de computação 700 se comunique com outros dispositivos e/ou sistemas (tal como com uma estação base, um ponto de acesso WLAN etc.). Por exemplo, a interface de comunicação 706 pode incluir mecanismos para se comunicar com outro dispositivo ou sistema por meio de uma rede.[00203] The input device 702 may include a mechanism that allows an operator to enter information into the processing unit 703, such as a numeric keypad, a keyboard, a mouse, a pen, voice recognition and/or biometric mechanisms, etc. . Output device 704 may include a mechanism that outputs information to the operator, including a display, printer, speaker, etc. Communication interface 706 may include any transceiver-type mechanism that enables computing unit 700 to communicate with other devices and/or systems (such as a base station, WLAN access point, etc.). For example, communication interface 706 may include mechanisms for communicating with another device or system over a network.
[00204] A unidade de computação 700 pode executar certas operações ou processos descritos neste documento. Essas operações podem ser executadas em resposta à unidade de processamento 703 executando instruções de software contidas em um meio legível por computador, tal como memória principal 707, ROM 708 e/ou dispositivo de armazenamento 709. Um meio legível por computador pode ser definido como um dispositivo de memória física ou lógica. Por exemplo, um dispositivo de memória lógica pode incluir espaço de memória dentro de um único dispositivo de memória física ou distribuído através de vários dispositivos de memória física. Cada um dentre memória principal 707, ROM 708 e dispositivo de armazenamento 709 pode incluir meios legíveis por computador. Os meios de gravação magnéticos e/ou ópticos (por exemplo, CDs ou DVDs legíveis) do dispositivo de armazenamento 709 também podem incluir meios legíveis por computador. As instruções de software podem ser lidas na memória principal 707 a partir de outro meio legível por computador, tal como dispositivo de armazenamento 709, ou a partir de outro dispositivo por meio da interface de comunicação 706.[00204] The computing unit 700 can perform certain operations or processes described in this document. These operations may be performed in response to processing unit 703 executing software instructions contained on a computer-readable medium, such as main memory 707, ROM 708, and/or storage device 709. A computer-readable medium may be defined as a physical or logical memory device. For example, a logical memory device can include memory space within a single physical memory device or distributed across multiple physical memory devices. Each of main memory 707, ROM 708, and storage device 709 may include computer-readable media. The magnetic and/or optical recording media (e.g., readable CDs or DVDs) of storage device 709 may also include computer-readable media. Software instructions may be read into main memory 707 from another computer-readable medium, such as storage device 709, or from another device via communication interface 706.
[00205] As instruções de software contidas na memória principal 709 podem fazer com que a unidade de processamento 703 execute operações ou processos descritos neste documento, tais como, por exemplo, geração de uma medida de autenticidade. Alternativamente, circuito com fio pode ser usado no lugar de ou em combinação com instruções de software para implementar processos e/ou operações descritas neste documento. Assim, as implementações descritas neste documento não são limitadas a qualquer combinação específica de hardware e software.[00205] The software instructions contained in the main memory 709 can cause the processing unit 703 to perform operations or processes described in this document, such as, for example, generating an authenticity measure. Alternatively, wired circuitry can be used in place of or in combination with software instructions to implement processes and/or operations described in this document. Thus, the implementations described in this document are not limited to any specific combination of hardware and software.
[00206] As Fig. 35a a 35d ilustram esquematicamente exemplos de períodos de geração de imagem e período de iluminação, em quatro modalidades da invenção. Estes desenhos já foram referido e elaborados durante toda a descrição acima.[00206] Figs. 35a to 35d schematically illustrate examples of imaging periods and illumination periods in four embodiments of the invention. These drawings have already been referred to and elaborated on throughout the above description.
[00207] Em uma modalidade, o sistema de geração de imagem 200 compreende, por um lado, um dispositivo de geração de imagem compreendendo um arranjo do sensor de imagem 60 e, por outro lado, uma peça de equipamento, referida a seguir como "acessório de geração de imagem", compreendendo um arranjo de geração de imagem dispersiva 30.[00207] In one embodiment, the imaging system 200 comprises, on the one hand, an imaging device comprising an image sensor arrangement 60 and, on the other hand, a piece of equipment, referred to hereinafter as " imaging accessory", comprising a dispersive imaging arrangement 30.
[00208] Nessa modalidade, o dispositivo de geração de imagem possui uma câmera integrada (incluindo lentes associadas) e pode ser um dispositivo portátil, tal como, por exemplo, pelo menos um dentre: um telefone celular, um smartphone, um telefone convencional, um computador tablet, um phablet, um reprodutor de mídia portátil, um netbook, um dispositivo para jogo, um assistente digital pessoal e um dispositivo de computador portátil. Os sensores de imagem incorporados câmera integrada do dispositivo de geração de imagem atuam como um arranjo do sensor de imagem 60 no sistema 200.[00208] In this modality, the image generation device has an integrated camera (including associated lenses) and can be a portable device, such as, for example, at least one of: a cell phone, a smartphone, a conventional telephone, a tablet computer, a phablet, a portable media player, a netbook, a gaming device, a personal digital assistant and a portable computer device. The image sensors incorporated in the imaging device's integrated camera act as an array of image sensor 60 in system 200.
[00209] Como mencionado acima, o acessório de geração de imagem compreende um arranjo de geração de imagem dispersiva 30, tal como, por exemplo, uma grade de difração de transmissão ou qualquer outro elemento dispersivo, como já foi discutido acima com referência à Fig. 1.[00209] As mentioned above, the imaging accessory comprises a dispersive imaging arrangement 30, such as, for example, a transmission diffraction grating or any other dispersive element, as already discussed above with reference to Fig. . 1.
[00210] O acessório de imagem é acoplável, direta ou indiretamente (por exemplo através de uma peça de conexão do equipamento), ao dispositivo de geração de imagem de modo que o arranjo de geração de imagem dispersiva 30 do acessório de geração de imagem esteja posicionado em relação ao arranjo do sensor de imagem 60 do dispositivo de geração de imagem de uma maneira que o dispositivo de geração de imagem e o acessório de geração de imagem formam um sistema de geração de imagem 200 como descrito acima, operável para geração de imagem de um objeto e gerando uma medida de autenticidade do objeto. Em outras palavras, o acessório de geração imagem pode ser usado, por exemplo, para transformar um smartphone em um sistema de geração de imagem e autenticação portátil, conforme descrito acima. O acessório de geração de imagem pode, por exemplo, ser posicionado de maneira fixa sobre a câmera traseira do smartphone. As capacidades de processamento e comunicação do smartphone podem então ser usadas para implementar uma unidade de processamento 70 do sistema de geração de imagem 200.[00210] The imaging accessory is attachable, directly or indirectly (for example through a connecting piece of equipment), to the imaging device so that the dispersive imaging arrangement 30 of the imaging accessory is positioned relative to the imaging device 60 array of the imaging device in such a way that the imaging device and the imaging accessory form an imaging system 200 as described above, operable for imaging of an object and generating a measure of object authenticity. In other words, the imaging accessory can be used, for example, to transform a smartphone into a portable imaging and authentication system, as described above. The imaging accessory can, for example, be fixedly positioned over the smartphone's rear camera. The smartphone's processing and communication capabilities can then be used to implement a processing unit 70 of the imaging system 200.
[00211] Além disso, se o dispositivo de geração de imagem tiver uma fonte de luz (tal como, por exemplo, LEDs de flash usados em um smartphone), a referida fonte de luz pode funcionar como arranjo de iluminação 210 para iluminar o objeto 10 a ter a imagem gerada e autenticada. A fonte de luz de um smartphone é tipicamente bem adaptada para medições de refletividade. Alternativamente, o arranjo de iluminação 210 pode ser provido como parte do acessório de geração de imagem.[00211] Furthermore, if the imaging device has a light source (such as, for example, flash LEDs used in a smartphone), said light source can function as a lighting arrangement 210 to illuminate the object 10 to have the image generated and authenticated. A smartphone's light source is typically well suited for reflectivity measurements. Alternatively, lighting arrangement 210 may be provided as part of the imaging accessory.
[00212] Esta modalidade é vantajosa na medida em que o acessório de geração de imagem pode ser um acessório passivo, não necessitando de energia adicional e provendo assim uma solução de autenticação acessível.[00212] This modality is advantageous in that the image generation accessory can be a passive accessory, not requiring additional energy and thus providing an accessible authentication solution.
[00213] A Fig. 36 ilustra esquematicamente um sistema de geração de imagem 200 de acordo com a modalidade descrita acima compreendendo, por um lado, um dispositivo de geração de imagem compreendendo um arranjo do sensor de imagem 60, em que o dispositivo de geração de imagem é um telefone móvel com uma câmera, e, por outro lado, um acessório de geração de imagem 36 compreendendo um arranjo de geração de imagem dispersiva 30. Nesta configuração óptica exemplar, o acessório de geração de imagem 36 compreende uma grade de difração 31 e um filtro de passagem longa 33 dispostos em frente da câmara do telefone celular 64. A câmara 64 de telefone celular compreende um sensor de geração de imagem 60 e uma lente 66 integrada. Opcionalmente, uma lente colimadora 35 adicional pode ser posicionada em frente ao acessório de geração de imagem 36.[00213] Fig. 36 schematically illustrates an imaging system 200 according to the embodiment described above comprising, on the one hand, an imaging device comprising an image sensor arrangement 60, wherein the imaging device is a mobile phone with a camera, and, on the other hand, an imaging fixture 36 comprising a dispersive imaging array 30. In this exemplary optical configuration, the imaging fixture 36 comprises a diffraction grating 31 and a pass filter 33 arranged in front of the cell phone camera 64. The cell phone camera 64 comprises an imaging sensor 60 and an integrated lens 66. Optionally, an additional collimator lens 35 can be positioned in front of the imaging accessory 36.
[00214] A invenção, adicionalmente, diz respeito às seguintes modalidades:[00214] The invention additionally concerns the following modalities:
[00215] Modalidade (X2). Sistema de geração de imagem (200), de acordo com a reivindicação 1, em que o sistema de geração de imagem (200) é um dispositivo de geração de imagem.[00215] Modality (X2). The imaging system (200) according to claim 1, wherein the imaging system (200) is an imaging device.
[00216] Modalidade (X3). Um sistema de geração de imagem (200), de acordo com a reivindicação 1, compreendendo um dispositivo de geração de imagem (100) compreendendo o arranjo do sensor de imagem (60) e o arranjo de geração de imagem dispersiva (30), em que o dispositivo de geração de imagem (100) não é configurado para gerar de fato a medida de autenticidade.[00216] Modality (X3). An imaging system (200) according to claim 1, comprising an imaging device (100) comprising the image sensor array (60) and the dispersive imaging array (30), in that the imaging device (100) is not configured to actually generate the authenticity measure.
[00217] Modalidade (X4). Sistema de geração de imagem (200) da modalidade (X2) ou (X3) em que o dispositivo de geração de imagem é um dispositivo portátil.[00217] Modality (X4). Imaging system (200) of embodiment (X2) or (X3) wherein the imaging device is a portable device.
[00218] Modalidade (X7). Sistema de geração de imagem (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 e modalidades (X2) a (X4), no qual o sistema de imagens (200) está configurado para gerar a medida de autenticidade após o arranjo do sensor de imagem (60) ter, em uma pluralidade de períodos de iluminação (t1, t2,..., tn), gerado imagem da parte não dispersada (40) e da parte dispersada (50); e gerar a medida de autenticidade compreende: gerar, para cada período de iluminação (ti), uma medida intermediária de autenticidade (ki) dependendo pelo menos de uma relação entre a parte dispersada com imagem gerada no período de iluminação (ti), a parte não-dispersada gerada no período de iluminação (ti) e uma parte de informação espectral de referência, dita parte da informação espectral de referência sendo associada a como o objeto (10) foi iluminado durante o período de iluminação (ti); e gerar a medida de autenticidade (m) com base na pluralidade das medidas intermediárias de autenticidade geradas (k1, k2,..., kn).[00218] Modality (X7). Imaging system (200) according to any one of claims 1 to 3 and embodiments (X2) to (X4), in which the imaging system (200) is configured to generate the authenticity measure after arrangement of the image sensor (60) having, in a plurality of illumination periods (t1, t2,..., tn), image the non-scattered part (40) and the scattered part (50); and generating the authenticity measure comprises: generating, for each illumination period (ti), an intermediate authenticity measure (ki) depending at least on a relation between the dispersed part with image generated in the illumination period (ti), the part non-dispersed generated in the period of illumination (ti) and a part of spectral reference information, said part of the spectral reference information being associated with how the object (10) was illuminated during the period of illumination (ti); and generating the authenticity measure (m) based on the plurality of the intermediate authenticity measures generated (k1, k2,..., kn).
[00219] Modalidade (X8). Sistema de geração de imagem (200), da modalidade (X7), em que gerar, para cada período de iluminação (ti), a medida intermediária de autenticidade (ki) compreende: determinar, para cada período de iluminação (ti), até que ponto a parte dispersada com imagem gerada no período de iluminação (ti) corresponde a uma convolução da parte não-dispersada com imagem gerada no período de iluminação (ti) e dita parte da informação espectral de referência associada a como o objeto (10) foi iluminado durante o período de iluminação (ti).[00219] Modality (X8). Image generation system (200), of modality (X7), in which generating, for each lighting period (ti), the intermediate authenticity measure (ki) comprises: determining, for each lighting period (ti), up to at which point the imaged scattered part generated in the illumination period (ti) corresponds to a convolution of the non-scattered imaged part generated in the illumination period (ti) and said part of the spectral reference information associated with the object (10) was illuminated during the illumination period (ti).
[00220] Modalidade (X9). Sistema de geração de imagem (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 e modalidades (X2) a (X4), em que o sistema de geração de imagem (200) é configurado para gerar a medida de autenticidade após o arranjo do sensor de imagem (60) ter, em uma pluralidade de períodos de iluminação (t1, t2,..., tn), gerado a imagem da parte não dispersada (40) e da parte dispersada (50); e gerar a medida de autenticidade compreende: processar a parte não-dispersada com imagem gerada com base pelo menos na parte não dispersada com imagem gerada em um primeiro período da iluminação (ti) entre a pluralidade de períodos da iluminação (t1, t2, tn) e a parte não dispersada com imagem gerada em um segundo período de iluminação (t2) entre a pluralidade de períodos de iluminação (t1, t2, tn), em que as condições de iluminação durante o primeiro período de iluminação (ti), pelo menos parcialmente diferem das condições de iluminação durante o segundo período de iluminação (t2); processar a parte dispersada com imagem gerada com base pelo menos na parte dispersada com imagem gerada no primeiro período de iluminação (t1) e a parte dispersada com imagem gerada no segundo período de iluminação (t2); e gerar a medida de autenticidade (m) dependendo, pelo menos, de uma relação entre a parte dispersada com imagem gerada processada (Ax), a parte não dispersada com imagem gerada processada (Bx), e as informações espectrais de referência.[00220] Modality (X9). Imaging system (200) according to any one of claims 1 to 3 and embodiments (X2) to (X4), wherein the imaging system (200) is configured to generate the authenticity measure after the image sensor arrangement (60) having, in a plurality of illumination periods (t1, t2,..., tn), image the unscattered part (40) and the scattered part (50); and generating the authenticity measure comprises: processing the non-scattered imaged part based on at least the non-scattered imaged part generated in a first period of illumination (ti) among the plurality of periods of illumination (t1, t2, tn ) and the unscattered part with image generated in a second illumination period (t2) between the plurality of illumination periods (t1, t2, tn), wherein the illumination conditions during the first illumination period (ti), at least least partially differ from lighting conditions during the second lighting period (t2); processing the scattered imaged part based on at least the scattered imaged part generated in the first illumination period (t1) and the scattered imaged part generated in the second illumination period (t2); and generating the authenticity measure (m) depending on at least one ratio between the scattered part with processed generated image (Ax), the non-scattered part with processed generated image (Bx), and the reference spectral information.
[00221] Modalidade (X10). Sistema de geração de imagem (200), de acordo com a modalidade (X9), em que gerar a medida de autenticidade depende pelo menos de até que ponto a imagem gerada da parte dispersada processada (Ax) corresponde a uma convolução da imagem gerada da parte não-dispersada processada (Bx)e às informações espectrais de referência;[00221] Modality (X10). Image generation system (200), according to the modality (X9), wherein generating the authenticity measure depends at least on the extent to which the generated image of the processed dispersed part (Ax) corresponds to a convolution of the generated image of the processed non-scattered part (Bx) and reference spectral information;
[00222] Modalidade (X11). Sistema de geração de imagem (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3 e modalidades (X2) a (X4) e (X7) a (X10), em que o arranjo de geração de imagem dispersiva (30) é posicionado em relação ao arranjo do sensor de imagem (60) de forma a permitir que o arranjo do sensor de imagem (60) gere a imagem da parte não dispersada (40) e da parte dispersada (50) em duas porções do mesmo sensor de imagem.[00222] Modality (X11). Imaging system (200) according to any one of claims 1 to 3 and embodiments (X2) to (X4) and (X7) to (X10), wherein the dispersive imaging arrangement (30) is positioned relative to the image sensor array (60) so as to allow the image sensor array (60) to image the unscattered part (40) and the scattered part (50) on two portions of the same sensor of image.
[00223] Modalidade (X13). Sistema de geração de imagem (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4 e modalidades (X2) a (X4) e (X11), em que uma fenda não é usada entre o arranjo de geração de imagem dispersiva (30) e o objeto (10) a ter a imagem gerada.[00223] Modality (X13). Imaging system (200) according to any one of claims 1 to 4 and embodiments (X2) to (X4) and (X11), wherein a slit is not used between the dispersive imaging arrangement ( 30) and the object (10) to be imaged.
[00224] Modalidade (X17). Sistema de geração de imagem (200) da reivindicação 7, em que o pelo menos um código legível por máquina compreende pelo menos um dentre um código de barras linear e um código de barras bidimensional.[00224] Modality (X17). The imaging system (200) of claim 7, wherein the at least one machine-readable code comprises at least one of a linear barcode and a two-dimensional barcode.
[00225] Modalidade (X18). Sistema de geração de imagem (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a e 7 modalidade (X17), em que a marcação (11) compreende características espectrais únicas pelo menos em uma região da marcação (11).[00225] Modality (X18). Imaging system (200) according to any one of claims 5 to and 7 of the embodiment (X17), wherein the marking (11) comprises unique spectral characteristics in at least one region of the marking (11).
[00226] Modalidade (X19). Sistema de geração imagem (200) da modalidade (X18), em que a marcação (11) compreende características espectrais únicas em toda a marcação (11).[00226] Modality (X19). Image generation system (200) of embodiment (X18), wherein the marking (11) comprises unique spectral characteristics throughout the marking (11).
[00227] Modalidade (X20). Sistema de geração de imagem (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7 e modalidades (X17) a (X19), em que a marcação (11) compreende pelo menos um dentre: agentes ópticos que produzem propriedades reflexivas específicas sob iluminação controlada, e agentes ópticos que produzem luminescência sob iluminação controlada.[00227] Modality (X20). Imaging system (200) according to any one of claims 5 to 7 and embodiments (X17) to (X19), wherein the marking (11) comprises at least one of: optical agents that produce specific reflective properties under controlled lighting, and optical agents that produce luminescence under controlled lighting.
[00228] Modalidade (X21). Sistema (220), compreendendo um sistema de geração de imagem (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, e modalidades (X2) a (X4), (X7) a (X11) e (X17) a (X20), e um arranjo de iluminação (210) para iluminação controlada do objeto (10).[00228] Modality (X21). System (220), comprising an imaging system (200) according to any one of claims 1 to 7, and modalities (X2) to (X4), (X7) to (X11) and (X17) to (X20), and a lighting arrangement (210) for controlled lighting of the object (10).
[00229] Modalidade (X23). Método de geração de imagem da reivindicação 8, em que o método de geração de imagem é realizado por um dispositivo de geração de imagem.[00229] Modality (X23). The imaging method of claim 8, wherein the imaging method is performed by an imaging device.
[00230] Modalidade (X24). Um método de geração de imagem, de acordo com a reivindicação 8, em que o método de geração de imagem é realizado por um sistema de geração de imagem (200) compreendendo um dispositivo de geração de imagem (100) compreendendo o arranjo do sensor de imagem (60) e o arranjo de geração de imagem dispersiva (30), em que o dispositivo de geração de imagem (100) não gera (s400) a medida de autenticidade.[00230] Modality (X24). An imaging method according to claim 8, wherein the imaging method is performed by an imaging system (200) comprising an imaging device (100) comprising the imaging sensor arrangement. image (60) and the dispersive imaging arrangement (30), wherein the imaging device (100) does not generate (s400) the authenticity measure.
[00231] Modalidade (X25). Método de geração de imagem das modalidades (X23) ou (X24), em que o dispositivo de geração de imagem é um dispositivo portátil.[00231] Modality (X25). Imaging method of embodiments (X23) or (X24), wherein the imaging device is a portable device.
[00232] Modalidade (X32). Método de geração de imagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 14 e modalidades (X23) a (X25), em que o arranjo de geração de imagem dispersiva (30) é posicionado em relação ao arranjo do sensor de imagem (60) de forma a permitir que o arranjo do sensor de imagem (60) gere a imagem da parte não dispersada (40) e da parte dispersada (50) em duas porções do mesmo sensor de imagem.[00232] Modality (X32). Imaging method according to any one of claims 8 to 14 and embodiments (X23) to (X25), wherein the dispersive imaging array (30) is positioned relative to the image sensor array ( 60) so as to allow the arrangement of the image sensor (60) to image the non-scattered part (40) and the scattered part (50) onto two portions of the same image sensor.
[00233] Modalidade (X33). Método de geração de imagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 14 e modalidades (X23) a (X25) e (X32), em que o arranjo de geração de imagem dispersiva (30) compreende pelo menos um de um elemento difrativo, uma Grade de difração de transmissão, uma grade de difração de transmissão difracionada, uma grade holográfica de volume, uma grade de difração reflexiva, um arranjo que compreende um divisor de feixe e uma grade de difração, e um arranjo que compreende um divisor de feixe e um prisma dispersivo.[00233] Modality (X33). Imaging method according to any one of claims 8 to 14 and embodiments (X23) to (X25) and (X32), wherein the dispersive imaging arrangement (30) comprises at least one of a diffractive element , a transmission diffraction grating, a diffraction transmission grating, a volume holographic grating, a reflective diffraction grating, an array comprising a beam splitter and a diffraction grating, and an array comprising a light splitter beam and a dispersive prism.
[00234] Modalidade (X34). Método de geração de imagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 14 e modalidades (X23) a (X25), (X32) e (X33), em que uma fenda não é usada entre o arranjo de geração de imagem dispersiva (30) e o objeto (10) a ter a imagem gerada.[00234] Modality (X34). Imaging method according to any one of claims 8 to 14 and embodiments (X23) to (X25), (X32) and (X33), wherein a slit is not used between the dispersive imaging arrangement (30) and the object (10) to be imaged.
[00235] Modalidade (X37). Método de geração de imagem da reivindicação 15 ou 16, em que a marcação (11) compreende pelo menos um código legível por máquina.[00235] Modality (X37). The imaging method of claim 15 or 16, wherein the marking (11) comprises at least one machine readable code.
[00236] Modalidade (X38). Método de geração de imagem da modalidade (X37), em que o pelo menos um código legível por máquina compreende pelo menos um dentre um código de barras linear e um código de barras bidimensional.[00236] Modality (X38). Modality imaging method (X37), wherein the at least one machine-readable code comprises at least one of a linear barcode and a two-dimensional barcode.
[00237] Modalidade (X39). Método de geração de imagem (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 e 16 e modalidades (X37) e (X38), em que a marcação (11) compreende características espectrais únicas pelo menos em uma região da marcação (11).[00237] Modality (X39). Imaging method (200) according to any one of claims 15 and 16 and embodiments (X37) and (X38), wherein the marking (11) comprises unique spectral characteristics in at least one region of the marking (11) .
[00238] Modalidade (X40). Método de geração de imagem da modalidade (X39), em que a marcação (11) compreende características espectrais únicas em toda a marcação (11).[00238] Modality (X40). Modality imaging method (X39), wherein the tag (11) comprises unique spectral features throughout the tag (11).
[00239] Modalidade (X41). Método de geração de imagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 e 16 e modalidades (X37) a (X40), em que a marcação (11) compreende pelo menos um dentre: agentes ópticos que produzem propriedades reflexivas específicas sob iluminação controlada e agentes ópticos que produzem luminescência sob iluminação controlada.[00239] Modality (X41). Imaging method according to any one of claims 15 and 16 and embodiments (X37) to (X40), wherein the marking (11) comprises at least one of: optical agents that produce specific reflective properties under controlled lighting and optical agents that produce luminescence under controlled lighting.
[00240] Modalidade (X43). Programa de computador ou conjunto de programas de computador compreendendo instruções executáveis por computador configuradas, quando executadas por um computador ou conjunto de computadores, para realizar um método de geração de imagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 16, e modalidades (X23) a (X25), (X32) a (X34), e (X37) a (X41).[00240] Modality (X43). Computer program or set of computer programs comprising computer executable instructions configured, when executed by a computer or set of computers, to perform an imaging method according to any one of claims 8 to 16, and embodiments ( X23) to (X25), (X32) to (X34), and (X37) to (X41).
[00241] Modalidade (X44). Produto de programa de computador ou conjunto de produtos de programa de computador compreendendo um programa de computador ou um conjunto de programas de computador de acordo com a modalidade (X43).[00241] Modality (X44). Computer program product or set of computer program products comprising a computer program or set of computer programs according to embodiment (X43).
[00242] Modalidade (X45). Meio de armazenamento armazenando um programa de computador ou conjunto de programas de computador de acordo com a modalidade (X43).[00242] Modality (X45). Storage medium storing a computer program or set of computer programs according to the modality (X43).
[00243] Onde os termos "unidade de processamento", "unidade de armazenamento", etc., são usados neste documento, nenhuma restrição é feita a respeito de como esses elementos podem ser distribuídos e a respeito de como elementos podem ser reunidos. Ou seja, os elementos constituintes de uma unidade podem ser distribuídos em diferentes componentes de software ou hardware ou dispositivos para promover a função pretendida. Uma pluralidade de elementos distintos também pode ser reunida para prover as funcionalidades pretendidas.[00243] Where the terms "processing unit", "storage unit", etc., are used in this document, no restrictions are made as to how these elements may be distributed and as to how elements may be assembled. That is, the constituent elements of a unit can be distributed in different software or hardware components or devices to promote the intended function. A plurality of distinct elements can also be assembled to provide the intended functionalities.
[00244] Qualquer uma dentre as unidades referidas acima, tais como, por exemplo, unidade de processamento 70, ou dispositivos, tais como, por exemplo, dispositivo de geração de imagem 110, pode ser implementado no hardware, no software, arranjo de portas programáveis em campo (FPGA), circuito integrado de aplicação específica (ASICs), firmware ou similares.[00244] Any of the aforementioned units, such as, for example, processing unit 70, or devices, such as, for example, image generation device 110, can be implemented in hardware, software, port arrangement field-programmable (FPGA), application-specific integrated circuit (ASICs), firmware, or similar.
[00245] Em outras modalidades da invenção, qualquer uma dentre a unidades de processamento, unidade de armazenamento, etc. mencionadas acima, é substituída por meios de processamento, meios de armazenamento, etc. ou módulo de processamento, módulo de armazenamento, etc. respectivamente, para realizar as funções da unidade de processamento, unidade de armazenamento, etc.[00245] In other embodiments of the invention, any of the processing units, storage unit, etc. mentioned above, is replaced by processing means, storage means, etc. or processing module, storage module, etc. respectively, to realize the functions of processing unit, storage unit, etc.
[00246] Em modalidades adicionais da invenção, qualquer um dentre os procedimentos, as etapas ou os processos descritos acima pode ser implementado usando instruções executáveis por computador, por exemplo, na forma de procedimentos executáveis por computador, métodos ou similares, em qualquer tipo de linguagem de computador e/ou na forma de software incorporado em firmware, circuitos integrados ou similares.[00246] In further embodiments of the invention, any of the procedures, steps or processes described above can be implemented using computer-executable instructions, for example in the form of computer-executable procedures, methods or the like, in any type of computer language and/or in the form of software incorporated in firmware, integrated circuits or the like.
[00247] Embora a presente invenção tenha sido descrita com base nos exemplos detalhados, os exemplos detalhados servem apenas para prover o versado na técnica com um melhor entendimento, e não se destinam a limitar o escopo da invenção. O escopo da invenção é muito melhor definido pelas reivindicações anexas. Abreviações: ASICs circuito integrado específico da aplicação a.u. unidades arbitrárias CASSI gerador de imagem espectral instantânea de abertura codificada CCD dispositivo de carga acoplada CMOS semicondutor de óxido de metal complementar CTIS espectrômetro de imagem de tomografia computadorizada DIBS subtração de fundo de iluminação diferencial FOV campo de visão FPGAmatriz de portas programáveis em campo KNN algoritmo k-vizinhos mais próximos l/mm linhas por mm LED diodo emissor de luz LTI linear invariante a translação MAFC câmera filtrada com múltiplas aberturas MIFTS espectrômetro com transformada de Fourier de múltiplas imagens NIR infravermelho próximo RAM memória de acesso aleatório ROM memória somente leitura SHIFT espectrômetro com transformada de Fourier de geração de imagem hiperespectral instantânea SVM máquina de vetor de suporte SWIR infravermelho de curto comprimento de onda UV Ultravioleta WLAN rede de área local sem fio[00247] Although the present invention has been described based on the detailed examples, the detailed examples only serve to provide the person skilled in the art with a better understanding, and are not intended to limit the scope of the invention. The scope of the invention is much better defined by the appended claims. Abbreviations: ASICs application-specific integrated circuit a.u. CASSI arbitrary units CCD Aperture Coded Instantaneous Spectral Imager Charge Coupled Device CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor CTIS CT Imaging Spectrometer DIBS Differential Illumination Background Subtraction FOV Field of View FPGAField Programmable Gate Array KNN k Algorithm -nearest neighbors l/mm lines per mm LED light-emitting diode LTI linear invariant translation MAFC multi-aperture filtered camera MIFTS multi-image Fourier transform spectrometer NIR near-infrared RAM random access memory ROM read-only memory SHIFT spectrometer with Fourier transform instantaneous hyperspectral imaging SVM vector machine support SWIR short-wavelength infrared UV Ultraviolet WLAN wireless local area network
Claims (11)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP16177272 | 2016-06-30 | ||
EP16177272.8 | 2016-06-30 | ||
PCT/EP2017/065668 WO2018001942A1 (en) | 2016-06-30 | 2017-06-26 | Systems, methods, and computer programs for imaging an object and generating a measure of authenticity of the object |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BR112018074917A2 BR112018074917A2 (en) | 2019-03-12 |
BR112018074917B1 true BR112018074917B1 (en) | 2023-06-13 |
Family
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