BR112021005572A2 - sistema e método de identificação automática de documentos fotocopiados - Google Patents
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Abstract
SISTEMA E MÉTODO DE IDENTIFICAÇÃO
AUTOMÁTICA DE DOCUMENTOS FOTOCOPIADOS. Sistema e método de identificação
automática de documentos fotocopiados. O método compreende: capturar
(202) uma imagem (112) de um documento impresso marcado (102); decifrar
(204) uma marca d'água digital embebida na imagem (112), obtendo um
identificador de marca (206); recuperar, através de consulta (208) a um
banco de dados (306), pelo menos um parâmetro de calibração associado ao
identificador de marca (206); aplicar (214) uma transformada de Fourier
discreta sobre a imagem, obtendo uma matriz de frequências (216); obter
(222) pelo menos um valor máximo de frequência (224) na matriz de
frequências (216); comparar (226) o pelo menos um valor máximo de
frequência (224) com pelo menos um parâmetro de calibração; determinar
(228), com base na dita comparação, se o documento impresso marcado
(102) é um documento original (124) ou um documento fotocopiado (126). O
método identifica um documento fotocopiado sem a perda da marca d'água
digital, mantendo a rastreabilidade do documento durante toda sua vida
útil.
Description
“SISTEMA E MÉTODO DE IDENTIFICAÇÃO AUTOMÁTICA DE DOCUMENTOS FOTOCOPIADOS” Campo da invenção
[0001] A presente invenção se enquadra no campo dos sistemas e métodos de autenticação automática de documentos para a comprovação de fraude documental e, mais especificamente, para a identificação automática de documentos fotocopiados. Antecedentes da invenção
[0002] No âmbito das falsificações, o emprego de documentos não originais pode gerar problemas graves de fraude. O uso de cópias de documentos confidenciais originais em papel é o principal canal de filtragem de informação. A réplica documental de documentos financeiros, seja através de fotocópia ou através de digitalização e posterior impressão, contribui para gerar fraude nos pagamentos realizados.
[0003] O processo de verificação documental é realizado na maioria das ocasiões de forma manual. Isso suscita um problema de custo elevado, em razão do pessoal dedicado à análise manual de documentos e da possibilidade de erros humanos na identificação devido à subjetividade da prova.
[0004] Atualmente, também há sistemas de identificação de fotocópias que utilizam a incorporação de marcas d'água semifrágeis nos documentos originais. As ditas marcas d'água se perdem quando o documento é replicado através do sistema de fotocópia. Dessa forma, a identificação da originalidade do documento fica condicionada unicamente à existência ou à ausência da marca. Não obstante, a perda da marca d'água digital impede a manutenção da rastreabilidade do documento durante toda sua vida útil e origina uma perda de dados e informações úteis adicionais incluídas na própria marca d'água digital.
[0005] A presente invenção resolve o problema da fraude associada à réplica documental através de fotocópia e/ou digitalização e impressão, permitindo a identificação automática e instantânea de documentos manipulados e evitando, dessa forma, o uso e a aceitação de documentos não originais (empregados, por exemplo, para o pagamento, no caso de documentos financeiros). Descrição da invenção
[0006] A invenção se refere a um sistema e método de identificação automática de documentos fotocopiados. No contexto da presente invenção, o termo “documentos fotocopiados” inclui fotocópias de um documento original e documentos obtidos através a digitalização de um documento original e sua posterior impressão.
[0007] A presente invenção permite a identificação automática de fotocópias através da análise dos parâmetros da marca d'água digital e da incorporação de marcas d'água digitais com tinta ultravioleta (marca em UV) como segunda camada de verificação. Diferentemente das soluções atuais, a presente invenção identifica um documento fotocopiado sem a perda da marca d'água digital e, portanto, mantém a rastreabilidade do documento durante toda sua vida útil e os benefícios proporcionados pela marca d'água digital em relação à inclusão de dados e informações adicionais àquelas visíveis no documento.
[0008] A implantação da solução permite a diferenciação entre um documento original e um fotocopiado de forma instantânea. Além disso, agrega valor através da automatização do processo de verificação documental, que se repercute na redução de custos relacionados ao pessoal dedicado à análise manual de documentos, na eliminação de erros de subjetividade humana e no aumento da eficiência, entre outros.
[0009] O método de identificação automática de documentos fotocopiados compreende as seguintes etapas: - Capturar uma imagem de um documento impresso marcado com uma marca d'água digital. - Obter, a partir da imagem capturada, um identificador de calibração. - Recuperar, através de consulta a um banco de dados, um limiar de calibração associado ao identificador de calibração. - Aplicar uma transformada de Fourier discreta sobre a imagem, obtendo uma matriz de frequências. - Obter pelo menos um valor máximo de frequência na matriz de frequências. - Comparar o pelo menos um valor máximo de frequência com o limiar de calibração. - Determinar, com base na dita comparação, se o documento impresso marcado é um documento original ou um documento fotocopiado.
[0010] A obtenção do identificador de calibração compreende, de acordo com uma modalidade preferida, decifrar uma marca d'água digital embebida na imagem, obtendo um identificador de marca, em que o identificador de calibração é o identificador de marca. Alternativamente, o identificador de calibração pode ser outro dado incluso no próprio documento impresso marcado que permita identificar a calibração realizada para obter um identificador de calibração; por exemplo, em um cheque, o identificador de calibração pode ser o número de lote do cheque. Dessa forma, no banco de dados, é possível correlacionar o número do lote com a calibração realizada, obtendo o limiar de calibração associado ao dito lote.
[0011] O identificador de fotocópias da presente invenção é um sistema automático que, através de um software de leitura instalado em um dispositivo de captação de imagem (scanner, câmera do telefone celular, etc.), é capaz de reconhecer se um documento é original ou é uma cópia (fotocopiado e/ou digitalizado e impresso, por exemplo). A solução pode ser integrada a outros sistemas de autenticidade documental como uma medida extra de comprovação ou funcionar por si só em um dispositivo com capacidade de leitura (scanner, câmera do telefone celular, etc.) quando o objetivo é unicamente identificar uma fotocópia. O sistema funciona devido à criptografia de marcas d'água digitais no momento da impressão do documento original e/ou sua geração digital. O software leitor da marca d'água digital é capaz de detectar quando a marca d'água digital sofre alterações pelos processos de fotocópia, alertando dessa forma ao usuário que o documento à sua disposição não é o original.
[0012] O equipamento impressor acessa a um software de inserção de marca d'água digital (“embedding”) e a um software de calibração após a captura da imagem. O software de “embedding” marca os documentos a serem impressos e mantém a conta de quais marcas d'água digitais foram usadas. O software de calibração é utilizado quando os parâmetros de impressão são alterados para calibrar o sistema, com pelo menos cinco documentos. Caso seja necessária uma detecção de alta precisão, é recomendável fazer uma calibração para cada lote de documentos.
[0013] Nos pontos de recepção/verificação dos documentos, o software de leitura da marca d'água digital é implantado através de scanner ou através de dispositivo móvel (por exemplo, telefone celular). Após a digitalização dos documentos, o software descriptografa as marcas d'água digitais embebidas e verifica os parâmetros da marca d'água digital, especificamente, uma análise de frequência na imagem é realizada. Esse dado é comparado ao registrado no banco de dados no momento da calibração. Mediante a análise e comparação desses parâmetros o sistema é capaz de verificar de forma automática se os mesmos estão dentro do limiar calculado no momento da calibração para determinar se o mesmo é original ou é uma fotocópia. O software implementado no scanner ou no dispositivo móvel gera uma resposta que identifica se o documento em verificação se trata de uma fotocópia ou se é um documento original. Breve descrição dos desenhos
[0014] Será descrita a seguir, de maneira muito breve, uma série de desenhos que ajudarão a compreender melhor a invenção e que estão relacionados expressamente a uma modalidade de dita invenção apresentada como um exemplo não limitativo da mesma.
[0015] As Figuras 1A e 1B mostram de maneira esquemática, de acordo com duas realizações diferentes da presente invenção, os componentes de um sistema de identificação automática de documentos fotocopiados.
[0016] A Figura 2 ilustra um diagrama de fluxo de um método de identificação automática de documentos fotocopiados, de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0017] A Figura 3 representa de maneira esquemática uma modalidade de um sistema de identificação automática de documentos fotocopiados.
[0018] A Figura 4A mostra a representação da matriz de frequências binarizada de um documento original em que se verificam os máximos de frequência. A Figura 4B mostra a representação da matriz de frequências binarizada de uma fotocópia, em que se verificam os máximos de frequência debilitados. Descrição detalhada da invenção
[0019] A presente invenção se refere a um sistema de verificação de fotocópias com base em uma análise de frequência de imagem, para a identificação de imagens digitais que contêm uma marca d'água digital, mas foram expostas a um processo de impressão e digitalização a fim de obter cópias fraudulentas da mesma (fotocópias e/ou digitalização e impressão). Ademais, para conseguir uma dupla verificação de autenticidade, há a opção de inserir uma marca d'água digital com tinta ultravioleta –marca UV– que, ao analisar o documento com um scanner UV e não encontrar a marca d'água digital UV, possa identificar as cópias fraudulentas.
[0020] A frequência buscada é a frequência na qual a marca d'água digital guarda a informação. Essa frequência representa o número de pixels que utiliza a marca d'água digital para guardar informação por unidade de longitude. Por exemplo, em caso de uma marca d'água digital a uma frequência de 75 in-1, isso significa que a marca d'água digital utiliza 75 pixels por polegada para guardar a informação. Para tal identificação, utiliza-se um mecanismo de análise de padrões nos pixels da imagem que compreende: - Modificar a imagem original a ser impressa durante o processo de fabricação de tal maneira que apresente uma alta amplitude e baixa dispersão (largura de banda) na frequência de marcação e, opcionalmente, imprimir uma marca em tinta UV, que permitirão identificar se o documento foi digitalizado ou reimpresso, dado que, no momento em que um documento é replicado, a amplitude e a dispersão variam devido às limitações tecnológicas da maioria dos tipos de impressoras do mercado. - Durante a inspeção e detecção de marca d'água digital na imagem digital, verificar essas frequências buscando a mesma amplitude e dispersão da frequência que se aplicou na fase de impressão. Caso esses parâmetros difiram dos parâmetros de impressão, se confirmará que esse documento é uma fotocópia. Ademais, em caso de fotocópia, a marca d'água digital em UV muito provavelmente desaparecerá, de modo que, caso a marca d'água digital em UV não seja encontrada com uma digitalização em UV, é possível confirmar que o documento é fotocopiado.
[0021] Na Figura 1A, representa-se de maneira esquemática os componentes envolvidos em um sistema de identificação automática de documentos fotocopiados 100a, de acordo com uma modalidade possível. O sistema 100a compreende um dispositivo de aquisição de imagens 110 e um dispositivo de identificação de documentos fotocopiados 120. Ambos os dispositivos podem ser considerados agrupados em um equipamento verificador 104.
[0022] O dispositivo de aquisição de imagens 110 se encarrega de capturar uma imagem 112 de um documento impresso marcado 102 a ser verificado. Uma unidade de processamento de dados (122) do dispositivo de identificação de documentos fotocopiados 120 recebe a dita imagem 112 e a analisa para determinar se o documento impresso é um documento original 124 ou um documento fotocopiado 126.
[0023] O dispositivo de identificação de documentos fotocopiados 120 pode ser, a título exemplificativo, um computador ou qualquer dispositivo com capacidade de computação e análise de imagens. O dispositivo de aquisição de imagens 110 pode ser um scanner ou uma câmera. Na modalidade mostrada na Figura 1A, ambos os dispositivos (110, 120) são entidades independentes, que podem estar comunicadas por cabo ou sem fio para o envio e recebimento da imagem 112. Alternativamente, o dispositivo de aquisição de imagens 110 pode armazenar a imagem 112 em uma memória (em uma memória extraível, em um disco rígido de um servidor remoto, etc.) à qual o dispositivo de identificação de documentos fotocopiados 120 terá acesso posteriormente.
[0024] A Figura 1B mostra outra modalidade de um sistema de identificação automática de documentos fotocopiados 100b. Nessa modalidade, o dispositivo de aquisição de imagens 110 forma parte do dispositivo de identificação de documentos fotocopiados 120, ou seja, os ditos dispositivos (110, 120) não são entidades independentes. Por exemplo, o dispositivo de identificação de documentos fotocopiados 120 pode ser um dispositivo móvel (por exemplo, tablet, telefone inteligente) e o dispositivo de aquisição de imagens 110 pode ser uma câmera do dito dispositivo móvel.
[0025] Na Figura 2, representa-se um diagrama de fluxo de um método de identificação automática de documentos fotocopiados 200, de acordo com uma possível modalidade. O sistema (100a, 100b) de identificação automática de documentos fotocopiados das Figuras 1A e 1B é configurado para executar as etapas do método 200. Em particular, o método 200 da Figura 2 compreende as seguintes etapas: - Capturar 202 uma imagem 112 de um documento impresso marcado 102. - Identificar e decifrar 204 uma marca d'água digital embebida na imagem, obtendo um identificador de marca 206 (um identificador único para cada marca). - Recuperar, através de consulta 208 a um banco de dados, um limiar de calibração 210 da marca d'água digital associado ao identificador de marca 206. - Aplicar 214 uma transformada de Fourier discreta sobre a imagem, obtendo uma matriz de frequências 216. - Obter 222 um ou vários valores máximos de frequência 224 na matriz de frequências 216. - Comparar 226 um ou vários valores máximos de frequência 224 com o limiar de calibração 210. - Determinar 228, com base na dita comparação, se o documento impresso é um documento original 124 ou um documento fotocopiado 126.
[0026] De acordo com a modalidade da Figura 2, o método 200 também pode compreender a etapa de converter 218 a matriz de frequências 216 em escala logarítmica, e binarizar 220 a matriz convertida em escala logarítmica, de forma que os valores da matriz acima de um determinado limiar de binarização correspondam a valores máximos de frequência. O limiar de binarização escolhido é preferencialmente proporcional à matriz convertida em escala logarítmica (por exemplo, o limiar da binarização selecionado pode ser a metade do valor máximo da matriz). O método 200 também pode compreender redimensionar 212 a imagem 112 a um tamanho determinado com anterioridade à aplicação 214 da transformada de Fourier discreta.
[0027] Na Figura 3, mostra-se de maneira esquemática uma modalidade de um sistema de identificação automática de documentos fotocopiados 300 que inclui, além de um equipamento verificador 104, segundo a modalidade de qualquer uma das figuras anteriores, um equipamento impressor 304 e um banco de dados 306.
[0028] Com relação ao equipamento impressor 304, um dispositivo de inserção de marca d'água digital 310 dispõe de meios de processamento configurados para introduzir uma marca d'água digital em um documento digital 302 para obter um documento digital marcado 312. A marca d'água digital compreende pelo menos um identificador de marca 206 codificado. O dispositivo de inserção de marca d'água digital 310 armazena o identificador de marca 206 no banco de dados
306.
[0029] Uma impressora 320 se encarrega de imprimir o documento digital marcado 312, obtendo um ou vários documentos impressos para calibração 322. Um equipamento de calibração 330 dispõe de um scanner 332, encarregado de realizar uma digitalização de calibração dos documentos impressos para calibração 322, e uma unidade de controle 334 (ou seja, uma unidade de processamento de dados, como, por exemplo, uma CPU) configurada para delimitar os valores máximos de frequência de marcação obtidos na digitalização de calibração para obter um limiar de calibração 210 e armazenar o limiar de calibração 210 no banco de dados 306, associando-o ao seu identificador de marca 206 correspondente.
[0030] O equipamento verificador 104 recebe um documento impresso marcado 102 a ser verificado. A unidade de processamento de dados 122 executa as etapas correspondentes do método 200 anteriormente descrito na Figura 2, recuperando o identificador de marca 206 embebido no documento impresso marcado 102, consultando 208 o banco de dados 306 para recuperar o limiar de calibração 210 associado ao dito identificador de marca 206, e, finalmente emitindo um resultado da verificação 340, em que se determina 228 se o documento impresso é um documento original 124 ou um documento fotocopiado 126.
[0031] A seguir, explica-se em detalhes, de acordo com várias realizações preferidas, o método de análise de frequência de marcas d'água digitais, que compreende uma etapa de diagnóstico e uma etapa previa de calibração. A etapa de calibração, realizada pelo equipamento impressor 304, compreende: - Definir a frequência de marcação do documento, que depende da resolução com a qual se imprimirá e digitalizará. Segundo o Teorema de Nyquist, a frequência máxima à qual é possível marcar há de ser o menor valor entre a metade da resolução de impressão e a metade da resolução de digitalização.
Por exemplo, em caso de digitalização a 300DPI e impressão a 600DPI, o valor máximo da frequência de marcação é imposto pela resolução de digitalização, e essa frequência seria de 150 in-1. Na prática, a frequência de marcação é limitada normalmente pela resolução de digitalização e a frequência ideal é a menor entre um quarto da resolução de digitalização e um quarto da resolução de impressão (no exemplo anterior seria 75 in-1). - Marcar o documento e imprimi-lo considerando os parâmetros mencionados anteriormente. - Assim que o documento original estiver impresso, é necessário digitalizar, o que permitirá calibrar o sistema de fotocópias.
Essa calibração deverá ser realizada cada vez que o ambiente de impressão (máquina, tipo de papel ou tinta) for alterado.
A calibração consiste em delimitar os valores que tomam os máximos de frequência de marcação para poder estabelecer um limiar (limiar de calibração 210) que indica se um documento é original ou, em sua falta, se trata de uma fotocópia.
Em uma modalidade, o limiar de calibração 210 é estabelecido presumindo que os valores do máximo têm uma distribuição Gaussiana.
A partir dos valores do máximo obtidos na digitalização de calibração, a média x e o desvio típico σ de este valor são obtidos.
O limiar desse máximo é então x ± Nσ, N > 0, em que N determina a amplitude do limiar.
Como exemplo, o valor de N pode ser fixado em N=5, o que assegura que 99,9999 % das medidas de um documento original estarão dentro desse limiar. Em casos nos quais seja necessário um maior rigor de autenticidade, os valores de N costumeiramente usados são: N = 4,4, que assegura 99,999 %, N = 3,9, que assegura 99,99 %, N = 3,3 que assegura 99,9 %, N = 2,57 que assegura 99 %. Essa porcentagem não é probabilidade de diferenciar um documento original de uma fotocópia, mas a probabilidade de detectar um documento original como tal. Isso suscita que quanto maior seja o valor de N, mais probabilidade de inferir em falsos negativos, ou seja, detectar um documento fotocopiado como original. É por isso que, nos casos em que se permita menos margem de erro na detecção, o valor de N será menor. - Uma vez definidos os limiares de calibração, são armazenados em um banco de dados 306 e são associados ao número da marca d'água digital (identificador de marca 206) para que, no momento de verificação do documento, eles estejam disponíveis.
[0032] Uma vez finalizada a etapa de calibração, pela qual se obtém o limiar de calibração 210 que permite detectar se o documento a ser verificado é original ou unicamente uma fotocópia, já é possível começar a etapa de diagnóstico sobre um documento impresso marcado 102 para determinar a veracidade do mesmo. A etapa de diagnóstico, realizada pelo equipamento verificador 104 e explicada no diagrama de fluxo da Figura 2, compreende: - A primeira etapa para o diagnóstico de impressão é digitalizar o documento. Os formatos de imagem aceitos para seu processamento são os que não têm compressão, ou têm compressão sem perda de dados, tais como TIFF,
BMP, PNG, JPEG 2000 (com relação de compressão 1:1 que é a máxima qualidade disponível). - Decifrado da marca d'água digital através de um software de leitura e recuperação da informação codificada.
Com o número da marca d'água digital, a informação de calibração é consultada no banco de dados. - Redimensionar a imagem para que o tamanho se adapte exatamente ao necessário, considerando uma resolução desejada, por exemplo, de 300 DPI, para a qual, no caso dos cheques com dimensões de 160×70 mm digitalizados a 300 DPI, o redimensionamento seria realizado a 1889x827 pixels. - Uma vez a imagem reajustada é obtida, passa-se a aplicar sobre ela uma transformada de Fourier discreta, preferencialmente a transformada rápida de Fourier (FFT). Com essa transformada, é possível alterar os valores de análise do domínio temporal (ou espacial) ao domínio de frequências.
Assim, pois, para um vetor x com N elementos com índices k = 0,…,N-1, se define a FFT de x como X, de modo que:
Para calcular a FFT de uma matriz bidimensional (ex.
Imagem 112), aplica-se a fórmula anterior primeiro a todas as suas fileiras, e depois a todas as suas colunas (ou vice-versa, ou seja, primeiro às colunas e depois às fileiras). - A seguir, passa-se a pôr os dados da matriz em escala logarítmica para poder tratá-los e para que sejam mais representativos na hora de representá-los e, desse modo, seja possível obter as coordenadas nas que se encontram os pontos significativos dos quais os valores a serem analisados serão obtidos.
Isso pode ser calculando somando-se uma unidade a todos os valores da matriz imagem e, depois, calculando o logaritmo natural (ou neperiano) de cada valor. - Depois de aplicar o logaritmo, a matriz se binariza, fazendo com que os valores acima da metade do valor máximo da matriz passem a ser um, e os valores abaixo da metade do máximo da matriz passem a ser zero.
A Figura 4A representa a matriz de frequências binarizada (o valor 0 é representado em cor negra, e o valor 1 em branco) de um documento original, em que se verificam (se destaca no interior de um círculo) quatro máximos de frequência 402. Pelo contrário, a Figura 4B mostra a matriz de frequências binarizada de uma fotocópia, em que se verificam os quatro máximos de frequência 402 mais debilitados, com menor intensidade (ocupa menos área, ocupam menor número de pixels em branco). - Finalmente, para determinar se o documento é uma fotocópia ou não, mede-se a área (ou seja, o número de pixels em branco) dos máximos de frequência 402 que aparecem na transformada de Fourier discreta da imagem na posição da frequência de marcação, obtendo um valor máximo de frequência 224 para cada máximo de frequência.
Se a área dos quatro máximos de frequência 402 (ou seja, os quatro valores máximo de frequência 224) está dentro do limiar calculado no momento da calibração, então o documento é original e, caso contrário (por exemplo,
porque pelo menos um dos ditos valores máximos de frequência 224 está fora do limiar de calibração), é fotocópia. - Por exemplo, para o caso da Figura 4A, o valor máximo de frequência 224 para os quatro máximos de frequência 402 são 18, 19, 17 e 18 pixels, respectivamente, enquanto o limiar de calibração determinado é de 15 pixels pelo menos. Como no exemplo da Figura 4A todos os valores máximos de frequência 224 estão dentro do limiar de calibração (≥15), determina-se que o documento é um documento original. Para o caso da Figura 4B, o valor máximo de frequência 224 para os quatro máximos de frequência 402 são 11, 16, 14 e 13 pixels, respectivamente. Como nesse exemplo da Figura 4B nem todos os valores máximos de frequência 224 estão dentro do limiar de calibração (≥15), visto que três deles estão fora do dito limiar, determina-se que o documento é um documento fotocopiado.
[0033] A seguir, explica-se em detalhes a inserção da marca d'água digital no documento digital 302, de acordo com possíveis realizações preferenciais. O dispositivo de inserção de marca d'água digital 310 compreende uma unidade de processamento de dados que executa um software de inserção (“embedding”) da marca d'água digital, o qual permite introduzir a marca d'água digital no documento digital 302 antes da impressão. Utilizando técnicas estenográficas e criptografia (utilizando uma chave privada de marcas d'água digitais, uma chave numérica de marcas d'água digitais únicas para cada documento), o dispositivo de inserção de marca d'água digital 310 é capaz de ocultar um número de bits correspondente ao identificador de marca 206 (normalmente 32 ou 64 bits) sobre uma imagem digital satisfazendo aos seguintes requerimentos: - A imagem não fica significativamente deteriorada (percebe-se um ligeiro ruído). - O ruído não pode ser replicado ou introduzido em outra imagem se não for através do próprio codificador e uma chave privada (não é possível falsificar). - É possível aplicar transformações sobre a imagem (compressão, ruído, rotação, redimensionamento, alterações no contraste, luminosidade e qualquer transformação que possa ocorrer entre o processo de impressão e digitalização da imagem), existindo uma alta possibilidade de que a informação codificada seja conservada. - Para o mesmo número e a mesma chave privada, o ruído introduzido ao codificar a informação é distribuído de forma única a cada vez.
[0034] A impressão do documento é realizada preferencialmente utilizando toner negro, e funciona da seguinte maneira: - Cria-se uma imagem em escala de tons de cinza a 8 bits com uma cor de fundo em tonalidades claras. Essa cor de fundo pode ser cinza, caso se deseje uma marcação mais intensa. - Usa-se a técnica de “embedding” para codificar um número único (identificador de marca) o qual fica registrado no banco de dados 306 para evitar sua reutilização. - A imagem que deseja proteger é superposta com essa imagem que contém n a marca d'água digital.
- A imagem resultante é impressa pela impressora 320 utilizando unicamente toner monocromático. A camada superior que contém a marca d'água digital fica visualmente quase imperceptível.
[0035] Caso seja inserida, como medida adicional de verificação de autenticidade, uma marca d'água digital com tinta ultravioleta, a implementação utilizando tinta visível apenas sob luz ultravioleta é a seguinte: - Cria-se uma imagem monocromática a 8 bits com uma cor de fundo branco. Pode ser cinza, caso se deseje uma marcação mais intensa. - Usa-se a técnica de “embedding” para codificar um número único (identificador de marca ultravioleta) o qual fica registrado no banco de dados 306. - A imagem resultante é impressa pela impressora 320 utilizando unicamente um toner UV. A camada superior que contém a marca d'água digital fica visualmente imperceptível.
[0036] Com relação à aquisição da imagem 112 a partir do documento impresso marcado 102 (etapa inicial necessária para recuperar os 64 bits que foram codificados como identificador de marca), o dispositivo de aquisição de imagens 110 utilizado pode ser um scanner ou uma câmera.
[0037] Caso um scanner seja utilizado, a imagem impressa é digitalizada em um meio físico e, sobre a imagem digital, o algoritmo de leitura para recuperar o identificador de marca 206 é aplicado. Caso existentes, os parâmetros de calibração no banco de dados são consultados. Em uma primeira variante, digitaliza-se a imagem sob luz ultravioleta e recupera-se a marca ultravioleta. Em uma segunda variante,
o documento é digitalizado sob luz visível para recuperar a marca d'água digital e assim ser possível consultar os dados de calibração (limiar de calibração 210) no banco de dados
306.
[0038] Caso uma câmera seja utilizada, digitaliza-se a imagem exposta à câmera várias vezes por segundo. Uma subimagem digital retangular do centro da imagem é obtida. A seguir, aplica-se o algoritmo de leitura sobre cada subimagem até conseguir recuperar o identificador de marca, momento no qual a digitalização se detém até nova intervenção por parte do usuário. Obtido o identificador de marca 206, é possível analisar as frequências do mesmo e determinar sua originalidade. Em uma primeira variante, ao digitalizar a imagem, aplica-se luz ultravioleta para revelar uma imagem codificada impressa em tinta ultravioleta. Em uma segunda variante, o documento é digitalizado sob luz visível para recuperar a marca d'água digital e, assim, ser possível consultar os dados de calibração no banco de dados 306.
[0039] A seguir, são descritos em detalhes alguns dos elementos empregados no sistema de identificação automática de documentos fotocopiados. - O software de descriptografia de marca d'água digital permite a descriptografia da marca d'água digital contida em uma imagem. Em uma versão do software para computador (por exemplo, Windows, Linux) permite, dada uma imagem digitalizada em formatos TIFF ou outros e em escala de tons de cinza, descriptografar e interpretar a marca d'água digital contida na dita imagem. Em uma versão para dispositivo móvel (iOS, Android), permite a descriptografia da marca d'água digital de uma imagem obtida através da câmera do dispositivo com uma resolução de pelo menos 1280x720 pixels. - O software de comprovação de documentos fotocopiados com base na análise de frequência é capaz de detectar artefatos da imagem que a identificam como manipulada, através da análise de uma imagem dada e vários parâmetros relacionados à mesma.
O software é desenvolvido para computador (Windows, Linux) e/ou para dispositivo móvel (iOS, Android). - O scanner é capaz de digitalizar em escala de tons de cinza com uma profundidade de cor de 8 bit em formato sem compressão e, em sua falta, com compressão sem perda de dados (BMP, PNG, TIFF sem perda de dados, JPEG 2000 com relação de compressão 1:1). Utiliza-se uma resolução recomendada de, pelo menos, 200 DPI para cheques e 100 DPI para documentos em tamanho A4. Em documentos maiores, a resolução pode ser menor. - A impressora 320 é preferencialmente laser, capaz de imprimir em escala de tons de cinza.
Recomendada a 600 DPI para cheques e 300 DPI para documentos em A4. - Servidor “back-end” e banco de dados 306: Um servidor “back-end” se encarrega de gerenciar o banco de dados 306 em que são guardadas as configurações para cada tipo de impressão associada a suas marcas d'água (incluída a frequência). No servidor também seria possível lançar o software de ferramentas descrito na solução.
Claims (16)
1. Método de identificação automática de documentos fotocopiados caracterizado por compreender: capturar (202) uma imagem (112) de um documento impresso marcado (102); obter, a partir da imagem (112) capturada, um identificador de calibração; recuperar, através de consulta (208) a um banco de dados (306), um limiar de calibração (210) associado ao identificador de calibração; aplicar (214) uma transformada de Fourier discreta sobre a imagem, obtendo uma matriz de frequências (216); obter (222) pelo menos um valor máximo de frequência (224) na matriz de frequências (216); comparar (226) o pelo menos um valor máximo de frequência (224) com o limiar de calibração (210); determinar (228), com base na dita comparação, se o documento impresso marcado (102) é um documento original (124) ou um documento fotocopiado (126).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a obtenção do identificador de calibração compreende decifrar (204) uma marca d'água digital embebida na imagem (112), obtendo um identificador de marca (206); em que o identificador de calibração é o identificador de marca (206).
3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender: converter (218) a matriz de frequências (216) em escala logarítmica;
binarizar (220) a matriz convertida em escala logarítmica, de forma que os valores da matriz acima de um determinado limiar de binarização correspondam a valores máximos de frequência.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender redimensionar (212) a imagem (112) a um tamanho determinado com anterioridade à aplicação (214) da transformada de Fourier discreta.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a captura (202) da imagem (112) é realizada através de um scanner.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a captura (202) da imagem (112) é realizada através de uma câmera de um dispositivo móvel.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender: capturar uma imagem do documento impresso marcado (102) no espectro ultravioleta; determinar que o documento impresso marcado (102) é um documento fotocopiado (126) se na dita imagem não for detectada uma marca d'água digital com tinta ultravioleta.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender: introduzir uma marca d'água digital em um documento digital (302), em que a marca d'água digital compreende pelo menos um identificador de marca (206) codificado; armazenar o identificador de marca (206) no banco de dados (306);
imprimir o documento digital marcado (312), obtendo pelo menos um documento impresso para calibração (322); realizar uma digitalização de calibração do pelo menos um documento impresso para calibração (322); delimitar os valores máximos de frequência de marcação obtidos na digitalização de calibração para obter um limiar de calibração (210); armazenar o limiar de calibração (210) no banco de dados (306), associando-o ao seu identificador de marca correspondente (206).
9. Sistema de identificação automática de documentos fotocopiados caracterizado por compreender: um dispositivo de aquisição de imagens (110) configurado para capturar uma imagem (112) de um documento impresso marcado (102); um dispositivo de identificação de documentos fotocopiados (120) que compreende uma unidade de processamento de dados (122) configurada para: receber a imagem (112) capturada pelo dispositivo de aquisição de imagens (110); obter, a partir da imagem (112), um identificador de calibração; recuperar, através de consulta a um banco de dados (306), um limiar de calibração (210) associado ao identificador de calibração; aplicar uma transformada de Fourier discreta sobre a imagem, obtendo uma matriz de frequências (216); obter pelo menos um valor máximo de frequência (224) na matriz de frequências (216); comparar o pelo menos um valor máximo de frequência
(224) com o limiar de calibração (210); determinar, com base na dita comparação, se o documento impresso marcado (102) é um documento original (124) ou um documento fotocopiado (126).
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento de dados (122) do dispositivo de identificação de documentos fotocopiados (120) está configurada para decifrar uma marca d'água digital embebida na imagem (112), obtendo um identificador de marca (206); em que o identificador de calibração é o identificador de marca (206).
11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de identificação de documentos fotocopiados (120) é um computador e o dispositivo de aquisição de imagens (110) é um scanner.
12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de identificação de documentos fotocopiados (120) é um dispositivo móvel e o dispositivo de aquisição de imagens (110) é uma câmera do dito dispositivo móvel.
13. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento de dados (122) do dispositivo de identificação de documentos fotocopiados (120) está configurada para: converter a matriz de frequências (216) em escala logarítmica; binarizar a matriz convertida em escala logarítmica, de forma que os valores da matriz acima de um determinado limiar de binarização correspondam a valores máximos de frequência.
14. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento de dados (122) do dispositivo de identificação de documentos fotocopiados (120) está configurada para redimensionar a imagem (112) a um tamanho determinado com anterioridade à aplicação da transformada de Fourier discreta.
15. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 14, caracterizado por compreender um scanner UV configurado para capturar uma imagem no espectro ultravioleta do documento impresso marcado (102); em que a unidade de processamento de dados (122) do dispositivo de identificação de documentos fotocopiados (120) está configurada para receber a dita imagem e determinar que o documento impresso marcado (102) é um documento fotocopiado (126) caso não seja detectada uma marca d'água digital com tinta ultravioleta.
16. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 15, caracterizado por compreender: um banco de dados (306); um dispositivo de inserção de marca d'água digital (310), configurado para: introduzir uma marca d'água digital em um documento digital (302), em que a marca d'água digital compreende pelo menos um identificador de marca (206) codificado; armazenar o identificador de marca (206) no banco de dados (306); uma impressora (320) configurada para imprimir o documento digital marcado (122), obtendo pelo menos um documento impresso para calibração (322); um equipamento de calibração (330) configurado para: realizar uma digitalização de calibração do pelo menos um documento impresso para calibração (322); delimitar os valores máximos de frequência de marcação obtidos na digitalização de calibração para obter um limiar de calibração (210); armazenar o limiar de calibração (210) no banco de dados (306), associando-o ao seu identificador de marca correspondente (206).
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