BRPI0315389B1

BRPI0315389B1 - dispositivo de segurança e método para autenticação de documentos e artigos de valor por padrões moire

Info

Publication number: BRPI0315389B1
Application number: BRPI0315389A
Authority: BR
Inventors: Roger D Hersch; Sylvain Chosson
Original assignee: Ecole Polytech
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2016-05-10
Also published as: DE60310977T2; WO2004036507A3; EP1554700B1; ATE350734T1; US20040076310A1; AU2003260925A1; EP1554700A2; HK1082833A1; ZA200502978B; WO2004036507A2; NZ539378A; US7194105B2; KR20050051707A; DE60310977D1; CN100520804C; KR101119653B1; JP2006516337A; PL219620B1; ES2280842T3; JP4427796B2

Abstract

"método, dispositivo de segurança, aparelho e sistema de computação para autenticar documentos, e, documento de segurança". a presente invenção refere-se a padrões moire gerados ao se sobrepor uma camada de base feita de padrões de banda de base e de uma retícula de linha de revelação (camada reveladora). os padrões moire produzidos compreendem uma ampliação e uma transformação dos padrões individuais localizados dentro das bandas de base. bandas de base e retículas de linha podem ser retilíneas ou curvilíneas. quando se transfere ou roda-se a retícula de linha de revelação em cima da camada de base, os padrões moire produzidos evoluem suavemente, ou seja, eles podem ser suavemente substituídos, cortados e possivelmente sujeitos a ulteriores transformações. padrões de banda de base podem incorporar qualquer combinação de formas, intensidades e cores, tais como letras, dígitos, texto, símbolos, ornamentos, logotipos, emblemas de país etc. eles, além disso, oferecem grandes possibilidades para criar documentos de segurança e artigos de valor tirando vantagem das altas capacidades de projeção de sistemas de projeção e impressão originais, comparado com as possibilidades de sistemas de reprodução disponíveis para potenciais falsários. visto que a retícula de linha de revelação reflete uma relativamente alta percentagem de luz incidente, os padrões moire são facilmente aparentes em modo refletivo e sob condições normais de iluminação. eles podem ser usados para a autenticação de quaisquer tipos de documentos (cédulas, documentos de identidade, cheques, diplomas, documentos de viagem, bilhetes) e artigos de valor (discos óticos, cds, dvds. cd-roms, embalagens para drogas medicinais, garrafas, artigos com rótulos afixados).

Description

“DISPOSITIVO DE SEGURANÇA E MÉTODO PARA AUTENTICAÇÃO DE DOCUMENTOS E ARTIGOS DE VALOR POR PADRÕES MOIRE” TÉCNICAS ANTERIORES A presente invenção está geralmente relacionada ao campo de métodos e dispositivos de anticontrafação e autenticação e, mais particularmente, a métodos, dispositivos de segurança e aparelhos para autenticação de documentos e artigos de valor por padrões moire. A contrafação de documentos tais como cédulas está se tomando agora mais do que nunca um problema sério, devido à disponibilidade de fotocopiadoras em cores e sistemas de editoração de alta qualidade e a preços baixos. O mesmo é também verdade para outros produtos de valor tais como CDs, DVDs, embalagens de software, drogas medicinais etc, que são freqüentemente comercializados em embalagens fáceis de falsificar. A presente invenção está relacionada com prover um novo elemento de segurança e meios de autenticação que oferecem segurança melhorada para cédulas, cheques, cartões de crédito, cartões de identidade, documentos de viagem, embalagens industriais ou qualquer outro artigo de valor, desta forma tomando-os muito mais difíceis de contrafazer. Vários meios sofisticados têm sido introduzidos na técnica anterior para prevenção de contrafação e para autenticação de documentos ou artigos de valor. Alguns desses meios são claramente visíveis a olho nu e são pretendidos para o grande público, enquanto outros meios são ocultos e detectáveis somente pelas autoridades competentes, ou por dispositivos automáticos. Alguns dos meios de anticontrafação e autenticação ainda em uso incluem o uso de papel especial, tintas especiais, marcas d’água, micro-letras, fios de segurança, hologramas etc. Apesar disso, ainda existe uma necessidade urgente de introduzir elementos de segurança adicionais que não aumentem consideravelmente o custo da produção de documentos ou bens.

Os efeitos de moire já têm sido usados na técnica anterior para autenticação de documentos. Por exemplo, a Patente do Reino Unido 1,138,001 (Canadian Bank Note Company) inventa um método que se refere à impressão sobre elementos especiais de documento original que, quando contrafeito por meios de reprodução por autotipia, mostra um padrão de moire de alto contraste. Métodos semelhantes são também aplicados à prevenção de fotocópia digital ou varredura digital de documentos (por exemplo, Patente US 5.018.767, inventor Wicker). Em todos esses casos, a presença de padrões moire indica que o documento em questão é contrafeito. Outros métodos da técnica anterior, ao contrário, tiram vantagem da geração intencional de um padrão de moire cuja existência e cuja forma precisa são usadas como meios de autenticar o documento. Um dos métodos conhecidos nos quais um efeito moire é usado para tomar visível uma imagem codificada no documento (como descrito, por exemplo, na seção “Background” da Patente US 5.396.559 (McGrew)) é baseado na presença física desta imagem sobre o documento como uma imagem latente, usando a técnica conhecida como “modulação de fase”. Nesta técnica, uma retícula de linhas uniforme ou uma tela aleatória de pontos são impressos no documento, mas sem as margens predefimdas da imagem latente no documento o mesma retícula de linhas (ou respectivamente, a mesma tela de pontos aleatória) é impresso em uma fase diferente, ou, possivelmente, em uma orientação diferente. Para um leigo, a imagem latente assim impressa sobre o documento é difícil de distinguir do seu plano de fimdo; mas quando uma transparência reveladora que compreende uma retícula de linhas (respectivamente, tela de pontos aleatória) idêntico, mas fora de modulação, é superposta ao documento, por esse meio gerando um efeito moire, a imagem latente pré-desenhada sobre o documento toma-se claramente visível, visto que sem suas margens predefinidas o efeito moire aparece em uma fase diferente daquela do plano de fimdo. Contudo, este método previamente conhecido tem o grande defeito de ser simples de simular, visto que a forma da imagem latente está fisicamente presente no documento e apenas preenchida por uma textura diferente. Uma segunda limitação desta técnica reside no fato de que não há efeito de ampliação: a imagem de padrão revelada pela superposição da camada de base e da transparência reveladora tem o mesmo tamanho que a imagem latente.

Na Patente US 5.712.731 (Drinkwater et al.) é inventado um método baseado em moire que baseia-se em um arranjo de microlentes de 2D periódico. Contudo, esta última invenção tem a desvantagem de ser limitada somente ao caso onde a estrutura reveladora superposta é um arranjo de microlentes e a estrutura periódica do documento é uma tela de pontos de 2D constante com formas de ponto replicadas horizontalmente e verticalmente. Deste modo, em contraste com a presente invenção, essa invenção exclui o uso de retícula de linhas como a camada reveladora, ambos projetados sobre um suporte transparente (por exemplo, película) ou como uma retícula de microlentes cilíndrico. Além disso, essa invenção não permite criar, como na presente invenção, um documento com uma camada de base que compreende padrões feitos de formas, intensidades e cores variadas.

Outros métodos baseados em moire inventados por Amidror e Hersch na Patente US 6.249.588 e na sua continuação à parte Patente US 5.995.638 baseiam-se na superposição de arranjos de pontos de tela que fornece um perfil de intensidade de moire que indica a autenticidade do documento. Essas invenções são baseadas em estruturas periódicas de 2D especialmente desenhadas, tais como telas de pontos (incluindo telas de pontos de intensidade variável como aquelas usadas em imagens reais de escala de cinzas ou cores semitonalizadas), telas sem lente, ou arranjos de microlentes, que geram em sua superposição perfis de intensidade de moire periódicos de cores e formas escolhidas (caracteres tipográficos, dígitos, o emblema do país etc) cujos tamanho, localização e orientação variam gradualmente conforme as camadas superpostas são rodadas ou alinhadas umas sobre as outras.

Em uma terceira invenção, Pedido de Patente US 09/902.445, Amidror e Hersch inventam novos métodos que aperfeiçoam seus métodos inventados previamente mencionados acima. Estes novos aperfeiçoamentos fazem uso da teoria desenvolvida na publicação “Fourier-based analysis and synthesis of moires in the superposition of geometrically transformed periodic structures” (“Análise e síntese baseadas em Fourier de moires na superposição de estruturas periódicas transformadas geometricamente”) por I. Amidror e R.D. Hersch, Journal of the Optical Society of América A, Volume 15, 1998, páginas 1100-1113 (daqui em diante, “[Amidror98]”), e no livro “The Theory of the Moire Phenomenon” (“A Teoria do Fenômeno Moire”) por I. Amidror, Kluwer, 2000 (daqui em diante, “[AmidrorOO]”). De acordo com esta teoria, a mencionada invenção inventa como é possível sintetizar telas de pontos aperiódicas, geometricamente transformadas que, a despeito de serem aperiódicas elas mesmas, ainda geram, quando são superpostas umas às outras, perfis de intensidade de moire periódicos com elementos não-distorcidos, exatamente como nos casos periódicos inventados por Hersch e Amidror em sua Patente US 6.249.588 e sua continuação à parte Patente US 5.995.638. O Pedido de Patente 09/902,445 demonstra além disso como casos que não fornecem moires periódicos ainda podem ser vantajosamente usados para a anticontrafação e autenticação de documentos e artigos de valor.

No Pedido de Patente US 10/183.550 “Authentication with build-in encryption by using moire intensity profiles between random layers”, inventor Amidror inventa como um perfil de intensidade de moire é gerado pela superposição de duas telas de pontos aleatórias ou pseudo-aleatórias especialmente desenhadas. Uma vantagem desta invenção baseia-se em seu sistema de criptografia intrínseco oferecido pelo gerador de número aleatório usado para sintetizar as telas de pontos aleatórias especialmente desenhadas.

Contudo, as invenções acima, feitas pelos inventores Hersch e Amidror (Patente US 6.249.588, Patente US 5.995.638 e Pedido de Patente US 09/902.445) ou Armidor (Pedido de Patente US iO/183’550) que fazem uso do perfil de intensidade de moire para autenticar documentos têm duas deficiências. A primeira deficiência deve-se ao fato da camada reveladora ser feita de telas de pontos, ou seja, de um conjunto (arranjo de 2D) de pontos diminutos colocados sobre uma superfície 2D. Quando telas de pontos são realizadas por uma camada opaca com pontos ou furos diminutos transparentes (por exemplo, uma película com pequenos pontos transparentes), apenas uma quantidade limitada de luz é capaz de atravessar a tela de pontos e o perfil de intensidade de moire não é facilmente visível. Nestas invenções, para fazer o perfil de intensidade de moire claramente visível, é preciso trabalhar em modo transparente; ambas as camadas, a reveladora e de base, precisam ser colocadas em frente de uma mesa de luz e a camada de base deve ser preferivelmente impressa sobre um suporte parcialmente transparente. Em modo refletivo, quando a camada reveladora é realizada por uma camada opaca com pontos ou furos diminutos transparentes, o perfil de intensidade de moire pode dificilmente ser visto. Em modo refletivo, é preciso usar de um arranjo de microlentes como tela mestra. Neste caso, devido às capacidades de focar luz das microlentes, o perfil de intensidade de moire toma-se claramente visível. A segunda deficiência é devida ao fato de que a camada de base é feita de um arranjo em duas dimensões de pontos semelhantes (tela de pontos) onde cada ponto tem um espaço muito limitado dentro do qual uma ou um número muito reduzido de formas diminutas como caracteres tipográficos, dígitos ou logotipos devem ser colocadas. Esse espaço é limitado pela frequência de 2D da tela de pontos, ou seja, pelos seus dois vetores de período. Quanto mais alta é a frequência de 2D, menos espaço há para colocar as formas diminutas que, quando superpostas com uma tela de pontos circular de 2D como uma camada reveladora, produzem como moire de 2D uma ampliação dessas formas diminutas. Apesar disso, freqüências bastante altas são necessárias para assegurar uma boa proteção contra tentativas de contrafação. A presente invenção é baseada na descoberta de que uma retícula de bandas que incorpora formas originais superposto por uma retícula de linhas de revelação fornece um moire de bandas que compreende formas de moire que são uma transformação linear ou possivelmente não-linear das formas originais incorporadas na retícula de bandas. Visto que o moire de bandas tem uma eficiência de luz muito melhor do que os perfis de intensidade de moire baseados em telas de pontos, a presente invenção pode ser vantajosamente usada em todo caso onde as invenções anteriores falham em mostrar padrões moire fortes o bastante. Em particular, a retícula de bandas de base que incorpora as formas de padrão originais pode ser impresso em um suporte refletivo e a tela de linhas de revelação pode ser simplesmente uma película com linhas finas transparentes. Devido à alta eficiência de luz da tela de linhas de revelação, os fortes padrões moire de bandas que representam os padrões de bandas originais transformados são claramente revelados. Uma vantagem adicional da presente invenção reside no fato de que o moire produzido pode compreender um grande número de padrões, por exemplo, uma frase de texto (diversas palavras) ou um parágrafo de texto.

Deve ser acentuado que a presente invenção difere completamente da acima mencionada técnica de modulação de fase (Patente US 5.396.559, McGrew) visto que na presente invenção nenhuma imagem latente está presente no documento e visto que o moire de bandas resultante é uma transformação das formas de padrão originais embutidas na retícula de bandas de base. Esta transformação compreende sempre uma transformação de escala (ampliação), e possivelmente um espelhamento, uma aparagem e/ou uma transformação de curvatura.

Permitam-nos ainda notar que as propriedades do moire produzido por superposição de dois retículas de linhas são bem conhecidas (ver como exemplo K. Patorski, The moire Fringe Technique (A Técnica de Franja de moire), Elsevier 1993, páginas 14-16). Franjas de moire (linhas de moire) produzidas pela superposição de dois retículas de linhas (ou seja, conjuntos de linhas) são exploradas, por exemplo, para a autenticação de cédulas como inventado na Patente US 6.273.473, Self-verifying security documents, inventores Taylor et al.

Na presente invenção, em lugar de usar uma retícula de linhas como camada de base, nós usamos como camada de base uma retícula de bandas que incorpora padrões originais de formas, tamanhos, intensidades e possivelmente cores variadas. Em vez de obter franjas de moire simples (linhas de moire) quando se superpõe a camada de base e a retícula de linhas de revelação, obtemos padrões moire de bandas que são instâncias ampliadas e transformadas dos padrões de bandas originais.

Deve ser notado que a abordagem na qual a presente invenção é baseada difere, além disso, dos métodos precedentes baseados no perfil de intensidade de moire por ser capaz de computar e, portanto, predizer a imagem gerada de padrão de moire pela imagem de bandas de base e parâmetros da camada reveladora sem necessariamente precisar analisar o moire no espaço de Fourier.

SUMÁRIO A presente invenção está relacionada a documentos de segurança (como cédulas, cheques, papéis de crédito, títulos da dívida pública, cartões de identificação, passaportes, documentos de viagem, bilhetes etc) e artigos de valor (como discos óticos, CDs, DVDs, embalagens de software, produtos médicos etc) que precisam de meios de autenticação avançados a fim de prevenir tentativas de contrafação. A invenção também está relacionada a novos métodos, aparelhos e sistemas de computação para autenticar estes documentos ou artigos de valor.

A presente invenção conta com os padrões moire gerados quando superpõe uma camada de base feita de padrões de banda d base e uma retícula de linha de revelação (camada de revelação). Os padrões moire produzidos são uma transformação dos padrões individuais incorporados dentro das bandas de base, dita transformação compreendendo um alargamento. Quando a retícula de linha de revelação translada ou gira no topo da camada de base, os padrões moiré envolvem diretamente, i.e., eles são deslocados diretamente, cisalhados, e possivelmente sujeitos a transformações adicionais. Padrões de bandas de base podem incorporar qualquer combinação de formas, intensidades e cores, tais como carta, dígitos, textos, símbolos, ornamentos, logos, emblemas de países, etc... Eles oferecem, então, grandes possibilidades para criação de documentos de segurança e artigos de valor tirando vantagem das altas capacidades de formação de imagem de formação de imagem original e sistemas de impressão,. Comparadas com as possibilidades de sistemas de reprodução disponíveis para contrafação potencial.S A presente invenção ensina vários métodos para a criação de padrões de bandas de base e descreve os padrões moire que são para ser esperados por um dado período de bandas de base, um dado período de retícula de linhas de revelação e um dado ângulo entre a camada de bandas de base e a retícula de linhas de revelação. Também mostra que transformações geométricas podem ser aplicadas à camada de bandas de base e possivelmente à camada reveladora a fim de criar qualquer dos dois padrões moire, curvilíneos ou possivelmente retos. Devido aos parâmetros adicionais requeridos para descrever as transformações geométricas, elas apresentam um aumento de robustez contra possíveis tentativas de contrafação e ao mesmo tempo permitem produzir pares individualizados de camadas de base e de revelação.

Os padrões incorporados em sucessivas bandas de base podem igualmente ser idênticos ou evoluir ligeiramente de uma das bandas de base para a seguinte. Se eles evoluem ligeiramente, os padrões moire resultantes também irão evoluir de uma das instâncias para a seguinte.

Uma possível variante adicional da presente invenção é a síntese de uma imagem pontilhada (cinza ou em cores), pontilhada com uma matriz de pontilhamento que incorpora os padrões de bandas de base desejados (microestruturas). O processo de pontilhamento pode criar nos padrões de bandas de base a variação gradual dos tamanhos e formas de acordo com a intensidade (ou cor) local da imagem a ser pontilhada.

Altemadamente, o processo de pontilhamento pode modificar a intensidade dos padrões ou de seus planos de fundo de acordo com a intensidade local da imagem a ser pontilhada. Sem a camada reveladora, uma imagem pontilhada com este tipo de matriz de pontilhamento aparece como a imagem original. Com a camada reveladora superposta acima da imagem pontilhada, os padrões moire são revelados e permitem verificar a autenticidade do documento.

Para melhorar ainda a segurança de documentos, o pontilhamento multicolor permite sintetizar uma camada de bandas de base com formas não-sobrepostas de cores diferentes, por exemplo, criadas com tintas não de norma, tais como tintas iridescentes ou metálicas, as quais não estão disponíveis em copiadoras ou impressoras em cores de norma.

Uma das variantes suplementares da presente invenção é a combinação de diversos conjuntos de bandas de base sobre a mesma camada de base, por exemplo, em diferentes orientações e possivelmente períodos, fornecendo, quando reveladas por um dos diversos retículas de linhas, padrões moire diferentes.

Uma variante adicional da presente invenção é a síntese de moire de padrão múltiplo. Ela fornece a incorporação de diversos padrões de bandas de base em diferentes fases dentro da camada de bandas de base. Isto cria uma banda de base com múltiplos padrões entrelaçados. Os padrões moire produzidos compreendem instâncias transformadas e misturadas dos múltiplos padrões entrelaçados. Se os padrões representam estágios intermediários de uma mistura (ou criação computadorizada) entre duas formas fundamentais, então o moire de padrão múltiplo fornecerá uma imagem de moire que evolui entre essas duas formas fundamentais. O moire de padrão múltiplo pode também ser gerado por imagens pontilhadas com uma matriz de pontilhamento que incorpora bandas de base de padrão múltiplo. A presente invenção também diz respeito a novos métodos para autenticação de documentos que podem ser impressos sobre vários suportes, de materiais opacos ou transparentes. Deve ser notado que o termo “documento” refere-se por toda a presente invenção a todos os possíveis artigos impressos, incluindo (mas não limitado a) cédulas, passaportes, carteiras de identidade, cartões de crédito, rótulos, discos óticos, CDs, DVDs, embalagens de drogas medicinais ou de qualquer outro produto comercial etc. Permitam-nos descrever diversos modos de realização de particular interesse dados aqui a propósito de exemplo, sem limitar o escopo da invenção a esses particulares modos de realização.

Em um dos modos de realização da presente invenção, as formas de padrão de moire podem ser visualizadas superpondo uma camada de base e uma camada reveladora que estão ambas localizadas sobre duas áreas diferentes do mesmo documento, onde a camada de base é igualmente opaca ou transparente, e onde a camada reveladora é feita de uma retícula de linhas parcialmente transparente. Em um segundo modo de realização da presente invenção, somente a camada de base (opaca ou transparente) aparece sobre o próprio documento, e a camada reveladora é superposta a ele pelo operador humano ou o aparelho que visualmente, oticamente ou eletronicamente valida a autenticidade do documento. Em um terceiro modo de realização desta invenção, a camada reveladora é uma lâmina de microlentes cilíndricas. Tais microlentes oferecem uma eficiência de luz mais alta e permitem revelar padrões moire cujos padrões de bandas de base são projetados a uma freqüência mais alta sobre a camada de bandas de base. Em um quarto modo de realização da invenção, a camada de base pode ser reproduzida sobre um dispositivo oticamente variável e revelada por uma retícula de linhas, realizada por um suporte parcialmente transparente, por microlentes cilíndricas, ou por um dispositivo difrator que emula microlentes cilíndricas. O fato de que os padrões moire gerados são muito sensíveis a quaisquer microscópicas variações na base e na camada reveladora toma qualquer documento protegido de acordo com a presente invenção extremamente difícil de contrafazer, e serve como um meio para distinguir entre um documento real e um falsificado.

Visto que a camada de base que aparece no documento de acordo com a presente invenção pode ser impressa igual a qualquer imagem semitonalizada usando um processo de impressão de norma ou ligeiramente melhorado, pequeno ou nenhum custo adicional incorre na produção do documento.

Na presente demonstração, diferentes variantes da invenção são descritas, algumas das quais podem ser demonstradas para o uso do público em geral (daqui em diante: traços “evidentes”), enquanto outras variantes podem ser escondidas (por exemplo, um dos conjuntos de bandas de base em uma camada de base que combina múltiplos conjuntos de bandas de base) e detectados somente pelas autoridades competentes ou por dispositivos automáticos (daqui em diante: traços “encobertos”).

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para um melhor entendimento da presente invenção, pode-se remeter a título de exemplo aos desenhos de acompanhamento, nos quais: As Figuras 1A e 1B mostram respectivamente uma retícula de linhas transparentes e uma tela de pontos circular de 2D; A Figura 2 mostra a geração de franjas de moire quando dois retículas de linhas são superpostos (técnica anterior); A Figura 3 mostra as franjas de moire e os padrões moire gerados pela superposição de uma retícula de linhas de revelação e de uma camada de base que incorpora uma retícula de linhas no lado esquerdo e bandas de base com o padrão “EPFL” no lado direito; A Figura 4 mostra separadamente a camada de base da Figura 3; A Figura 5 mostra separadamente a camada reveladora da Figura 3;

As Figuras 6A, 6B e 6C ilustram como a superposição de uma retícula de linhas de revelação com uma orientação oblíqua e uma camada de base horizontal com padrões de bandas de base replicados produz padrões moire horizontais; A Figura 7 mostra uma vista detalhada da superposição de uma camada de base com bandas de base replicadas e de uma retícula de linhas de revelação cujas linhas amostram diferentes instâncias dos padrões de bandas de base; A Figura 8 mostra que os padrões moire produzidos são uma transformação dos padrões de bandas de base originais; A Figura 9 mostra a geometria da superposição de uma camada de bandas de base e de uma camada de retícula de linhas de revelação; A Figura 10 dá uma vista ampliada da geometria da superposição da camada de bandas de base e da camada de retícula de linhas de revelação; A Figura 11 dá uma vista ligeiramente diferente da geometria da superposição da camada de bandas de base e da camada de retícula de linhas de revelação permitindo mostrar que as imagens de padrão de moire de bandas produzidas são uma transformação linear das imagens de padrão de bandas de base;

As Figuras 12A, 12B, 12C ilustram o relacionamento entre um padrão de moire (Figura 12A), um padrão de bandas de base único (Figura 12B) e diversas bandas de base localizadas dentro da camada de base (Figura 12C); A Figura 13 mostra o relacionamento entre o padrão de bandas de base e o padrão de moire de acordo com a razão entre o período de banda de base e o período de retícula de linhas de revelação; A Figura 14 ilustra o pontilhamento (semitonalização) de uma imagem com uma matriz de pontilhamento que incorpora padrões de bandas de base; A Figura 15 ilustra a aplicação de uma transformação geométrica a ambas, a camada de bandas de base e a camada reveladora, e os padrões moire curvilíneos resultantes da superposição das duas camadas; A Figura 16 dá a camada de bandas de base da Figura 15; A Figura 17 dá a camada reveladora da Figura 15;

As Figuras 18A e 18B mostram uma possível transformação geométrica entre uma camada de bandas de base retilínea original (Figura 18A) e uma camada de bandas de base de alvo curvilíneo (Figura 18B);

As Figuras 19A e 19B mostram a similitude entre a superposição de uma camada reveladora e de uma retícula de linhas curvilíneo de acordo com a técnica anterior (Figura 19A) e da superposição da mesma camada reveladora e de uma camada de bandas de base curvilínea de mesma composição geométrica, mas que incorpora os padrões “EPFL” (Figura 19B);

As Figuras 20A e 20B mostram a superposição das mesmas camadas como nas Figuras 19A e 19B, mas com uma diferente orientação relativa entre camada de base e camada reveladora; A Figura 21 ilustra a possibilidade de ter diferentes padrões moire revelados em diferentes orientações da retícula de linhas de revelação tendo uma máscara especificando a colocação de um segundo conjunto de bandas de base em outra orientação; A Figura 22 mostra a possibilidade de superposicionar em camada de base diversos conjuntos de bandas de base que podem ser revelados em diversas orientações da retícula de linhas de revelação; A Figura 23 mostra quatro padrões de bandas de base, as correspondentes bandas de base e camada reveladora; A Figura 24 mostra como conceber uma camada de base de padrão múltiplo que intercala pequenas porções de cada padrão de bandas de base nas bandas de base da camada de base de padrão múltiplo; A Figura 25 mostra a camada de base de padrão múltiplo criada de acordo com a Figura 24 e sua superposição em diferentes fases com a camada reveladora da Figura 23, produzindo padrões moire que representam uma mistura suave entre imagens de padrão de bandas de base sucessivas; A Figura 26 dá as camadas de base e reveladora para fazer uma comparação entre a nova técnica de moire de padrão múltiplo inventada e o método da técnica anterior que usa imagens latentes; A Figura 27 dá uma camada de base realizada por uma imagem pontilhada com uma matriz de pontilhamento que incorpora bandas de base de padrão múltiplo e uma camada reveladora, que quando superposta à imagem pontilhada, produz padrões moire que evoluem de acordo com os padrões mostrados no lado esquerdo da figura; A Figura 28 mostra uma camada reveladora (topo) e uma camada de base que incorpora padrões de bandas de base que evoluem suavemente de uma das bandas de base para a seguinte, a qual, quando superposta com a camada reveladora substituída horizontalmente, produz padrões moire que evoluem suavemente;

As Figuras 29A e 29B ilustram esquematicamente um possível modo de realização da presente invenção para a proteção de discos óticos tais como CDs, CD-ROMs e DYDs; A Figura 30 ilustra esquematicamente um possível modo de realização da presente invenção para proteção de produtos que são embalados em uma caixa que compreende uma parte deslizante; A Figura 31 ilustra esquematicamente um possível modo de realização da presente invenção para a proteção de produtos farmacêuticos; A Figura 32 ilustra esquematicamente um possível modo de realização da presente invenção para a proteção de produtos que são comercializados em uma embalagem que compreende uma frente plástica transparente deslizante; A Figura 33 ilustra esquematicamente um possível modo de realização da presente invenção para a proteção de produtos que são embalados numa caixa com uma tampa pivotante; A Figura 34 ilustra esquematicamente um possível modo de realização da presente invenção para a proteção de produtos que são comercializados em garrafas (tais como uísque, perfumes etc); A Figura 35 ilustra um diagrama de bloco de um aparelho para a autenticação de documentos usando padrões moire; A Figura 36 mostra um gráfico de fluxo das operações efetuadas por módulos de programa que rodam em um sistema de computação operável para autenticar documentos.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Na Patente 6.249.588, em sua continuação à parte Patente 5.995.638, no Pedido de Patente 09/902.445, Amidror e Hersch, e no Pedido de Patente 10/183’550, Amidror inventa métodos para a autenticação de documentos usando o perfil de intensidade de moire. Estes métodos são baseados em estruturas em duas dimensões especialmente desenhadas (telas de pontos, telas de furos, estruturas de microlentes), as quais geram em sua superposição perfis de intensidade de moire de quaisquer cores e formas preferidas (tais como letras, dígitos, emblema do país etc) cujos tamanho, localização e orientação variam gradualmente uma vez que as camadas superpostas são rodadas ou substituídas em cima uma da outra. Em modo refletivo e com uma camada reveladora (chamada tela mestra nas invenções mencionadas acima) realizada por uma camada opaca com pontos e furos diminutos transparentes (por exemplo, uma película com furos diminutos transparentes), a quantidade de luz refletida é muito baixa e em consequência disso as formas de moire são quase invisíveis. Em adição, nessas invenções, a camada de base é feita de um conjunto (arranjo de 2D) de pontos similares (tela de pontos) onde cada ponto tem um espaço muito limitado dentro do qual uma ou um número muito pequeno de formas diminutas tais como caracteres, dígitos ou logotipos tem que ser colocadas. Este espaço é limitado pela freqüência de 2D da tela de pontos, ou seja, seus dois vetores de período. Quanto mais alta a freqüência de 2D, menos espaço há para colocar as formas diminutas que, quando superpostas com uma tela de pontos circular de 2D como camada reveladora, produzem como moire de 2D uma ampliação dessas formas diminutas.

Para tomar os padrões moire visíveis sob condições normais de luz, em modo refletivo ou em modo transparente sem uma mesa de luz, a presente invenção inventa uma nova categoria de métodos baseados em moire, nos quais a camada de base é formada por bandas que incorporam padrões originais e a camada reveladora é feita de uma retícula de linhas transparentes. Como uma retícula mostrado na Figura IA, onde as linhas transparentes 11 têm uma abertura τ e as partes opacas 10 têm uma largura T -T. Os padrões moire, representando os padrões originais transformados e ampliados, são bem visíveis porque muito mais luz é capaz de passar através de uma retícula de linhas transparentes do que através de uma tela de pontos circular de 2D. Para uma retícula de linhas de revelação de período T e abertura τ (Figura 1 A), a quantidade relativa de luz capaz de passar através da parte transparente da retícula é de τ/Τ. Para uma retícula revelador feito de uma tela de pontos, ou seja, pontos circulares repetidos horizontalmente e verticalmente com período T de repetição horizontal e vertical, e com um diâmetro de ponto τ (Figura 1B), a quantidade relativa de luz capaz de passar através da parte transparente da tela de pontos é (π/4)*(τ/Τ)2. Quando se comparam os dois métodos, uma retícula de linhas permite (4/π)*(Τ/τ) vezes mais luz de passar através de sua abertura do que a correspondente tela de pontos circular de 2D. Com uma abertura τ/Τ de 1/4, 5,09 vezes mais luz passa através da abertura da retícula de linhas do que através da tela de pontos circular de 2D.Com uma abertura de τ/Τ de 1/6, a razão correspondente é de 7,6 e com uma abertura de τ/Τ = 1/10, a razão correspondente é de 12,7. Por favor notar que quanto menor é a abertura, melhor delineados são os padrões moire revelados. É bem sabido pela técnica anterior que a superposição de dois retículas de linhas geram franjas de moire, ou seja, linhas de moire são mostradas na Figura 2 (ver como exemplo K. Patorski, The Moire Fringe Technique (A Técnica de Franja de Moire), Elsevier 1993, páginas 14-16). Na presente invenção, estendemos o conceito de retícula de linhas para retícula de bandas. Uma banda de largura TI corresponde a uma das instâncias de retícula de linhas (de período Tl) e pode incorporar como formas originais qualquer tipo de padrões, os quais podem variar ao longo da banda, tais como padrões em preto e branco (por exemplo, caracteres tipográficos), padrões de intensidade variável e padrões de cor. Por exemplo, na Figura 3 são mostrados uma retícula de linhas 31 e seu correspondente retícula de bandas 32 que incorpora em cada banda as letras EPFL verticalmente comprimidas e espelhadas. Quando se revela com uma retícula de linhas de revelação 33, pode-se observar no lado esquerdo a bem conhecida franja de moire 35 e no lado direito, padrões moire de bandas 34 (EPFL), os quais são uma ampliação e transformação das letras localizadas nas bandas de base. Estes padrões moire de banda 34 têm o mesmo período de orientação e repetição que as franjas de moire 35. A Figura 4 dá a camada de base da Figura 3 e a Figura 5 dá sua camada reveladora. A camada reveladora (retícula de linhas) pode ser fotocopiada em um suporte transparente e colocada em cima da camada de base. O leitor pode verificar que quando se substitui a retícula de linhas de revelação verticalmente, os padrões moire de banda também sofrem um deslocamento vertical. Quando se roda a retícula de linhas de revelação, os padrões moire de banda são sujeitos a uma divisão e sua orientação global é modificada de acordo. A Figura 3 também mostra que a camada de bandas de base (ou mais precisamente um conjunto de bandas de base único) tem somente um dos componentes de freqüência espacial dado pelo período Tl. Portanto, enquanto o espaço entre cada banda é limitado pelo período Tl, não há limitação espacial ao longo do lado comprido da banda. Em consequência, um grande número de padrões, por exemplo, uma sentença de texto, pode ser colocado ao longo de cada banda. Essa é uma vantagem importante sobre os métodos de autenticação baseados no perfil de moire da técnica anterior baseando-se em estruturas de duas dimensões (Patente US 6.249.588, sua continuação à parte Patente US 5.995.638, Pedido de Patente US 09/902.445, Amidror e Hersch, e no Pedido de Patente 10/183’550, Amidror).

Na seção “Geometria de moires de retícula de bandas retas”, mostramos que a camada reveladora feita de uma retícula de linhas retas (conjunto de linhas transparentes) gera como padrões moire de bandas uma transformação linear dos padrões originais localizados dentro de bandas individuais. Esta transformação compreende uma ampliação, possivelmente um espelhamento, e possivelmente uma divisão dos padrões originais.

As Figuras 6A, 6B e 6C mostram um ulterior exemplo com uma camada reveladora que tem uma orientação oblíqua. A Figura 6A dá a retícula de linhas de revelação. Isso pode ser fotocopiado sobre uma transparência e usado como a camada reveladora a ser posta em cima da retícula de bandas de base mostrado nas Figura 6B. A Figura 6C mostra os padrões moire (“1 2 3”) gerados quando a retícula de bandas de base e a retícula de linhas de revelação são superpostos um por cima do outro. Uma banda de base horizontal única é mostrada no alto da Figura 6B.

Rodando a camada reveladora, pode-se ver como os padrões moire modificam sua forma. Rodando a camada reveladora modifica-se o ângulo e portanto a transformação entre a forma original e a forma de moire, fornecendo uma transformação que compreende uma mudança de orientação da banda de moire, e uma divisão do padrão de moire.

Descrevemos primeiro a geometria de moires obtidos pela superposição de uma camada de base feita de bandas de base retas e de uma camada reveladora feita de uma retícula de linhas retas. Então explicamos como obter moires curvilíneos aplicando transformações geométricas à camada de base e possivelmente à camada reveladora.

Por favor notar que todos os desenhos mostrando padrões de bandas de base e camadas de retícula de linhas de revelação são fortemente ampliados a fim de permitir fotocopiar os desenhos e verificar o aparecimento de padrões moire. Contudo, em documentos de segurança reais, os períodos de bandas de base (Tl), os períodos de retícula de linhas de revelação (T2) serão muito menores, tomando muito difícil ou impossível fazer fotocópias dos padrões de bandas de base com fotocopiadoras ou sistemas de computação de norma.

Terminologia O termo documentos de segurança refere-se a cédulas, papéis de crédito, títulos da dívida pública, cartões de identificação, passaportes, documentos de viagem, bilhetes etc. Também se refere a artigos de valor (tais como discos óticos, CDs, DVDs, embalagens de software, produtos médicos etc) que precisam ser protegidos por dispositivos de segurança. Um dispositivo de segurança é um meio que permite verificar a autenticidade de um item de valor. Geralmente um dispositivo de segurança é incorporado em um documento, na embalagem de artigos de valor ou no próprio artigo de valor. O termo “imagem” caracteriza imagens usadas para vários propósitos, tais como ilustrações, padrões ornamentais e gráficos reproduzidos sobre vários meios tais como papel, mostradores, ou meios óticos tais como hologramas, cinematogramas etc... As imagens podem ter um canal único (por exemplo, cinza ou cor única) ou múltiplos canais (por exemplo, imagens em cores RGB). Cada canal compreende um dado número de níveis de intensidade (por exemplo, 256 níveis). Imagens de intensidade múltipla tais como imagens em escala de cinzas são frequentemente chamadas mapas de byte. Daqui em diante, imagens em dois níveis (por exemplo, intensidade “0” para preto e intensidade “1” para branco) serão chamadas bitmaps.

Imagens impressas podem ser impressas com cores de norma (cian, magenta, amarelo e preto geralmente realizados por tintas ou toners) ou com cores não de norma (ou seja, cores que diferem das cores de norma), por exemplo, cores fluorescentes (tintas), cores ultravioleta (tinta) bem como quaisquer outras cores especiais tais como cores metálica ou iridescente (tintas). O termo imagem de padrão de moire ou simplesmente imagem de moire caracteriza os padrões moire produzidos pela superposição de uma camada de base feita de bandas de base (também chamadas camada de banda de base) e de uma retícula de linhas como a camada reveladora. Os termos moire de bandas ou padrões moire de bandas indicam que os padrões moire considerados são produzidos pela superposição de uma camada de base feita de bandas de base e de uma camada reveladora feita de retícula de linhas. A camada de base pode compreender diversos conjuntos diferentes de bandas de base. Conjuntos diferentes de bandas de base são caracterizados por, tendo diferentes composições geométricas, por exemplo suas orientações, período ou o transformar geométrico que caracteriza a composição de um conjunto de bandas de base curvilíneas, poder variar. Os termos “conjunto de bandas de base” ou “retícula de bandas de base” são equivalentes.

Na presente invenção, usamos o terma retículas de linhas em um modo genérico: uma retícula de linhas pode ser realizado por um conjunto de linhas transparentes (por exemplo, Figura IA, 11) sobre um suporte opaco ou parcialmente opaco (por exemplo, Figura IA, 10), por microlentes cilíndricas ou por dispositivos difratores que atuam como microlentes cilíndricas. Algumas vezes, usamos no lugar do termo “retícula de linha” o termo “retícula de linhas”. Na presente invenção, esses dois termos devem ser considerados como equivalentes.

Na literatura, retículas de linha são geralmente conjuntos de linhas paralelas, onde a parte (Figura 2) transparente (ou branca) é metade da inteira largura, ou seja, com uma razão de τ/Τ = 1/2. Na presente invenção, com respeito aos retículas de linha usados como camadas de revelação, a largura relativa da parte (abertura) transparente será geralmente menor do que 1/2, por exemplo 1/3,1/5,1/8, ou 1/10. No caso em que a retícula de linha for realizado por um dispositivo ótico como microlentes cilíndricas ou dispositivos difratores que atuam como microlentes cilíndricas, uma largura de amostragem relativa ainda menor pode ser escolhida.

Na presente invenção, assumimos que bandas de base e retículas de linha podem ser retilíneos, ou seja, formados respectivamente por bandas retas e linhas retas, ou curvilíneo, ou seja, formados respectivamente por bandas curvas e linhas curvas. Em adição, retículas de linhas precisam não ser feitos de linhas contínuas. Uma retícula de linhas de revelação pode ser feito de linhas interrompidas e ánda ser capaz de produzir padrões de bandas de base. O termo “impressão” não é limitado ao processo de impressão tradicional, como a deposição de tinta sobre um substrato. Daqui em diante, tem um significado mais amplo e abarca qualquer processo que permita criar um padrão ou transferir uma imagem latente sobre um substrato, por exemplo estampa, fotolitografia, exposição à luz de meios fotossensíveis, gravura, perfuração, gravura em relevo, registro termoplástico, transferência de chapa, jato de tinta, sublimação de corante etc. A geometria de moires de retícula de bandas retas O exemplo dado na Figura 7 mostra em detalhe que a superposição de uma camada de bandas de base 71 com período de bandas de base TI e retícula de linhas de camada reveladora 72 com período de linha T2 produz padrões moire de banda 73 que são uma instância transformada dos padrões (triângulos) localizados nas bandas de base, onde a transformação compreende uma ampliação. Visto que a retícula de linhas de revelação tem um período T2 maior do que o período de bandas de base Tl, isto amostra instâncias diferentes de triângulos de bandas de base em posições relativas sucessivamente diferentes nas bandas de base 74. A Figura 8 mostra que os padrões moire são uma transformação dos padrões de bandas de base originais 81 que no presente modo de realização são localizados dentro de cada repetição das bandas de base 82, 83,... da camada de bandas de base estendida dentro das bandas individuais precisa não ser repetitiva. O exemplo de banda de base 81 incorpora padrões não-repetitivos. No caso geral, os padrões incorporados em sucessivas bandas de base devem ser semelhantes a fim de produzir padrões moire que são uma transformação (incluindo uma ampliação) dos padrões de bandas de base.

Por considerações puramente geométricas, pode-se derivar as transformações entre as bandas individuais B0, Βχ, B2j... que incorporam os padrões originais (espaço de banda de base original) e o espaço x-y onde o moire aparece (espaço de moire). Para este propósito, considerar a geometria descrita na Figura 9.

Cada banda individual B; da retícula de banda B0, Bb B2j... é dado por uma banda de período Tl. Sem perda de generalidade, assumimos pelo propósito da explanação que bandas de base são horizontais, ou seja, seus limites são paralelos ao eixo x.

Para a presente explanação geométrica, assumimos que bandas horizontais sucessivas B0, B], B2,... são simplesmente réplicas transferidas da banda de base B0. No presente caso (Figura 9), a transferência é perpendicular à orientação de banda e o vetor de transferência correspondente e (0,T1). A camada reveladora é feita de uma retícula de linhas únicas (chamadas impulsos quando sua largura toma-se infinitamente pequena, ver R. N. Bracewell, Two Dimensional Imaging (Imagem de Duas Dimensões), Prentice Hall, 1995, páginas 120-122, 125-127). Linhas únicas L0, Li, L2,... são definidas pela sua equação y = (tan θ)χ + k* (T2/cosO) (eq. 1) onde k é um número inteiro que dá o índice da linha Lk. Essas linhas têm uma inclinação de ίαηθ, onde Θ é o ângulo entre essas linhas e a retícula de linha de base. Sem perda de generalidade, assumimos que a origem do sistema de coordenada x-y está na interseção entre o limite mais baixo da banda B0 e o impulso de linha L0 (Figura 9). A Figura 10 mostra que sucessivas linhas L0, LÍ5 L2)... da retícula de linhas de revelação amostram dentro do paralelogramo P0’ da camada de base diferentes bandas B0, Bi, B2,... Visto que bandas verticais são replicadas de banda BO, a retícula de linhas de revelação amostra diferentes (replicadas) instâncias dos mesmos padrões de bandas de base.

Permitam-nos considerar o paralelogramo Po definido pela interseção de linhas L0 e Lj (Figura 10) com a banda de retícula de base B0. O seguimento de linha loi de linha Lj que interseciona a banda Bi amostra o mesmo espaço que sua versão transferida 10Γ na banda B0. O segmento de linha \02 de linha L2 que interseciona a banda B2 amostra o mesmo espaço que sua versão transferida I02’ na banda B0 etc.

Portanto, sucessivos segmentos de linha l0j de linhas Lj que intersecionam a banda Bj amostram 0 mesmo espaço que suas versões transferidas l0jMsso estabelece um mapeamento linear entre 0 paralelogramo P0’ e 0 paralelogramo P0 localizados dentro da banda B0.

Similarmente, como mostrado na Figura 11, existe um mapeamento linear entre 0 paralelogramo P_i e 0 paralelogramo P.i’, 0 paralelogramo Po e 0 paralelogramo Po’, 0 paralelogramo Pi e 0 paralelogramo Pj’ etc. Os paralelogramos que compõem a banda B0 são mapeados para paralelogramos que compõem a banda B0’. De uma maneira similar, os paralelogramos Qi que compõem a banda são mapeados para os paralelogramos Qi’ que compõem a banda Bj’ e assim por diante para todas as bandas.

Isso estabelece um mapeamento linear (aqui um mapeamento de valores finitos de grandezas finitas) a partir do plano x-y que compreende a retícula de linhas de base do plano xm-ym que compreende 0 moire. Parâmetros a, b, c, d da transformação (eq. 2) são obtidos reforçando 0 mapeamento do ponto fixado (KT1) -> (KT1) e do ponto (xit0) -> (x^Tl) (ver Figura 10).

Estes parâmetros são a = l,b = Ο, c = Tl/Xi ed- (xt - λ)/¾ (eq. 3) onde X = TU tan Θ.

Xi é a coordenada x da interseção de Li e do limite superior de banda B0, ou seja, xt é dado pelo conjunto de equações y = (tan Θ+ (T2/cos9) (eq. 4) y = Tl Resolvendo para x dá Xi = (Tl/tan 6)-(T2/sin Θ) onde Θ < > 0 (eq. 5) Recordar que as bandas Bl5 B2,... são réplicas transferidas da banda B0. Portanto, as bandas de moire Bi’, B2’... (Figura 11) são também réplicas da banda de moire B0\ De acordo com a Figura 9, o paralelogramo P0 é mapeado para o paralelogramo P0’ na banda de moire B0’ e ao mesmo tempo para o paralelogramo P0” na banda de moire B_i’, Portanto, a banda de moire Bo’ é transferida por (0,h) com respeito à banda de moire BV, onde de acordo com a Figura 10, (eq. 6) Graças à propriedade de mapeamento linear, padrões diminutos visualmente significativos localizados dentro de bandas individuais replicadas, em cima das quais a camada reveladora é aplicada fornecem como padrões moire de banda seus padrões originais, cortados, ampliados e possivelmente espelhados.

Teoricamente, quando a camada reveladora é feita de linhas que são linhas de impulso, a imagem de moire de banda é uma versão amostrada e transformada dos padrões localizados dentro de bandas individuais. Contudo, em aplicações práticas, a retícula de linhas é uma função reta com uma abertura τ/Tl ([AmidrorOO], página 21). Como uma retícula de linhas usado como a camada reveladora gera padrões moire que são uma versão passa-baixa de transformação dos padrões originais localizados dentro das bandas de base individuais.

Pode-se também transferir ligeiramente o conteúdo de uma das bandas B; com respeito a suas prévias bandas BM por um valor Si. Isso tem o efeito de transferir horizontalmente por Si a localização de loi’, por 2* Si a localização de l0i’ etc. Isso fornece um mapeamento linear diferente cujos parâmetros podem ser calculados seguindo uma abordagem semelhante ao descrito acima.

Quando rodamos a camada reveladora, modificamos o ângulo Θ e a transformação linear muda de acordo. Quando transferimos a camada reveladora, apenas modificamos a origem do sistema de coordenadas. Em cima de uma transferência, os padrões moire permanecem idênticos.

No caso especial onde a retícula de banda (camada de base) e a camada reveladora têm a mesma orientação, Θ = 0, (e assumindo não haver transferência entre sucessivas bandas horizontais, ou seja, st = 0),os padrões moire são simplesmente uma versão escalada verticalmente dos padrões embutidos nas bandas de base replicadas, onde o fator de escalamento vertical é T2/(T2 mod Tl). Pode-se facilmente verificar por simples manipulações algébricas e trigonométricas que para Θ = 0, e Tl < T2 < 2 * Tl, os parâmetros na equação 3 são c = 0 e d = T2/(T2 -Tl). A Figura 13 ilustra um exemplo de escalamento vertical. A Figura 13,130 mostra uma sucessão de bandas de base com um período Tl e que incorporam uma letra “P” reduzida verticalmente. Nos exemplos presentes, o período T2 da camada reveladora é modificado. Três casos podem ser considerados. Quando a razão T2/T1 é inferior a 1, os· padrões moire são os padrões de banda de base espelhados e escalados. Na Figura 13, 131, a razão T2a/Tl é 0,95. Deste modo o fator de escalamento d = 1/(1 -T1/T2) é igual a 1/(1 - 1/0,95) = -19. Os padrões moire (132) são a imagem espelhada dos padrões de banda de base (d<0). Quando Tl = T2 (133), a camada reveladora revela exatamente a mesma parte de cada banda de base e o fator de escalamento é infinito. Quando a razão T2/T1 é superior a 1, os padrões moire são os padrões de banda de base escalados. Na Figura 13,134 a razão T2c/Tl é 1,05. Desse modo o fator de escalamento d é igual a 20. Os padrões moire (135) são os padrões de banda de base escalados por um fator 20.

Com uma razão T2/T1 inferior a 1, ou seja, T2 < TI (Figura 13, 136), os padrões de banda de base são mostrados por mais linhas de revelação da camada reveladora e seus correspondentes padrões moire revelados são em conseqüência mais acurados. Nesse caso, podemos criar padrões de banda de base espelhados. Padrões de banda de base espelhados são mais difíceis de perceber e podem portanto ser mais facilmente escondidos (ver seção “Moires de banda de orientação múltipla combinados”).

Geração de padrões de banda A Figura 9 incorpora a camada base com a retícula de banda B0, Bi, B2,... e a camada reveladora com retícula de linhas de revelação L0, Lls L2. O paralelogramo Po, replicado sobre bandas de base Bi,..., B6 fornece o paralelogramo de moire P0\ Replicar o paralelogramo Po sobre bandas de base B_lv.., B6 fornece o paralelogramo de moire P0”. Replicar similarmente o paralelogramo Pi sobre bandas de base Blv.., B6 fornece o paralelogramo de moire PF e sobre bandas de base B_i,..., B_6 fornece o paralelogramo de moire Po”. Sucessivos paralelogramos de banda de base Bo cobrem sucessivos paralelogramos de moire.

Visto que a transformação anterior dos padrões de banda em padrões moire é conhecida, o inverso da matriz de equação 2 especifica a transformação reversa dos padrões moire em padrões de banda. Pela transformação reversa, obtemos (eq. 7) Os parâmetros sãop = 1, q = 0, r = Tl/(k-xj e s = x/(x, - λ). A transformação reversa pode ser útil para conceber os padrões a serem gerados nas bandas de base que, quando sobrepostas com a camada reveladora, produzirão os padrões moire desejados em um dado ângulo entre a camada de base e a camada reveladora. A fim de definir a base e as camadas de revelação, é preciso definir os padrões moire que devem ser visualizados dentro das bandas de moire, sabendo que paralelogramos de banda de base Pi são mapeados para paralelogramos de banda de moire Pi’ e Pi”. A composição dos padrões moire de banda e seus correspondentes padrões de banda de base influenciam a seleção do período de banda de base Tl, o período de retícula de linhas de revelação T2 e o ângulo Θ preferido. Bons resultados são obtidos com períodos Tl e T2 que variam somente por uma pequena percentagem (por exemplo, 5% a 10%). O ângulo /9 deve ser pequeno, geralmente abaixo dos 30 graus.

Padrões de banda de base em dois níveis podem ser facilmente gerados por software de norma, como Adobe Ulustrator e Adobe Photoshop. Padrões de banda de base podem também incorporar bitmaps esquadrinhados e possivelmente editados que incorporam os padrões repetitivos ou não-repetitivos desejados.

Padrões de banda de base de intensidade variável podem ser criados inserindo-se dentro de cada banda de base uma imagem pontilhada, seja em preto e branco ou em cores. Os padrões moire resultantes também serão uma imagem de intensidade variável, seja em preto e branco ou em cores.

As Figuras 12A, 12B e 12C ilustram a composição dos padrões de banda de base uma vez que uma imagem de padrão de moire não-comum desejada tenha sido definida e a orientação preferida da retícula de linha de revelação tenha sido escolhida. De acordo com a Figura 9, os paralelogramos Pj’ (na Figura 12A, 121) são mapeados para paralelogramos Pj (na Figura Í2B, 122). A transformação anterior dada na equação 2 especifica o mapeamento dos paralelogramos de banda de base (Figura 12B) para os paralelogramos de banda de moire no espaço de imagem de moire (Figura 12A). A Figura 12C mostra uma parte da camada de base feita de uma repetição da banda de base mostrada na Figura 12B. A fim de construir uma banda de base capaz de fornecer uma imagem de padrão de moire de banda desejada (Figura 12A), a imagem de banda de base (bytemap ou mapa de bit) é atravessada pixel por pixel e linha de escaneamento por linha de escaneamento. A cada pixel, o paralelogramo de banda de base Pj corrente (por exemplo, 122) e o paralelogramo de banda de moire Pi’ (por exemplo, 121) podem ser identificados. De acordo com a transformação anterior, o pixel correspondente no paralelogramo de moire Pj’ correspondente é localizado e sua intensidade é obtida, possivelmente pela interpolação entre pixels confinantes. Essa intensidade é determinada para a intensidade de pixel de banda de base corrente. Esse algoritmo gera uma única banda de base (Figura 12B). Replicando-se a banda de base verticalmente, gera-se a retícula de bandas de base (Figura 12C).

Pode-se otimizar esse algoritmo associando a um deslocamento de pixel de unidade horizontal na banda de base um vetor de deslocamento na imagem de banda de moire computada de acordo com (equação 2). Esquadrinhar a banda de base horizontalmente corresponde na imagem de banda de moire (Figura 12A) a um escaneamento oblíquo de acordo com o vetor de deslocamento computado. Após alcançar um dos limites verticais da imagem de banda de moire dada por sua h mais alta, a posição seguinte é o módulo de posição corrente da h alta dos paralelogramos de moire de banda (para cálculo de h, ver equação 6). A Figura 12A mostra somente uma instância dos padrões moire produzidos. Com muitas bandas de base replicadas verticalmente, obtém-se verticalmente diversas instâncias do padrão de moire mostrado na Figura 12A. Para obter replicações laterais do padrão de moire, o padrão de banda de base mostrado na Figura 12B precisa ser replicado horizontalmente ao longo das bandas de base. Contudo, pode-se também escolher por ter diferentes padrões moire nos lados esquerdo e direito do padrão de moire mostrado na Figura 12A. Isso significaria que os diferentes padrões de banda de base correspondentes precisariam ser inseridos no lado esquerdo e no lado direito do padrão mostrado na Figura 12B. A fim de oferecer uma forte segurança contra tentativas de contrafação e prover ao mesmo tempo belos documentos de segurança, pode-se semitonalizar uma imagem global (escala de cinzas ou em cores) colocada sobre o documento com um particular padrão de microestmtura ajustado dentro de cada banda da camada de base. Para esse propósito, pode-se usar o método descrito no Pedido de Patente 09/902.227, Images and security documents protected by microstructures (Imagens e documentos de segurança protegidos por microestruturas), inventores R. D. Hersch, E. Forler, B. Wittwer, P. Emmel. Essa invenção ensina como sintetizar padrões de microestruturas dos quais uma imagem global é sintetizada. Dada uma representação de bitmap dos padrões de microestrutura desejados, esse método gera uma complexa matriz de pontilhamento que incorpora os padrões de microestrutura. A matriz de pontilhamento é então usada para pontilhar a imagem global e produzir a camada de base. Na imagem pontilhada resultante, tal matriz de pontilhamento tem o efeito de modificar a espessura de padrões de microestrutura individuais de acordo com as correspondentes intensidades locais dentro da imagem global.

Contudo, matrizes de pontilhamento que incorporam padrões de microestrutura podem ser sintetizadas por outros meios. Oleg Veryovka e John Buchanan em seu artigo “Texture-based Dither Matrices” (“Matrizes de Pontilhamento baseadas em textura”) Computer Graphics Fórum (Fórum de Computação Gráfica) Volume 19, N° 1, páginas 51-64, mostram como construir uma matriz de pontilhamento a partir de uma textura de escala de cinzas arbitrária ou imagem em escala de cinzas. Eles aplicam equilíbrio de histograma para assegurar uma distribuição uniforme dos níveis de limiar de pontilhamento. Pode-se obter a imagem em escala de cinzas a partir de padrões de bitmap por simples aplicação de filtros passa-baixa sobre os padrões de bitmap O resultado é de qualidade mais baixa do que o método proposto no Pedido de Patente 09/902.227, mas pode funcionar para padrões simples.

Um método adicional para criar uma matriz de pontilhamento que incorpora os padrões de banda de base desejados consiste em criar uma matriz de pontilhamento que modifica a intensidade do padrão (primeiro plano) ou do plano de fundo do padrão respectivamente de acordo com a intensidade local de imagem a ser reproduzida. Para criar tal matriz de pontilhamento, permitam-nos considerar os padrões de banda de base como uma máscara, e permitam-nos modificar os valores de uma matriz de pontilhamento padrão, por exemplo, uma matriz de pontilhamento que produz pequenos pontos agrupados (ver H. R. Kang, Digital Color Halftoning (Semitonalização de Cores Digitais), SPIE Press, 1999, páginas 214-225). Pode-se escolher escalar e possivelmente substituir os valores de pontilhamento iniciais dentro da máscara de padrão de banda de base de modo a se ajustar dentro da primeira parte de uma partição (por exemplo, metade) da inteira gama de valores de pontilhamento e os valores de pontilhamento do lado de fora da máscara de modo a se ajustar dentro da segunda parte da partição (por exemplo, metade) da inteira gama de valores de pontilhamento. Tal matriz de pontilhamento modificada que incorpora padrões de banda de base é mostrada na Figura 14, 144. Uma parte correspondente de banda de base pontilhada da imagem global é mostrada na Figura 14, 146. Nos tons escuros, o padrão é preto e o plano de fundo de padrão é escuro. Nos tons intermediários, o padrão é próximo do preto e o plano de fundo de padrão é próximo do branco. A partição da inteira gama de valores de pontilhamento pode ser proporcional às superfícies relativas do padrão (plano de fundo) e de seu correspondente fundamento padrão.

Como uma ilustração do resultado, a Figura 14, 141 mostra uma imagem global, 142 representa o bitmap que incorpora os padrões de microestrutura. 144 mostra uma ampliação da matriz de pontilhamento modificada ajustada dentro de uma banda de base única e que incorpora os padrões de banda de base (microestrutura). 145 mostra a camada de banda de base pontilhada resultante. A camada de base é a imagem global pontilhada e suas bandas de base incorporam os padrões de microestrutura. O processo de pontilhamento cria os padrões de microestrutura dentro de cada banda de base individual. No presente caso, bandas de base diferem umas das outras pela intensidade dos padrões ou pela intensidade de seus planos de fundo. Pode-se também criar uma matriz de pontilhamento que combina modificações de espessura (de acordo com o Pedido de Patente 09/902.227, ver acima) e modificação dos planos de fundo de padrões, respectivamente valores de intensidade de planos de fundo.

Pode-se também gerar padrões de cor nas bandas básicas dentro de uma imagem global pelo método de diferença de cor inventado no Pedido de Patente Europeu 99 114 740.6 (inventores R. D. Hersch, N. Rudaz, depositado em 28 de Julho de 1999, cessionários: Orell-Füssli e EPFL) e na publicação por N. Rudaz, R. D. Hersch, Protecting identity documents with a just noticeable microstructure (Protegendo documentos de identidade com uma microestrutura apenas perceptível), Conf. Optical Security e Counterfeit Deterrence Techniques IV (Conferência de Segurança Ótica e Técnicas de Detenção de Contrafação IV), 2002, SPIE Volume 4677, páginas 101-109.

Bandas de moire curvilíneas Em adição aos padrões moire de banda periódicos, pode-se também criar interessantes padrões moire de banda curvilínea. É conhecido pela análise de Fourier de estruturas periódicas geometricamente transformadas [Amidror98] que o moire na superposição de duas camadas periódicas geometricamente transformadas é uma transformação geométrica do moire formado entre as camadas periódicas originais.

Para especificar padrões moire de banda curvilínea, permitam-nos considerar de acordo com [Amidror98] uma transformação geométrica g](x,y) entre uma retícula de linha curvilíneo ri(x,y) e seu correspondente retícula de linha periódico original pi(x’), ou seja rI(x,y)=p(g(x,y)). Se pegarmos os mesmo coeficientes cm como na decomposição de série de Fourier dep(x), então (eq. 8) Consideramos também a transformação geométrica g2(x,y) entre uma retícula de linha revelada curvilíneo r}(x,y) e seu correspondente retícula de linha revelada periódico original p2(x ) (eq. 9) Os coeficientes cm e cn são respectivamente os coeficientes do desenvolvimento de séries de Fourier da retícula de linha reta periódico originalpi(x’) e da retícula de linha reta periódico reveladop2(x ).

Então, a superposição entre a retícula de linha curvilíneo rj(x,y) e a possivelmente curvilínea camada reveladora r2(x,y) é dada por (eq. 10) Moires resultantes m(x,y) são dados por somas parciais dentro da equação 8, ou seja por combinações de múltiplos números inteiros de termos específicos (m,n). Tais combinações formam z*(kI: k2) termos (comz número inteiro). (eq. 11) Cada combinação de (ki,k2) especifica um diferente moire. Os moires mais visíveis são aqueles com baixos valores para (kj,k2), por exemplo (1,-1). A equação 11 define a geometria de moire de linha curvilínea (k},k2). A fim de gerar bandas de moire curvilíneas que incorporam padrões de variadas formas, trocamos a retícula de linha curvilíneo por sua correspondente camada de banda de base curvilínea. Isso é feito trocando a retícula de linha periódica repetitiva original por sua correspondente camada de banda de base periódica e gerando dentro das bandas os padrões que devem ser revelados como padrões moire. A transformação gi(x,y) permite gerar (por exemplo por re-amostragem) a camada de banda de base curvilínea. Similarmente, a transformação g2(x,y) permite gerar a retícula de linha revelada curvilíneo. Se quiser ter uma retícula de linha reta como camada reveladora, a transformação g2(x,y) pode ser abandonada. A Figura 15 dá um exemplo de uma camada de banda de base curvilínea que incorpora a palavra “EPFL” revelada por uma retícula de linha revelada curvilíneo. A camada de banda de base curvilínea assim como a retícula revelado curvilíneo (espaço de x,y) são obtidos de correspondentes retículas retilíneos (espaço de x,y) por uma transformação x’=gx(x,y), y’=gy(x,y) do tipo x' = icosy (eq. 12) yr = exseny (eq. 13) Para gerar a camada de banda de base curvilínea ri(x,y), o espaço de camada de banda de base curvilínea é atravessado pixel por pixel e linha de escaneamento por linha de escaneamento. A cada pixel, a posição (x’,y)-gi(x,y) correspondente no espaço original é encontrada e sua intensidade (possivelmente obtida por interpolação de pixels confinantes) é designada ao pixel de camada de banda de base cnrvilínea corrente r}(x,y). A Figura 16 dá a camada de banda de base correspondente e a Figura 17 a retícula de linha de revelação que pode ser fotocopiado em um suporte transparente. Quando se coloca a retícula de linha de revelação em cima da camada de banda de base curvilínea de acordo com a Figura 15 e roda-se a retícula de linha de revelação em cima da camada de banda de base curvilínea, pode-se observar uma rotação e um arqueamento da banda de moire assim como uma deformação da forma de moire.

As etapas a serem levadas a cabo para criar uma camada de base e uma camada reveladora que fornecem um atraente moire de banda curvilínea são as seguintes: 1. Examinar exemplos de moires de linha curvilíneos entre dois retículas de linha curvilíneos ou uma retícula de linha curvilíneo e uma retícula de linha retilíneo, tais como aqueles descritos em G. Oster, The Science of moire Pattems (A Ciências dos Padrões moire), Edmund Scientific, 1969 ou aqueles descritos em [AmidrorOO, páginas 353-360]. 2. Selecionar a partir dos exemplos uma retícula de linha curvilíneo ou uma porção deste como uma camada de banda de base e também uma retícula de linha curvilíneo ou reto como camada reveladora. Determinar a função matemática que permite criar a camada de base curvilínea. 3. Considerar bandas curvilíneas únicas da camada de base e idear uma transformação entre essas bandas curvilíneas e as bandas de base de uma retícula de banda reta. 4. Criar padrões dentro da retícula de banda reta com formas, intensidades e/ou cores variadas de acordo com as capacidades da impressão original ou dispositivo de transferência de imagem. Os padrões podem se uma imagem em dois níveis, uma imagem em escala de cinzas, uma em cores ou uma matriz de pontilhamento. 5. Usar a transformação entre bandas de base curvilíneas e bandas de base de uma retícula de banda de base reta para mapear mencionado padrão dentro das bandas de base curvilíneas. No caso de uma matriz de pontilhamento, usar a transformação a fim de obter espaço por posições dentro da retícula de banda de base curvilíneo os níveis de limiar de pontilhamento associados a posições correspondentes dentro da matriz de pontilhamento. 6. Com a retícula de linha de revelação (curvilíneo ou reto), verificar a formada imagem de moire resultante. Os padrões moire são uma ampliação e instância transformados padrões de banda de base. Contudo algumas transformações entre padrões de banda de base e padrões moire fornecem resultados visualmente agradáveis e outras transformações podem fornecer resultados visualmente desagradáveis. Modificando os parâmetros que governam a camada de base, os parâmetros que governam a camada reveladora e a posição relativa e a orientação de camadas de base e de revelação, pode-se modificar a transformação, e, portanto a imagem de padrão de moire resultante. A meta é criar uma imagem de padrão de moire que tenha um bom impacto visual e altas qualidades estéticas, possivelmente com uma camada de banda de base que incorpora diferentes freqüências e orientações. A transformação entre bandas curvilíneas e bandas de uma retícula de banda reta são ambas dadas por função g;(x,y) descrita acima que define a retícula de banda curvilínea, ou, se a camada de banda de base curvilínea é gerada por uma construção separada, por exemplo a criação de círculos concêntricos, pode-se encontrar um mapeamento de transformação retalhado entre bandas de base curvilíneas e a retícula de banda reta. A Figura 8 mostra um exemplo de uma transformação entre um conjunto de bandas de base retilíneas delimitadas por v0’, vf, v2\... e bandas de base circulares correspondentes (aqui anéis) delimitadas por vo, vi, v2. Elementos retangulares (Figura 18A, 181) definidos por seus limites vf, vi+i’, u/, Uj+1’ são mapeados para partes de banda de base circular (Figura 18B, 182) definidas por seus limites vÍ3 vi+i, ujs uJ+i.

As Figuras 19 e 20 dão ulteriores exemplos de padrões moire curvilíneos obtidos por uma camada de banda de base curvilínea e por uma camada reveladora feita de uma retícula de linha curvilíneo. Ambas as figuras têm as mesmas camadas de banda de base e de revelação, contudo a superposição de camada reveladora e de banda de base é diferente em cada uma das duas figuras. A camada de banda de base curva e a retícula de linha de revelação curvo em ambas as figuras são obtidos com uma transformação geométrica x ’=gx(x,y), y ’=gy(x,y) de um espaço curvilíneo a um retilíneo do tipo P = ^2+y2 (eq-14) x'=^]p+x (eq. 15) y'=4p-x (eq. 16) Pode-se observar que os padrões moire de banda curvilínea (Figura 19B, 194) produzidos pela superposição de uma camada de banda de base curvilínea (Figura 19B, 191) que incorpora o padrão “EPFL” e uma retícula de linha de revelação curvilíneo (Figura 19B, 193) têm a mesma composição que as franjas de moire da técnica anterior (moire de linha curva Figura 19A, 195) gerada pela superposição de uma retícula de linha de base curvilínea (Figura 19A, 192) e uma retícula de linha de revelação curvilíneo (Figura 19A, 193). Uma observação similar pode ser feita para a Figura 20B, onde 201 mostra os padrões de banda de base, 203 a camada reveladora e 204 os padrões moire de banda revelada. A Figura 20A, 202 mostra a retícula de linha de base curva correspondente e a Figura 20A, 205 o moire de linha da técnica anterior revelado. O número muito grande de possíveis transformações geométricas que geram camadas de banda de base curvilíneas e retículas de linha de revelação curvilíneos permite sintetizar camadas de base e reveladora individualizadas, as quais, somente como um par específico, são capazes de produzir os padrões moire desejados se elas forem superpostas de acordo com condições geométricas específicas (posição relativa, orientação relativa). Em adição, é possível reforçar a segurança de documentos disseminados largamente tais como diploma, bilhetes de ingresso ou documentos de viagem modificando ffeqüentemente os parâmetros que definem a composição geométrica da camada de base e de sua correspondente camada reveladora.

Transformações geométricas permitem criar padrões moire de banda curvilínea visualmente atraentes que oferecem vários tipos de traços de proteção. Além do mais, casos especiais podem ser explorados, onde ambas, a camada de banda de base e a camada reveladora, são curvilíneas, mas os padrões moire resultantes são periódicos. De acordo com [Amidror98, página 1107], a condição para obter um moire periódico com uma camada de base curvilínea obtida aplicando-se transformação gj(x,y) a uma camada de base periódica e transformação g2(x,y) a uma retícula de linha reta revelada é que a coordenada transformadora kgi(x,y) + k2g2(x,y) deva ser afim, ou seja kgi(x,y) + k2g2(x,y) =ax + by + c (eq. 17) Como mencionado acima, múltiplos números inteiros de coeficientes ki e k2 especificam o índice dos componentes de Fourier da base periódica original e das camadas de revelação respectivamente fornecendo o moire periódico. Visto que o efeito de moire mais forte é geralmente gerado com múltiplos do primeiro componente (kj = 1) da camada original e do primeiro componente negativo (k2 - -7) da camada reveladora, para este moire (1,-1), a equação 17 é reduzida a gi(x,y) + g2(x,y)= ax + by + c (eq. 18) A composição geométrica dos padrões moire na superposição de dois retículas curvilíneos dados pode também ser computada de acordo com o método indiciador descrito em K. Patorski, The moire Fringe Technique (A Técnica de Franja de moire), Elsevier 1993, páginas 14-21 e resumido em [AmidrorOO], páginas 353-360. O método indiciador dá as equações das linhas centrais ou dos limites das bandas de moire nas quais residem os padrões moire curvilíneos.

Padrões de banda de base multicromáticos A presente invenção não está limitada somente ao caso monocromático. Ela pode beneficiar-se grandemente a partir do uso de diferentes cores para produzir os padrões localizados nas bandas da camada de base.

Pode-se gerar banda em cores da mesma maneira, que em técnicas de impressão multicromáticas de norma, onde diversas (normalmente três ou quatro) camadas semitonalizadas de diferentes cores (normalmente: cian, magenta, amarelo e preto) são superpostas a fim de gerar uma imagem inteiramente em cores por semitonalização. A título de exemplo, se uma dessas camadas semitonalizadas é usada como uma camada de base de acordo com a presente invenção, os padrões moire de banda que serão gerados com uma retícula de linha de revelação em preto e branco irão rigorosamente aproximar-se à cor dessa camada de base. Se diversas das diferentes camadas em cores forem usadas pelo padrão de banda de base de acordo com a presente invenção, cada um deles gerará com uma retícula de linha acromático revelado um padrão de moire de banda aproximando-se à cor do padrão de banda de base em questão.

Uma outra possível maneira de usar bandas em cores na presente invenção seria usando uma camada de base cujas bandas individuais fossem compostas de padrões que compreendem sub-elementos de diferentes cores. Imagens em cores com sub-elementos de diferentes cores impressas lado a lado podem ser geradas de acordo com o método de pontilhamento multicolor descrito no Pedido de Patente US 09/477.544 depositado em 4 de Janeiro de 2002 (Ostromoukhov, Hersch) e no texto “Multi-color and artistic dithering” (“Pontilhamento multicolor e artístico”) por V. Ostromoukhov e R. D. Hersch, SIGGRAPH Annual Conference (Conferência Anual de SIGGRAPH), 1999, páginas 425-432. Uma importante vantagem desse método como um meio de anticontrafação é ganho a partir da extrema dificuldade em imprimir perfeitamente justapostos sub-elementos de padrões, devido à alta precisão entre as diferentes cores que se requer na impressão de cor de passagem múltipla. Somente o melhor equipamento de impressão de segurança de alta performance que é usado para imprimir documentos de segurança como cédulas é capaz de dar a precisão requerida no alinhamento (daqui em diante: “registro”) das diferentes cores. Erros de registro que são inevitáveis quando se contrafaz o documento em equipamento de baixa performance causarão pequenas substituições entre sub-elementos de diferentes cores dos elementos de camada de base; tais erros de registro serão grandemente aumentados pelo moire de banda, e irão corromper significativamente a forma e a cor dos padrões moire obtidos pela camada de retícula de linha de revelação. A proteção do documento por padrões de microestrutura não está limitada a documentos impressos com tintas em preto e branco ou em cores de norma (cian, magenta, amarelo e possivelmente preto). De acordo com o Pedido de Patente pendente US 09/477.544 (Method an apparatus for generating digital halftone images by multi-color dithering (Método e aparelho para gerar imagens de meio-tom digitais por pontilhamento multicolor)), inventores V. Ostromoukhov, R. D. Hersch, depositado em 4 de Janeiro de 2000), é possível, com pontilhamento multicolor, usar tintas especiais como tintas de cor não de norma, tintas metálicas, tintas fluorescentes ou iridescentes (tintas de cores variáveis) para gerar os padrões dentro das bandas de camada de base. No caso de tintas metálicas, por exemplo, quando vistos por um certo ângulo de visão, os padrões moire aparecem como se tivessem sido impressos com tintas normais e por um outro ângulo de visão (ângulo de observação especular), devido à reflexão especular, eles aparecem muito mais fortemente. Uma variação semelhante da aparência dos padrões moire pode ser atingida com tintas iridescentes. Tais variações na aparência dos padrões moire desaparecem completamente quando o documento original é esquadrinhado e reproduzido ou fotocopiado.

Uma outra vantagem do caso multicromático é obtida quando tintas não de norma são usadas para criar o padrão nas bandas da camada de base. Tintas não de norma são frequentemente tintas cujas cores estão localizadas fora da gama de tintas ciano, magenta e amarela padrão. Devido à alta frequência dos padrões em cores localizados nas bandas da camada de base e impressos com tintas não de norma, sistemas de reprodução ciano, magenta, amarelo e preto padrão precisarão semitonalizar a cor original deste modo destruindo os padrões de cor originais. Devido à destruição dos padrões dentro das bandas da camada de base, a camada reveladora não será capaz de fornecer os padrões moire de banda originais. Isso provê uma proteção adicional contra contrafação.

Uma das possíveis maneiras para imprimir imagens em cores usando tintas de norma ou não de norma (separação de cor de norma ou não de norma) foi descrita no Pedido de Patente US 09/477.544 depositado em 4 de Janeiro de 2000 (Ostromoukhov, Hersch) e no texto “Multi-color and artistic dithering” (“Pontilhamento multicolor e artístico”) por V. Ostromoukhov e R. D. Hersch, SIGGRAPH Annual Conference (Conferência Anual de SIGGRAPH), 1999, páginas 425-432. Esse método, chamado “pontilhamento multicolor”, usa matrizes de pontilhamento semelhantes a pontilhamentos de norma, como descrito acima, e provê para cada pixel da camada de base (a imagem semitonalizada) meios para selecionar sua cor, ou seja a tinta, a combinação de tinta ou a cor de plano de fundo a ser designada para aquele pixel. No caso de uma camada de base curvilínea, os padrões dentro da correspondente camada de banda de base reta podem ser dados por uma matriz de pontilhamento que incorpora os padrões de microestrutura.

Uma transformação geométrica (x ’-gx(x,y),y ’=gy(x,y)) é usada a fim de obter para posições (x,y) dentro do espaço de retícula de banda de base curvilíneo os níveis de limiar de pontilhamento associados às correspondentes posições (x ’,y ’) dentro da matriz de pontilhamento. Como explicado nas referências acima mencionadas, o método de pontilhamento multicolor assegura pela construção que as cores concorrentes sejam impressas lado a lado. Esse método é portanto ideal para equipamento de impressão de alta finalização que se beneficia de alta exatidão de registro, e que é capaz de imprimir com tintas não de norma, desse modo tomando o documento impresso muito difícil de falsificar, e fácil de autenticar como explicado acima. Máscara baseada em múltiplos padrões moire de banda Uma ulterior variação interessante consiste em ter uma máscara que especifica a área da camada de base a ser restituída de acordo com uma das orientações de banda de base (Figura 21, 210) e a área circundante de acordo com uma outra orientação de banda de base (Figura 21, 211). De acordo com sua orientação, a retícula de linha de revelação pode então revelar igualmente os padrões moire de banda do lado de dentro (212, ampliado 214) ou do lado de fora (213, ampliado 215) da máscara. Tendo muitas máscaras, pode-se criar muitos conjuntos diferentes de padrões de banda de base com diferentes orientações e/ou períodos. Pode-se criar uma camada reveladora com diversos retículas de linha de revelação sejam lado a lado ou um em cima do outro, desse modo permitindo revelar múltiplos padrões moire de banda com uma única camada reveladora.

Tais variedades de bandas de base oferecem uma alta proteção contra contrafações, visto que dispositivos para fotocopiar, especialmente fotocopiadoras em cores, tendem a reproduzir diferentemente pequenos padrões ou estruturas (por exemplo, padrões impressos com cores não de norma) de acordo com sua orientação. Portanto, padrões moire revelados podem ser revelados em algumas orientações e desaparecer em outras orientações.

Padrões moire de banda de orientação múltipla combinados Visto que os padrões moire de banda são formados por amostragem de muitos padrões de banda de base diferentes, esses padrões de banda de base podem ser perturbados, parcialmente quebrados ou sobrepostos com outros padrões. Pode-se, por exemplo, embutir os padrões de banda de base em outros padrões sobrepostos que tenham várias cores ou intensidades e ainda ser-se capaz de gerar os padrões moire de banda desejados. Um método que melhora a segurança de documentos é a superposição de múltiplos padrões de banda com a mesma, ou possivelmente diferentes orientações e/ou períodos. A Figura 22 mostra como um exemplo uma camada de base que compreende três retículas de banda de base sobrepostos cada um tendo uma diferente orientação e um diferente padrão de banda de base. Os padrões moire de banda são revelados por uma retícula de linha em diferentes orientações (221, 222, 223). Pode-se observar que quando mais retículas de banda de base são incorporados dentro da camada de base, toma-se mais difícil recuperar a forma dos padrões de banda de base incorporados dentro da retícula de banda de base.

Esse método oferece uma grande liberdade de desenho, visto que as camadas de banda de base individuais sobrepostas podem diferir em cor, intensidade, forma, período e orientações. As camadas de revelação podem também diferir em orientação e período. Além disso, uma ou diversas camadas de banda de base e possivelmente suas camadas de revelação podem ser curvilíneas. Pode-se então criar vários níveis de autenticações, por exemplo, tomando públicos alguns padrões moire e mantendo outros padrões moire (padrões escondidos) secretos.

Moire de padrão múltiplo baseado em fase Uma possibilidade adicional muito atraente de criar múltiplos padrões moire de banda combinados baseia-se na composição de bandas de base com múltiplos padrões entrelaçados projetados em diferentes fases da camada de banda de base. Os diferentes padrões podem, por exemplo, representar uma forma evoluída suavemente misturada entre uma primeira e uma segunda forma básica. Por exemplo, a Figura 23 mostra 4 padrões de base 231, 233, 235 e 237 onde 231 representa uma forma fundamental, 237 representa a segunda forma fundamental e onde 233 e 235 são formas misturadas intermediárias. Esses 4 padrões de base são comprimidos horizontalmente, espelhados horizontalmente, restituídos e replicados dentro de suas respectivas camadas de base 232, 234, 236 e 238. Os padrões moire de banda correspondentes podem ser revelados sobrepondo-se retícula de linha 230 a essas camadas de base.

Permitam-nos explicar como incorporar um padrão múltiplo dentro de uma camada de base (daqui em diante chamada camada de base de padrão múltiplo). A Figura 24 mostra uma vista ampliada horizontalmente de uma camada reveladora 2400 e de uma camada de base de padrão múltiplo 2405. Quando se substitui horizontalmente a camada reveladora 2400, o moire de padrão múltiplo gerado é uma versão ampliada e transformada dos sucessivos padrões de base 2406, 2407, 2408, 2409 entrelaçados dentro da camada de base 2405.

Para construir a camada de base, permitam-nos criar um número k de padrões de banda de base 2406, 2407, 2408 e 2409 de largura Tl. O período T2 da camada reveladora pode, por exemplo, ser subdividido de acordo com o número selecionado de padrões k. Então, a camada de base é criada copiando-se uma primeira fraçao 1/k da largura da camada reveladora a partir do primeiro padrão de banda de base dentro da camada de base (2401), e então a segunda fração 1/k da largura da camada reveladora a partir do 2o padrão de banda de base dentro da camada reveladora (2402) etc, até uma ka fração 1/k da largura da camada reveladora ser copiada a partir do k° padrão de banda de base da camada de base. Isso fornece as proporções 1, 2, 3, 4 do primeiro segmento de camada de base 2410 de largura T2. O próximo segmento de camada de base 2411 é construído prosseguindo-se as cópias de sucessivas frações dos padrões de banda de base dentro da camada de base. As tiras extraídas dos padrões de banda de base são circulares, ou seja, esses padrões comportam-se como se fossem ser repetidos horizontalmente dentro de um plano de padrão. Todos os outros segmentos de camada de base 2412, 2413 etc, são construídos até que a largura de camada de base desejada seja ajustada. A camada de base é feita dos segmentos mostrados em 2405, possivelmente repetidos verticalmente sobre a camada de base. Isso cria uma banda de base com múltiplos padrões entrelaçados. A Figura 25 dá um exemplo dos resultados: superpomos a mesma camada de base de padrão múltiplo com a retícula de linha de revelação 250 e produzimos, dependendo da posição relativa (fase) da retícula de linha de revelação, padrões moire 251, 252, 253 ou 254 que representam padrões intermediários seja em ou entre os padrões de banda de base 2406, 2407, 2408 e 2409 da Figura 24. Portanto, os padrões moire produzidos compreendem instâncias transformadas e misturas dos múltiplos padrões entrelaçados incorporados dentro da camada de base. A Figura 26 mostra que o método de moire de padrão múltiplo baseado em fase inventado, descrito acima, é completamente diferente dos métodos da técnica anterior que criam imagens intercaladas (imagens latentes) que são reveladas pela superposição de uma retícula de linha (por exemplo, os métodos descritos na Patente US 5’396’559, McGrew). Na nossa invenção, substituir a camada reveladora (Figura 26, 260) colocada em cima da camada de base de padrão múltiplo 261 fornece padrões moire, os quais são instâncias ampliadas e transformadas dos padrões embutidos dentro da camada de base. Contudo, na técnica anterior, os padrões revelados têm o mesmo tamanho que os padrões que formam a camada de base. A camada de base da técnica anterior 262 é formada superpondo-se os padrões de imagem latente 263, 264, 265 e 266. Pode-se facilmente verificar, superpondo-se a retícula de linha de revelação 260 em cima da camada de base da técnica anterior 262 que a imagem latente presente em 262 não é ampliada no padrão revelado. Em adição, quando se desloca a camada reveladora horizontalmente por cima da camada de base, nossa invenção fornece padrões moire que se movem suavemente e que evoluem suavemente. Esse não é o caso com o método da técnica anterior ilustrada. Finalmente, quando se roda ligeiramente a camada reveladora, os padrões moire gerados pelo nosso método são cortados, mas permanecem bem perceptíveis, enquanto padrões revelados da técnica anterior são rapidamente destruídos.

Moire de padrão múltiplo pode também ser gerado superpondo-se uma retícula de linha de revelação em cima de uma imagem global pontilhada com uma matriz de pontilhamento que incorpora uma microestrutura de padrão múltiplo, ou seja, uma microestrutura com diversos padrões de banda de base em diferentes fases. Visto que uma matriz de pontilhamento de padrão múltiplo pode ser gerada a partir de uma camada de base de padrão múltiplo de acordo com o método descrito no Pedido de Patente 09/902,227, Images and security documents protected by microstructures (Imagens e documentos de segurança protegidos por microestruturas), inventores R. D. Hersch, E. Forler, B. Wittwer, P. Emmel ou da mesma maneira de quando se embutem padrões de banda de base dentro de uma imagem pontilhada (ver seção acima, “Geração de padrões de banda”). A Figura 27 mostra um exemplo de tal imagem global pontilhada. Sem superposição da camada reveladora, somente a imagem global é visível. Quando se superpõe e move-se horizontalmente a retícula de linha de revelação 271 em cima da imagem pontilhada 272, padrões moire de multi-fase são visíveis o que evolui sucessivamente de padrão 273 para 274, 274 para 275, 275 para 276, 276 para 277, 277 para 278, 278 para 279 e de 279 de volta para 273 ou vice-versa.

Desenvolvimento de padrões moire Bandas de base precisam não ser extraídas repetidamente. Pode-se criar padrões moire que evoluem que incorporam padrões que evoluem dentro de sucessivas bandas de base. Como um exemplo, a Figura 28 dá uma camada de retícula de linha de revelação (281), uma camada de banda de base com padrões de banda de base que evoluem e os correspondentes padrões moire (283, 284) quando se posiciona a camada de retícula de linha de revelação em diferentes posições horizontais com respeito à camada de base. Pode-se ver os padrões moire evoluindo a partir de uma cruz suíça (285) para uma forma tipográfica como “o” (286). Quando se substitui horizontalmente, para a direita a camada reveladora em cima da camada de base, os padrões moire movem-se suavemente da esquerda para a direita e ao mesmo tempo modificam continuamente sua forma. A Figura 28, 282 mostra claramente, do lado esquerdo, a cruz comprimida dentro das bandas de base e, do lado direito, a forma em “o” comprimida. Em posições intermediárias, a forma de padrão de banda de base é uma mistura entre essas duas formas de padrão extremas.

Bandas de base intermediárias incorporam padrões que são misturados (ou providos de forma) entre as formas de padrão extremas. As larguras relativas das formas de padrão de banda de base extrema esquerda e direita podem ser inversamente proporcionais a suas respectivas distâncias dhdr da banda-base corrente, ou seja a forma de padrão de banda de base esquerda tem a largura d/( di+dr) e a forma de padrão de banda de base direita tem a largura d/( di+dr) no processo de mistura (ou de morfismo). A mistura de forma pode ser levada a cabo com estado das técnicas de ofício, tal como uma das técnicas descritas no artigo: “Thomas Sederberg, “A Physically Based Approach to 2D Shape Blending”(“Uma Abordagem Baseada Fisicamente para Mistura de Forma de 2D”), Proc. Siggraph ’92, Computer Graphics, Volume 26 N° 2, Julho de 1992,25-34.

Traços protetores de moires de banda curvilíneos e retos Forte proteção contra contrafação de documento é provida pelo fato de que qualquer padrão diminuto seja em preto e branco ou em cores, pode ser gerado dentro de bandas individuais da retícula de base. Tais padrões podem não ser reproduzíveis por meios de norma como fotocopiadoras ou impressoras. Graças aa retícula de linha de revelação, os padrões gerados pelo documento original tomam-se facilmente visíveis seja a olho nu ou por um aparelho adequado. Meios ilegais de reprodução que trabalham numa resolução mais baixa do que a do equipamento de impressão de padrão original não serão capazes de reproduzir os padrões originais. Visto que tais documentos contrafeitos não incorporam os padrões originais, a camada reveladora não será capaz de revelar as formas de moire originais e uma inspeção por meios visuais ou com um aparelho adequado revelará que o documento é contrafeito.

Proteção de documentos de segurança que incorporam informação de verificação dentro das bandas de base Um ulterior traço de proteção da presente invenção baseia-se no fato que os padrões moire revelados podem incorporar um código (um número, diversos números ou uma linha de caracteres) que permite verificar a autenticidade do documento. Por exemplo, o número do passaporte ou um número cifrado correspondente ao número do passaporte pode ser inserido dentro das bandas de base da fotografia do portador do passaporte. Pode-se também incorporar dentro das bandas de base uma linha de caracteres correspondente ao nome do portador do passaporte (seja diretamente o nome ou uma instância cifrada do nome). Revelando esse número, respectivamente essa linha de caracteres, com uma retícula de linha de revelação, pode-se checar (seja diretamente por inspeção visual, ou com um aparelho que age como sistema de verificação) se o número, respectivamente a linha de caracteres que aparece como padrões moire, corresponde ao número do passaporte ou respectivamente ao nome do portador do passaporte. Graças à possibilidade de ter bandas de base múltiplas em diferentes orientações e períodos dentro da camada de base, pode-se também conceber diversos níveis de verificação. Algumas verificações poderíam ser levadas a cabo em uma maneira direta, olhando os padrões moire, e algumas verificações precisariam decifrar os padrões moire que aparecessem a fim de verificar a autenticidade do documento. Isso é particularmente útil para proteger, por exemplo, um documento de identidade assim como a fotografia do seu portador. Sem camada reveladora, a fotografia é aparente. Com uma camada revelâdora, os padrões moire que incorporam o código de verificação tomam-se aparentes.

Modos de realização de camadas de revelação e de base A camada de base com as bandas que incorporam os padrões para aparecer como padrões moire e a camada reveladora pode ser realizada com uma variedade de tecnologias. Modos de realização importantes para a camada de base são impressão por offset, impressão por jato de tinta, impressão por sublimação de corante e estampa por chapa.

Deve ser notado que as camadas (a camada de base, a camada reveladora, ou ambas) podem ser obtidas também por perfuração em vez de aplicação de tinta. Em um caso típico, um forte raio de luz laser com um tamanho microscópico de ponto (digamos, 50 mícrons ou até menos) escaneia o documento pixel por pixel, enquanto é modulado em ligado e desligado, a fim de perfurar o substrato em predeterminados localizações de pixel. Uma retícula de linha de revelação pode ser criado, por exemplo, realizando-se linhas como linhas parcialmente perfuradas feitas de segmentos perfurados de comprimento l e segmentos não perfurados de comprimento m, com pares de partes perfuradas e não perfuradas (l,m) repetidos sobre todo o comprimento de linha. Por exemplo, pode-se escolher 1=8/1 Omm e m=2/10mm. Linhas sucessivas podem ter seus segmentos perfurados na mesma ou em diferentes fases. Diferentes parâmetros para os valores l e m podem ser escolhidos para diferentes linhas sucessivas a fim de assegurar uma alta resistência contra tentativas de rasgar. Sistemas diferentes de microperfuração a laser para documentos de segurança têm sido descritos, por exemplo, em “Application of laser technology to introduce security features on security documents in order to reduce counterfeiting” (Aplicação de tecnologia de laser para introduzir traços de segurança em documentos de segurança a fim de reduzir contrafação”) por W. Hospel, SPIE Volume 3314,1998, páginas 254-259.

Em ainda uma outra categoria de métodos, as camadas (a camada de base, a camada reveladora, ou ambas) podem ser obtidas por uma remoção completa ou parcial de material, por exemplo, por laser ou esboço químico.

Para variar a cor dos padrões moire, pode-se também escolher ter uma retícula de linha de revelação feito de um conjunto de linhas em cores em vez de linhas transparentes (ver artigo de I. Amidror, R. D. Hersch, Quantitative analysis of multichromatic moire effects in the superposition of coloured periodic layers (Análise quantitativa de efeitos de moire multicromáticos na superposição de camadas periódicas coloridas), Journal of Modem Optics, Volume 44, N° 5,1997, 883-899).

Muito embora a camada reveladora (retícula de linha) vá ser geralmente realizada por uma película ou suporte plástico que incorpora um conjunto de linhas transparentes sobre um plano de fundo opaco, ela pode também ser realizada por uma retícula de linha feito de microlentes cilíndricas. As microlentes cilíndricas oferecem uma alta intensidade de luz comparadas com os correspondentes retículas de linha parcialmente transparentes. Quando o período da camada de banda de base é pequeno (por exemplo, menos do que 1/3 mm), microlentes cilíndricas como camada reveladora podem também oferecer uma precisão mais alta. Para produzir padrões moire de banda curvilínea, pode-se também usar como camada reveladora microlentes cilíndricas curvilíneas. Pode-se também usar em vez de microlentes cilíndricas um dispositivo difrator que emula o comportamento de microlentes cilíndricas, da mesma maneira que é possível emular um arranjo de microlentes com um dispositivo difrator feito de Pratos de Zona de Fresnel (ver B. Saleh, M. C. Teich, Fundamentais of Photonics (Fundamentos de Fotônica), John Wiley, 1991, página 116). No caso em que a camada de base é incorporada dentro de um padrão de superfície oticamente variável, tal como um dispositivo difrator, a imagem que forma a camada de base precisa ser ulteriormente processada para fornecer a cada de seus pixels de imagem de padrão ou no mínimo a seus pixels ativos (por exemplo, pixels pretos) uma estrutura de realce feita, por exemplo, de perfis de função periódicos (retículas de linha) que têm uma orientação, um período, um realce e uma razão de superfície de acordo com os ângulos de luz difratada e incidente desejados, de acordo com a intensidade de luz difratada desejada e possivelmente de acordo com a variação desejada em cor da luz difratada com respeito à cor difratada de áreas confinantes (ver Patentes US 5.032.003 inventor Antes e 4.984.824 Antes e Saxer). Essa estrutura de realce é reproduzida sobre uma estrutura mestra usada para criar um cunho de gravura em relevo. O cunho de gravura em relevo é então usado para gravar em relevo a estrutura de realce que incorpora a camada de base no substrato de dispositivo ótico (informação ulterior pode ser encontrada na Patente US 4,761,253 inventor Antes, assim como no artigo de J. F. Moser, Document Protection by Optically Variable Graphics (Kinemagram) (Proteção de Documento por Gráficos Oticamente Variáveis (Cinematograma)), em Optical Document Security (Segurança Ótica de Documento), Ed. R. L. Van Renesse, Artech House, Londres, 1998, páginas 247-266).

Deve ser notado que em geral as camadas de base e de revelação precisam não ser completas: elas podem ser mascaradas por camadas adicionais ou por formas aleatórias. Todavia, os padrões moire ainda irão tomar-se aparentes.

Autenticação de documentos com padrões moire de banda A presente invenção concerne a métodos para autenticar documentos e artigos de valor, os quais são baseados em padrões moire de banda. Embora a presente invenção possa ter diversos modos de realização e variantes, diversos modos de realização de particular interesse são dados aqui como exemplo, sem limitar o escopo da invenção a esses modos de realização particulares.

Em um dos modos de realização da presente invenção, os padrões moire de banda podem ser visualizados superpondo-se a camada de base e a camada reveladora que aparecem ambas sobre duas áreas diferentes do mesmo documento ou artigo (cédula, cheque etc). Em adição, o documento pode incorporar, para propósitos de comparação, em uma terceira área do documento uma imagem que mostra os padrões moire de banda esperados quando camada de base e camada reveladora são colocadas uma em cima da outra de acordo com uma orientação preferida e possivelmente de acordo com uma posição relativa preferida.

Em um segundo modo de realização da presente invenção, somente a camada de base aparece sobre o próprio documento, e a camada reveladora é superposta sobre ele por um operador humano ou um aparelho que valida visualmente ou oticamente a autenticidade do documento. Para propósitos de comparação, os padrões moire de banda esperados podem ser representados como uma imagem sobre o documento ou em um dispositivo separado, por exemplo, em um dispositivo revelador. A camada reveladora pode ser uma retícula de linha projetado sobre uma película ou sobre uma folha transparente de plástico. Isto também pode ser realizado por microlentes cilíndricas. O método para autenticar documentos compreende as seguintes etapas: a) superpor um documento com uma camada de base que compreende bandas de base que incorporam padrões e uma camada reveladora que compreende uma retícula de linhas, desse modo produzindo padrões moire e b) comparar mencionados padrões moire com referência a padrões moire, e dependendo do resultado da comparação, aceitar ou rejeitar o documento, onde linhas sucessivas da retícula revelador de amostras de linhas dentro das diferentes instâncias de camada de base dos padrões de banda de base e onde os padrões moire produzidos são uma transformação dos padrões de camada de base que compreendem uma ampliação e possivelmente outras transformações como espelhamento e corte.

Deve ser mencionado que na presente invenção seja a camada de banda de base, a camada de retícula de linha de revelação, ou ambas podem ser geometricamente transformadas, e logo, aperiódicas. A comparação na etapa b) acima pode ser efetuada seja por bio-sistemas humanos (um ser humano com olhos e um cérebro), ou por meio de um aparelho descrito mais tarde na presente invenção.

Os padrões moire de referência podem ser obtidos seja por aquisição de imagem (por exemplo, por uma câmera) da superposição de uma camada de amostra de banda de base e uma camada reveladora de retícula de linha, ou podem ser obtidos por computação, usando a fórmula matemática dada acima. Quando a autenticação é feita por um humano, os padrões moire de referência podem ser também padrões moire de referência memorizados, baseados em padrões moire de banda de referência vistos previamente.

No caso onde a camada de banda de base é formada como uma parte da imagem semitonalizada impressa sobre o documento, os padrões de camada de banda de base não serão distinguíveis a olho nu de outras áreas do documento. Contudo, quando se autentica o documento de acordo com a presente invenção, os padrões moire se tomarão imediatamente aparentes.

Qualquer tentativa de falsificar um documento produzido de acordo com a presente invenção por fotocópia, por meio de um sistema de editoração, por processo fotográfico, ou por qualquer outro método de contrafação, seja esse digital ou analógico, irá influenciar inevitavelmente (mesmo se ligeiramente) o padrão de camada de banda de base de tamanho ou a de forma incorporado no documento (por exemplo, devido ao ganho de ponto ou à propagação de tinta, como é bem conhecido na técnica). Visto, porém, que padrões moire entre camadas de linha superpostas são muito sensíveis a qualquer variação microscópica na camada de base ou reveladora, qualquer documento protegido de acordo com a presente invenção toma-se muito difícil de contrafazer e serve como um meio para distinguir entre um documento real e um falsificado.

Se a camada de banda de base é impressa sobre o documento com um processo de impressão de norma, é oferecida alta segurança sem requerer custos adicionais na produção do documento. Contudo, a camada de banda de base pode ser imaginada dentro do documento por outros meios, por exemplo, por geração da camada de base sobre um dispositivo variável oticamente (por exemplo, um cinematograma) e por embutimento desse dispositivo variável oticamente no documento ou artigo a ser protegido. Vários modos de realização da presente invenção podem ser usados como dispositivos de segurança para a proteção e autenticação de produtos de multimedia, incluindo música, vídeo, produtos de software etc, que são providos em meios de disco ótico. Por exemplo, a camada de base pode ser impressa sobre um disco ótico como um CD ou um DVD enquanto a camada reveladora é incorporada em sua caixa de plástico ou envelope.

Autenticação de artigos de valor por padrões moire de banda Vários modos de realização da presente invenção podem ser também usados como dispositivos de segurança para a proteção e autenticação de embalagens industriais, tais como caixas para remédios, cosméticos etc. Por exemplo, a tampa da caixa pode incorporar a camada de base, enquanto a camada reveladora é localizada na caixa. Embalagens que incluem uma parte transparente ou uma janela transparente são muito freqüentemente usadas para vender uma grande variedade de produtos, incluindo, por exemplo, cabos de áudio e vídeo, cassetes, perfumes etc, onde a parte transparente da embalagem capacita os clientes a verem o produto dentro da embalagem. Contudo, partes transparentes de uma embalagem podem ser também usadas vantajosamente para autenticação e anticontrafação dos produtos, usando uma parte da janela transparente como a camada reveladora (onde a camada de base é localizada sobre o próprio produto). Deve ser notado que a camada de base e a camada reveladora podem ser impressas também em rótulos de segurança separados ou etiquetas que são afixadas ou presas de outra maneira ao próprio produto ou à embalagem. Alguns possíveis modos de realização de embalagens que podem ser protegidas pela presente invenção são ilustrados abaixo e são semelhantes aos exemplos descritos no Pedido de Patente US 09/902.445 (Amidror e Hersch) nas Figuras 17-22. nisto. Contudo, visto que na presente invenção, os padrões moire são claramente visíveis em modo refletivo, a incorporação de padrões de banda de base na camada de base e o uso de uma retícula de linha como a camada reveladora faz a proteção de artigos de valor muito mais efetiva do que com os métodos descritos no Pedido de Patente US 09/902.445, (Amidror e Hersch). A Figura 29A ilustra sistematicamente um disco ótico 291, que leva no mínimo uma camada de base 292, e sua cobertura (ou caixa) 293 que leva no mínimo uma camada reveladora (retícula de linha de revelação) 294. Quando o disco ótico e localizado dentro de sua cobertura (Figura 29B), padrões moire 295 são gerados entre uma camada reveladora e uma camada de base. Enquanto o disco é lentamente inserido ou tirado de sua cobertura 293, esses padrões moire variam dinamicamente. Esses padrões moire servem, além disso, como um meio de autenticação confiável e garante que ambos, o disco e sua embalagem são sem dúvida autênticos. Em um caso típico, os padrões moire podem compreender o logotipo da companhia, ou quaisquer outros texto ou símbolos desejados, seja em preto e branco ou em cores. A Figura 30 ilustra esquematicamente um possível modo de realização da presente invenção para a proteção de produtos que são embalados em uma caixa que compreende uma parte deslizante 301 e uma cobertura externa 302, onde no mínimo um elemento da parte que se move, por exemplo um produto, leva no mínimo uma camada de base 303, e a cobertura externa 302 leva no mínimo uma camada reveladora (retícula de linha de revelação) 304. Deslizando o produto para dentro da cobertura, padrões moire dinâmicos tais como padrões moire que evoluem ou moire de padrão múltiplo podem ser gerados. A Figura 31 ilustra uma possível proteção para produtos farmacêuticos tais como drogas medicinais. A camada de base 311 pode cobrir toda a superfície do suporte possivelmente opaco do produto médico. A camada reveladora 312 pode ser realizada por uma tira móvel feita de uma folha de plástico que incorpora a retícula de linha de revelação. Puxando a camada reveladora para dentro e para fora ou movendo-a lateralmente, os padrões moire revelados tomam-se dinâmicos. A Figura 32 ilustra esquematicamente uma outra possibilidade de modo de realização da presente invenção para a proteção de produtos que são comercializados em uma embalagem que compreende uma frente de plástico transparente deslizante 321 e um quadro posterior 322, o qual pode ser impresso e levar uma descrição do produto. Tais embalagens são frequentemente usadas para vender cabos de áudio e vídeo, ou quaisquer outros produtos, que são mantidos dentro do invólucro (ou recipiente) 323 de frente de plástico 321. Freqüentemente embalagens desse tipo têm um pequeno furo 324 no alto do quadro posterior e um furo 325 que combina com a frente de plástico 321, a fim de facilitar a ação de pendurar as embalagens nos pontos de venda. O quadro posterior 322 pode levar no mínimo uma camada de base 326, e a frente de plástico pode levar no mínimo uma camada reveladora 327, assim que quando a embalagem é fechada, padrões moire são gerados entre no mínimo uma camada reveladora e no mínimo uma camada de base. Aqui, de novo, enquanto a frente de plástico deslizante 321 é deslizada ao longo do quadro posterior 322, os padrões moire variam dinamicamente. A Figura 33 ilustra esquematicamente ainda uma outra possibilidade de modo de realização da presente invenção para a proteção de produtos que são embalados em uma caixa 330 com uma tampa pivotante 331. A tampa pivotante 331 leva no mínimo uma camada de base 332, e a própria caixa leva no mínimo uma camada reveladora 333. Quando a caixa é fechada, a camada reveladora 332 é localizada justamente atrás da camada reveladora 333, assim que os padrões moire são gerados. E enquanto a tampa pivotante 331 é aberta ou fechada, os padrões moire variam dinamicamente. A Figura 34 ilustra esquematicamente ainda uma outra possibilidade de modo de realização da presente invenção para a proteção de produtos que são comercializados em garrafas (tais como vinho, uísque, perfumes etc). Por exemplo, o rótulo de produto 341 que é afixado à garrafa 342 pode levar a camada de base 343, enquanto um outro rótulo 344, o qual pode ser preso à garrafa por um fio decorativo 345, leva a camada reveladora 346. A autenticação do produto pode ser feita superpondo a camada reveladora 346 do rótulo 344 sobre a camada de base 343 do rótulo 341, assim que padrões moire claramente visíveis são gerados, por exemplo, com o nome do produto.

Nos casos em que a camada reveladora e a camada de base podem deslizar em cima uma da outra, principalmente ao longo de uma direção, assim como nos modos de realização mostrados ms Figuras 29A, 29B, 30, 31, 32, pode-se conceber moires de padrão múltiplo ou padrões moire que podem evoluir, onde a transferência da camada reveladora faz sucessivamente diferentes padrões moire visíveis e, além disso, cria uma animação.

No caso onde a camada reveladora e a camada de base podem rodar uma em cima da outra como na Figura 33, pode-se conceber preferivelmente a camada de base e a camada reveladora de maneira que forneça padrões moire especialmente atraentes para esse propósito.

Algumas vezes é possível trocar a camada reveladora e a camada de base em suas localizações ou em seus papéis.

Autenticação de documentos personalizados impressos dinamicamente Graças às capacidades de gerar automaticamente imagens de microestruturas explicadas, por exemplo, no Pedido de Patente 09/902.227, Images and security documents protected by microstructures (Imagens e documentos de segurança protegidos por microestruturas), inventores R. D. Hersch, E. Forler, B. Wittwer, P. Emmel, depositado em 3 de Dezembro de 2001 ou em sucessivo Pedido de PCT PCT/IB02/02686, R. D. Hersch, B. Wittwer, E. Forler, P. Emmel, D. Biemann, D. Gorostidi depositado em 5 de Julho de 2002, é possível gerar e imprimir sobre os documentos personalizados de voo como documentos de viagem e bilhetes de ingresso. Esses documentos incluem imagens feitas de microestruturas que incorporam texto que dá informação a respeito do portador do documento assim como a respeito do propósito do documento, por exemplo, um documento de viagem que especifica os locais de embarque e desembarque e a data de validade, ou um bilhete de ingresso para um evento esportivo que especifica o evento, o número do lugar e a validade em termos de data e hora. Para tomar a falsificação muito difícil, essas invenções propõem métodos para gerar duas camadas de microestruturas, uma a baixa frequência, ou seja, facilmente visível por simples inspeção visual e uma a alta freqüência que precisa inspeção visual cuidadosa ou inspeção com lente de ampliação.

Na presente invenção, propomos sintetizar essa segunda camada de microestrutura como uma camada de banda de base e revelá-la graças a uma retícula de linha de revelação. Isso permite uma inspeção direta da primeira camada de padrão de microestrutura e a inspeção da segunda camada de padrão de microestrutura com uma retícula de linha de revelação, embutido seja como uma película, como um pedaço de plástico, como microlentes cilíndricas ou como dispositivos difratores que emulam microlentes cilíndricas.

Um método simples para gerar imagens que incorporam padrões de microestruturas de primeiro nível visíveis diretamente assim como diminutos padrões de microestruturas de segundo nível reveláveis com uma retícula de linha de revelação consiste em criar uma matriz de pontilhamento que incorpora os diminutos padrões de banda de base de segundo nível e usar essa matriz de pontilhamento como o arranjo de pontilhamento de alta freqüência para o equilíbrio de imagem de alvo por pós-processamento descrito em detalhes no Pedido de Patente 09/902.227, Images and security documents protected by microstructures (Imagens e documentos de segurança protegidos por microestruturas), inventores R. D. Hersch, E. Forler, B. Wittwer, P. Emmel.

Um método alternativo para gerar imagens que incorporam padrões de microestruturas de primeiro nível visíveis diretamente assim como diminutos padrões de microestruturas de segundo nível reveláveis com uma retícula de linha de revelação consiste na aplicação das seguintes etapas: a) selecionar uma imagem global, por exemplo, uma paisagem ou a fotografia do portador do documento; b) criar a microestrutura de primeiro nível, possivelmente como um bitmap ou como uma imagem de intensidade múltipla de acordo com a informação associada com o documento; c) criar, possivelmente de acordo com Pedido de Patente 09/902,227, (R. D.Hersch et al), ou de acordo com o artigo de Oleg Veryovka e John Buchanan “Texture-based Dither Matrices” (“Matrizes de Pontilhamento baseadas em textura”) Computer Graphics Fórum (Fórum de Computação Gráfica) Volume 19, N° 1, páginas 51-64, uma imagem global pontilhada que incorpora a microestrutura de primeiro nível; d) criar padrões de microestrutura de segundo nível (também chamada padrão de nanoestrutura) como um bitmap ou como uma imagem de intensidade múltipla; e) criar, de uma maneira semelhante àquela em (c) a imagem global pontilhada que incorpora os padrões de microestrutura de segundo nível (padrões de nanoestrutura); f) Gerar a imagem global pontilhada final por uma operação que combina as duas imagens pontilhadas, ou seja, que cria para cada pixel uma combinação, por exemplo, um meio carregado ou uma operação lógica entre a imagem global pontilhada que incorpora a microestrutura de primeiro nível e a imagem global pontilhada que incorpora os padrões de microestrutura de segundo nível. O tipo de operação e possivelmente os relativos carregamentos podem ser modulados de modo a fazer igualmente a microestrutura de primeiro nível ou os padrões de microestrutura de segundo nível aparentes. A operação de meio carregado pode ser aplicada tanto nos valores de intensidade de pixel, fornecendo uma imagem em escala de cinzas final ou quanto pode ser aplicada espacialmente, por exemplo, selecionando o tamanho da imagem bi-nível combinada final para ser 4x4 vezes mais alta do que o tamanho da imagem pontilhada. Para levar a cabo o meio carregado espacial, pode-se replicar uma matriz de pixel 4x4 (ou 8x8) e dependendo de sua carga relativa das duas imagens pontilhadas a serem combinadas, associar um número dado de pixels dentro da matriz 4x4 para uma das duas imagens pontilhadas e os pixels restantes para a outra imagem pontilhada. Para fornecer bons resultados, a ordem de designação de pixels dentro da matriz 4x4 pode seguir a distribuição dos níveis de limiar de pontilhamento de Bayer (H. R. Kang, Digital Color Halfíoning (Semitonalização de Cores Digitais), SPEE Press, 1999, páginas 279-282, T4). A fim de prover uma imagem global suave, pode-se também escolher pontilhar somente uma fração (por exemplo, 1/4) das bandas de base cobrindo a imagem global com a matriz de pontilhamento que incorpora os padrões de microestrutura de segundo nível e as frações restantes (por exemplo, 3/4) de acordo com métodos de pontilhamento de norma, por exemplo, com uma matriz de pontilhamento que compreende pequenos grupos de pontos. Isso é de algum modo semelhante a pontilhamento de padrão múltiplo, onde um dos conjuntos de padrões de banda de base é de pontos agrupados de norma. A imagem global pontilhada de dois níveis combinada final incorpora ambos, uma microestrutura facilmente legível e padrões de microestrutura legíveis com uma retícula de linha de revelação. Variantes mais complexas de um tal documento podem incorporar diversas microestruturas de primeiro nível em diferentes orientações e períodos e possivelmente diversos padrões de microestrutura de segundo nível, também em diferentes orientações e períodos.

Aparelho para a autenticação de documentos usando imagem de padrão de moire Um aparelho para a autenticação visual de documentos que compreende uma camada de base pode compreender uma camada reveladora feita de retícula de linha preparado de acordo com a presente invenção, a qual é para ser colocada em cima da camada de base do documento. O documento pode ser iluminado de cima (modo refletivo) ou possivelmente de baixo (modo de transmissão).

Se a autenticação é feita por visualização, ou seja, por um operador humano, bio-sistemas humanos (olho humano e cérebro) são usados como um meio para a aquisição dos padrões moire produzidos pela superposição da camada de base e da camada reveladora, e como um meio para comparar os padrões moire adquiridos com padrões moire de referência (ou memorizados). A fonte de luz nesse caso pode ser tanto natural (como a luz diurna) quanto artificial.

Um aparelho para a autenticação automática de documentos, cujo diagrama de bloco é mostrado na Figura 35, compreende uma camada reveladora 351 feita de uma retícula de linhas, um meio de aquisição de imagem 352 como uma câmera, uma fonte de luz (não mostrada no desenho), e um sistema de comparação 353 para comparar os padrões moire adquiridos com padrões moire de referência. No caso de falha da combinação, o documento não será autenticado e o dispositivo de manejo do documento do aparelho 354 rejeitará o documento. O sistema de comparação 353 pode ser realizado por um microcomputador que compreende um processador, memória e portas de entrada e saída. Um microcomputador de chip único integrado pode ser usado para esse propósito. Para autenticação automática, os meios de aquisição de imagem 352 precisam ser conectados ao microcomputador que incorpora o processador de comparação 353, o qual em turno controla um dispositivo de manejo de documento 354 para aceitar ou rejeitar um documento a ser autenticado, de acordo com a comparação operada pelo microprocessador. A imagem de padrão de moire de referência pode ser obtida seja por aquisição de imagem (por exemplo, por meio de uma câmera) da superposição de uma camada de base de amostra e a camada reveladora, ou pode ser computada como uma etapa de processamento superpondo-se em um bitmap a camada básica e a camada reveladora na posição(ões) e ângulo(s) desejados. Múltiplas posições e/ou ângulos podem corresponder a diferentes padrões moire e permitir uma autenticação mais meticulosa. O processador de comparação faz a comparação de imagem combinando a imagem de padrão de moire adquirida com uma imagem de referência; exemplos de percursos que levam a cabo esta comparação têm sido apresentados em detalhe por Amidror e Hersch na Patente US 5,995,638. Essa comparação produz no mínimo um valor de proximidade que dá o grau de proximidade entre os padrões moire adquiridos e uma imagem de padrão de moire de referência. Esses valores de proximidade são então usados como critério para fazer o dispositivo de manejo de documento aceitar ou rejeitar o documento.

Sistema de computação para a autenticação de documentos usando a imagem de padrão de moire O aparelho apresentado pode também ser substituído por um sistema de computação a fim de permitir aa retícula de linha de revelação (camada reveladora, ver Figura 36, 361) ser superposto eletronicamente sobre a imagem de camada de base adquirida (Figura 36, 360). A superposição é simplesmente uma operação de multiplicação de número inteiro (Figura 36, 362) entre o bitmap de retícula de linha de revelação e a imagem de camada de base corretamente posicionada adquirida pela câmera. No lugar onde a retícula de linha de revelação é transparente (“1”), pixels de camada de base correspondentes aparecerão e nos lugares onde a retícula de linha de revelação é opaco (“0”), pixels pretos serão gerados em lugar dos pixels de camada de base correspondentes. A imagem de intensidade múltipla resultante que representa a imagem digital se superposição da camada de base e da camada reveladora (Figura 36, 363) é então filtrada com um filtro passa-baixa (Figura 36, 364) a fim de eliminar altas frequências, ou seja ffeqüências que não iriam ser visíveis pelo olho humano ou por uma câmera a partir de uma distância de visão normal (como um filtro é descrito no texto SIGGRAPH Annual Conference (Conferência Anual de SIGGRAPH), 1999, páginas 425-432. A imagem de intensidade múltipla resultante é a imagem de padrão de moire (Figura 36, 336) e pode ser comparada (Figura 36, 367) com uma imagem de padrão de moire de referência (Figura 36, 365) a fim de decidir se o documento é para ser aceito ou rejeitado. O sistema de computação para a autenticação de documentos por padrões moire compreenderá, além disso, um meio de aquisição de imagem (semelhante ao da Figura 35, 352), por exemplo, uma câmera, para a aquisição de documentos com uma camada de base que compreende bandas de base, as mencionadas bandas de base que compreendem padrões. Isso compreende, além disso, um módulo de programa que multiplica na memória a imagem de camada de base com uma imagem de camada reveladora correspondente que compreende uma retícula de linha e que produz a imagem digital da superposição de camada de base e camada reveladora. Isso, além disso, compreende um módulo de programa que executa uma operação de filtragem passa-baixa nessa imagem digital a fim de obter padrões moire. Isso também compreende um módulo de programa comparando os padrões moire computados com padrões moire de referência e, de acordo com a comparação, aceitando ou rejeitando o documento.

Tal sistema de computação permite autenticar automaticamente documentos que têm composição geométrica de camada de base que possivelmente variam a partir de um documento para o outro e desse modo oferece uma proteção muito mais forte contra tentativas de contrafação. Para cada composição geométrica de camada de base de documento corresponde uma dada composição geométrica da camada reveladora que quando superpostas eletronicamente (ou seja, multiplicadas) produzem os esperados (referência) padrões moire. O documento pode compreender informação, tal como um código de barras ou um número legível de computador identificando a camada reveladora a ser aplicada. O sistema de computação pode ler essa informação e aplicar a camada reveladora correta a fim de computar a imagem de padrão de moire e compará-la com a imagem de padrão de moire de referência correspondente a fim de decidir se o documento é para ser aceito ou rejeitado.

Vantagens da presente invenção As vantagens dos novos métodos de autenticação e anticontrafação inventados na presente invenção são numerosas. 1. A presente invenção tem a importante vantagem comparada com invenções precedentes feitas por I. Amidror e R.D. Hersch Patente US 6.249.588 e na suas partes de continuação Patente US 5.995.638, Pedido de Patente US 09/902.445) e por I. Amidror (Pedido de Patente US 10/183,550) que a retícula de linha de revelação permite muito mais luz a passar através do que uma tela de pontos de 2D reveladora (tela mestra). Isso permite autenticar um documento em modo refletivo sem precisar nem de um arranjo de microlentes, nem de uma fonte de luz especial debaixo do documento. Uma ulterior vantagem reside no fato que na presente invenção o comprimento do espaço de banda de base não é limitado e que, portanto o moire produzido pode compreender um grande número de padrões, por exemplo, muitos caracteres tipográficos formando uma sentença de texto (diversas palavras ou um parágrafo de texto). 2. A presente invenção oferece um amplo grau de liberdade na incorporação de padrões nas bandas de base. Padrões podem variar fortemente ao longo de uma banda de base e podem também variar ligeiramente através de diferentes bandas de base. 3. Visto que os padrões moire podem ser revelados em modo refletivo, padrões incorporados nas bandas de base podem incorporar tintas opacas, tais como tintas metálicas. Tintas metálicas têm a vantagem adicional de fornecer padrões moire especialmente fortes em ângulos de reflexão de luz especulares. Em adição, as bandas de base podem ser impressas sobre materiais totalmente opacos, tais como chapas metálicas ou caixas metálicas. 4. Retícuias de banda curvilíneos e padrões moire de banda curvilíneos podem ser gerados por aplicação de transformações geométricas à camada de base e possivelmente à camada reveladora. Tais retículas de banda curvilíneos podem incorporar muitas orientações e freqüências diferentes, as quais podem gerar moires secundários indesejados quando esquadrinhadas por um dispositivo de varredura (fotocopiadora em cores, scanner de mesa). Se a retícula de banda curvilíneo contiver uma ampla gama de frequências variando gradualmente, o varredura ou as freqüências de reprodução do falsificador irão colidir com algumas das freqüências de retícula de banda ou com seus harmônicos e gerar no documento falsificado efeitos de moire indesejáveis altamente visíveis (semelhantes aos efeitos descritos na Patente do Reino Unido 1.138.001 como mencionado acima na seção “Técnicas anteriores”). Em adição, moires curvilíneos tendem a ampliar fortemente partes específicas da camada de base curvilínea e têm uma ampliação menor em outras partes. A forte ampliação pode ser útil para a visualização de padrões de microestrutura complexos (por exemplo, incluindo microestrutura de cor) embutidos em bandas de base. 5. Quando tintas não de norma são usadas para criar o padrão nas bandas da camada de base, sistemas de reprodução de norma cian, magenta, amarelo e preto precisam semitonalizar a cor original de acordo com seus próprios algoritmos de semitonalização destruindo desse modo os padrões de cor originais. Devido à destruição dos padrões dentro das bandas da camada de base, a camada reveladora não será capaz de fornecer os padrões moire originais. 6. Bandas de base podem ser multiplicadas com padrões de cores opacas impressos lado a lado em uma alta precisão de registro, por exemplo, com o método descrito no Pedido de Patente US 09/477.544 (OstromouMiov, Hersch). Visto que os padrões moire gerados pela superposição da retícula de banda e da retícula de linha de revelação são muito sensíveis a quaisquer variações microscópicas do padrão que reside nas bandas de base da camada de base, qualquer documento protegido de acordo com a presente invenção é muito difícil de contrafazer. Os padrões moire revelados servem como um meio para distinguir facilmente entre um documento real e um falsificado. 7. Uma importante vantagem ulterior da presente invenção é que ela pode ser usada para autenticar documentos impressos sobre qualquer tipo de suporte, incluindo papel, materiais plásticos etc, os quais podem ser opacos ou transparentes. Além do mais, o presente método inventado pode ser incorporado em imagens semitonalizadas em cores ou preto e branco (simples imagens constantes, gradações de tom ou cor, ou fotografias complexas). Por poder ser produzido usando os processos de impressão de documento originais de norma, o presente método oferece alta segurança sem custo adicional. 8. Além do mais, a camada de base impressa sobre o documento de acordo com a presente invenção precisa não ser de um nível de intensidade constante. Ao contrário, isso pode incluir em seus padrões de bandas de base possivelmente de tamanhos e formas variando gradualmente ou ter um primeiro plano e um plano de fundo de padrão de intensidade variada. Esses padrões podem ser incorporados (ou dissimulados) dentro de qualquer imagem semitonalizada de intensidade variável sobre o documento (tais como fotografia, um retrato, uma paisagem, ou qualquer motivo decorativo, os quais podem ser diferentes a partir do motivo gerado pelos padrões moire na superposição). Quando se variam os padrões ao longo da banda de base, os padrões moire correspondentes irão variar também dentro de suas bandas de moire. De modo semelhante, a cor dentro das bandas de base pode também ser variada gradualmente de acordo com sua posição. Os padrões moire de cor correspondentes também irão variar dentro de suas bandas de moire. Cada uma dessas variantes tem a vantagem de fazer as falsificações ainda mais difíceis, aumentando, além disso, desse modo a segurança provida pela presente invenção. 9. Em adição, pode-se criar uma camada de base com diferentes bandas de base colocadas em diferentes regiões de um documento de acordo com máscaras específicas ou com as diferentes bandas de base colocadas em cima umas das outra. Isso capacita a criação de padrões moire que podem ter diferentes orientações, formas, intensidades e possivelmente cores e que podem ser revelados por uma camada reveladora que incorpora igualmente uma retícula de linha de revelação único ou retículas de linha de revelação múltiplos. A superposição de diferentes padrões de banda de base pode permitir esconder alguns dos padrões de banda de base, desse modo provendo suporte para meios de cobertura de proteção, detectáveis somente pelas autoridades competentes ou por dispositivos de autenticação especializados. 10. Uma vantagem ulterior da invenção reside em sua capacidade de criar padrões moire dinâmicos que variam quando a camada de base e a camada reveladora são substituídas ou rodadas uma em relação à outra. Variando-se suavemente os padrões localizados dentro das bandas de base, pode-se criar padrões moire que variam suavemente. Como uma alternativa, incorporando-se nas bandas de base em diferentes fases variantes diferentes dos padrões de banda de base, pode-se criar moires de padrão múltiplo cujas formas, intensidades e cores podem variar suavemente ou fortemente quando se substitui a camada reveladora por cima da camada de base. Tal variação nas formas, intensidades e/ou cores de padrão de moire produzidas podem tomar-se uma referência e prover um meio fácil de autenticação de um documento ou um artigo de valor. 11. Uma vantagem ulterior apóia-se no fato de que padrões moire revelados a partir de uma imagem de intensidade (ou cor) variável podem representar um código que pode ser usado para checar a autenticidade do documento. Isso é particularmente útil para proteger, por exemplo, um documento de identidade assim como a fotografia de seu portador. Sem camada reveladora, a fotografia é aparente. Com a camada reveladora, os padrões moire que incorporam o código de verificação tomam-se aparentes. 12. A incorporação dos padrões de banda de base em uma imagem de intensidade (ou cor) variável pode prover um segundo nível de diminutos padrões de microestrutura que, quando revelados por uma retícula de linha de revelação, produzem padrões moire que dão informações relacionadas à validade de documento que incorpora essa imagem, por exemplo, um documento de viagem com embarque, desembarque e informações de validade ou um bilhete de ingresso com o nome do evento e a data de validade do bilhete. 13. Transformações geométricas permitem criar um grande número de desenhos de banda de base de acordo com diferentes critérios (por exemplo, a composição geométrica de retículas de banda de base pode mudar a cada mês), os quais são revelados por correspondentes retículas de linha de revelação transformados. Essa grande variedade de capacidades de desenho faz isso ser muito difícil para potenciais contrafações por adaptar continuamente desenhos enganadores a novas transformações geométricas.

REFERÊNCIAS CITADAS

Documentos de Patente US

Patente US 5.995.63S (Amidror, Hersch), 11/1999. Methods and apparatus for authentication of documents by using the intensity profile of moire pattems (Métodos e aparelho para autenticação de documentos usando o perfil de intensidade de padrões moire), devido cessionário EPFL.

Patente US 6.249.588 (Amidror, Hersch), 6/2001. Methods and apparatus for authentication of documents by using the intensity profile of moire pattems (Métodos e aparelho para autenticação de documentos usando o perfil de intensidade de padrões moire), devido cessionário EPFL.

Patente US 5.018.767 (Wicker), 5/1991. Counterfeit protected document (Documento protegido de contrafação).

Patente US 5.396.559 (McGrew), 3/1995. Anticounterfeiting method and device utilizing holograms and pseudorandom dot pattems (Método de anticontrafação utilizando hologramas e padrões de pontos pseudoaleatórios).

Patente US 5.712.713 (Drinkwater et al.), 1/1998, Security device for security documents such as banknotes and credit cards (Dispositivo de segurança para documentos de segurança como cédulas e cartões de crédito).

Patente US 5.032.003, (Antes), 7/1991, Optically variable surface pattem (Padrão de superfície variável oticamente).

Patente US 4.984.842 (Antes e Saxer), 1/1991, Document with an optical diffration safety element (Documento com um elemento de segurança de difração ótica).

Patente US 4.761.253 (Antes), 7/1998, Method and apparatus for producing a relief pattem with a microscopic structure, in particular having an optical diffraction effect (Método e aparelho para produzir um padrão de realce com um estrutura microscópica, em particular tendo um efeito de difração ótica).

Patente US 6.273.473, Self-verifying security documents (Documentos de segurança auto-verificantes), (Taylor, Hardwick, Bmce, Jackson, Wayne, Zientek, Hibbert, Cameron), 8/2001.

Pedido de Patente US 9/477.544 (Ostromoukhov, Hersch) Method an apparatus for generating digital halftone images by multi-color dithering (Método e aparelho para gerar imagens de meio-tom digitais por pontilhamento multicolor), depositado em 4 de Janeiro de 2000, devido cessionário EPFL

Pedido de Patente US 09/902.445, (Amidror e Hersch), 6/2001, Authentication of documents and valuable articles by using the moire intensity proíile (Autenticação de documentos e artigos de valor usando o perfil de intensidade de moire), depositado em 11 de Junho de 2001, devido cessionário EPFL.

Pedido de Patente US 09/902.227, (R. D. Hersch e B. Witter), Method and computing system for creating and displaying images with animated microstmctures (Método e sistema de computação para criar e exibir imagens com microestraturas de animação), depositado em 11 de Julho de 2001, devido cessionário EPFL.

Pedido de Patente US 09/998.229, Images and security documents protected by microstmctures (Imagens e documentos de segurança protegidos por microestruturas), inventores R. D. Hersch, E. Forler, B. Wittwer, P. Emmel, depositado em 3 de Dezembro de 2001, devido cessionário EPFL e seu sucessivo Pedido de PCT PCT/IB02/02686, R. D. Hersch, B. Wittwer, E. Forler, P. Emmel, D. Biemann, D. Gorostidi depositado em 5 de Julho de 2002.

Pedido de Patente US 10/183.550, 06/2002 Amidror, “Authentication with build-in encryption by using moire intensity profiles between random layers” (“Autenticação com criptografia embutida usando perfis de intensidade de moire entre camadas aleatórias”), depositado em 28 de Junho de 2002, devido cessionário EPFL.

Pedido de Patente Europeu 99 114 740.6, publicado como EP1073257A1, Method for generating a security document (Método para a geração de um documento de segurança), inventores R. D. Hersch, N. Rudaz, depositado em 28 de Julho de 1999, devidos cessionários: Orell-Füssli e EPFL.

DOCUMENTOS DE PATENTE ESTRANGEIROS

Patente do Reino Unido 1.138.011 (Canadian Bank Note Company), 12/1968. Improvements in printed matter for the purpose of rendering counterfeiting more difficult (Melhoramentos em matéria de impressão com o propósito de tomar a contrafação mais difícil).

OUTRAS PUBLICAÇÕES I. Amidror e R.D. Hersch, Fourier-based analysis and synthesis of moires in the superposition of geometrically transformed periodic stmctures (Análise e síntese baseadas em Fonrier de moires na superposição de estruturas periódicas transformadas geometricamente) Journal of the Optical Society of América A, Volume 15,1998, páginas 1100-1113. I. Amidror, Theory of the Moire Phenomenon (A Teoria do Fenômeno Moire), Kluwer Academic Publishers, 2000. página 21, páginas 353-360. I. Amidror, R. D. Hersch, Quantitative analysis of multichromatic moire effects in the superposition of coloured periodic layers (Análise quantitativa de efeitos de moire multicromáticos na superposição de camadas periódicas coloridas), Journal of Modem Optics, Volume 44, N° 5, 1997, 883-899. W. Hospel, Application of laser technology to introduce security features on security documents in order to reduce counterfeiting (Aplicação de tecnologia de laser para introduzir traços de segurança em documentos de segurança a fim de reduzir contrafação), SPIE Volume 3314, 1998, páginas 254-259. H. R. Kang, Digital Color Halftoning (Semitonalização de Cor Digital), SPIE Press, 1999, páginas 214-225,279-282. O. Mikami, New imaging functions of Moire by fly’s eye lenses (Novas funções de projeção de Moire por lentes olho de mosca), Japan Journal of Applied Physics, Volume 14, N° 3,1975; páginas 417-418. O. Mikami, New image-rotation using Moire lenses (Nova rotação de imagem usando lentes de Moire), Japan Journal of Applied Physics, Volume 14,N°7,1975; páginas 1065-1066. J. F. Moser, Document Protection by Optically Variable Graphics (Kinemagram) (Proteção de Documento por Gráficos Oticamente Variáveis (Cinematograma)), em Optical Document Security (Segurança Ótica de Documento), Ed. R. L. Van Renesse, Artech House, Londres, 1998, páginas 247-266). K. Patorski, The moire Fringe Technique (A Técnica de Franja de móire), Elsevier 1993, páginas 14-21. G. Oster, The Science of moire Pattems (A Ciências dos Padrões moire), Edmund Scientific, 1969. V. Ostromoukhov e R. D. Hersch, Artistic screening (Anteparos artísticos), SIGGRAPH Annual Conference (Conferência Anual de SIGGRAPH), 1995, páginas 219-228. V. Ostromoukhov e R. D. Hersch, Multi-color and artistic dithering (Pontilhamento multicolor e artístico), SIGGRAPH Annual Conference (Conferência Anual de SIGGRAPH), 1999, páginas 425-432. N. Rudaz, R. D. Hersch, Protecting identity documents with a just noticeable microstmcture (Protegendo documentos de identidade com uma microestrutura apenas perceptível), Conf. Optical Security e Counterfeit r Deterrence Techniques IV (Conferência de Segurança Otica e Técnicas de Detenção de Contrafação IV), 2002, SPIE Volume 4677, páginas 101-109. B. Saleh, M. C. Teich, Fundamentais of Photonics (Fundamentos de Fotônica), John Wiley, 1991, página 116.

Thomas Sederberg, “A Physically Based Approach to 2D Shape Blending”(“üma Abordagem Baseada Fisicamente para Mistura de Forma de 2D”), Proc. Siggraph ’92, Computer Graphics, Volume 26 N° 2, Julho de 1992,25-34.

Oleg Veryovka e John Buchanan, “Texture-based Dither Matrices” (“Matrizes de Pontilhamento baseadas em textura”) Computer Graphics Fómm (Fómm de Computação Gráfica) Volume 19, N° 1, páginas 51-64.

Claims

1. Dispositivo de segurança para autenticação de documentos e artigos de valor por padrões moire, compreendendo: (a) uma camada de base; e, (b) uma camada revcladora compreendendo uma retícula de linhas de revelação, caracterizado pelo falo de que; a camada de base compreende bandas de base que são repetidas somente ao longo de uma direção, com as bandas de base compreendendo ao longo das mesmas uma sequência não repetitiva de padrões de banda de base tendo formas específicas; e, a superposição das bandas de base e da camada revcladora produz padrões moire tendo formas específicas, que são uma transformação das formas específicas dos padrões de banda de base, com a transformação compreendendo uma ampliação em somente uma direção das formas específicas dos padrões de banda de base.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ampliação é ao longo de uma orientação, a ampliação sendo específica por um fator de escala d que depende do período T I de banda de base, período T2 de retícula de linha e um ângulo relativo Θ entre as orientações de banda de base e de retícula de linha.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o fator de escala d é dado por d = (Xj - λ)χ,, onde λ = Tl/tan Θ e onde xs = (Tl/tan Θ) - (T2/sen θ), o fator de escala se tomando após uma simplificação algébrica d = T2/(T2 - Ticos Θ).

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um conjunto de bandas de base é curvilíneo.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a retícula de linha de revelação é curvilínea.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação I, caracterizado pelo fato de que a camada de base e a camada reveladora são transformadas geometricamente não linearmente de acordo com um conjunto de parâmetros de transformação, o conjunto de parâmetros de transformação permitindo a individualizaçao dos dispositivos de segurança.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base compreende múltiplos conjuntos de bandas de base caracterizados por parâmetros diferentes selecionados do grupo de parâmetros de orientação e parâmetros de período e parâmetros de transformação geométrica.

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a retícula de linha de revelação compreende linhas selecionadas do grupo cie linhas contínuas, linhas pontilhadas, linhas interrompidas c linhas parcial mente perfuradas.

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base compreende múltiplos padrões entrelaçados, e o deslocamento da camada reveladora sobre a camada de base produz padrões moine compreendendo instâncias transformadas e misturadas dos múltiplos padrões entrelaçados.

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os padrões moine de referência são padrões moire de referência memorizados previamente vistos em uma superposição de uma camada de base e uma camada reveladora em itens que são conhecidos ser autênticos e onde a comparação dos padrões moire com padrões moire de referência é feita por visualização.

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base é convertida em imagem sobre um suporte opaco e a camada reveladora sobre um suporte transparente.

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base e a camada reveladora ficam localizadas em duas partes diferentes do documento, capacitando, desse modo, a visualização do padrão moire a ser executado por superposição da camada de base e da camada reveladora do documento.

13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base é criada por um processo para transferir uma imagem para um suporte, sendo o processo selecionado a partir do conjunto compreendendo processos biográfico, fotolitográfico, fotográfico, eletrofotográfico, de entalhe, de gravação, de perfuração, de gravação em relevo, de jato de tinta e de sublimaçao de corante.

14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base é encorpada por um elemento selecionado a partir de um conjunto de dispositivos transparentes, dispositivos opacos, dispositivos opticamente variáveis e dispositivos difratores.

15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada reveladora é um elemento selecionado a partir do grupo compreendendo um plástico opaco com linhas transparentes, microlentes cilíndricas e dispositivo diffaior que emula o comportamento de microlentes cilíndricas.

16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base fica localizada no documento selecionado a partir do grupo consistindo de cédula, cheque, papel de crédito, cartão de identificação, passaporte, documento de viagem, bilhete, disco óptico, produto de valor, rótulo afixado em produto e embalagem de um produto.

17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma camada selecionada a partir do conjunto compreendendo a camada de base e a camada reveladora, fica localizada no produto, e onde pelo menos outra camada, selecionada do mesmo conjunto, fica localizada na embalagem do produto.

18. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base compreende padrões cujas cores variam gradualmente de acordo com a sua posição, gerando na superposição da camada padrões moire que variam em suas cores de acordo com sua posição.

19. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base compreende padrões cujas formas variam de acordo com sua posição, desse modo gerando na superposição de camada padrões moire cujas formas variam também de acordo com a sua posição.

20. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base compreende padrões cujas formas variam de acordo com a intensidade do local e formam uma imagem de intensidade variável.

21. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base compreende padrões cujas formas variam de acordo com a cor do local e formam uma imagem de cor variável.

22. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de base compreende uma imagem tremida com uma matriz de pontílhamento incorporando padrões de banda de base, onde sem camada reveJadora a imagem aparece e com a camada reveladora padrões moire aparecem a qual permite verificar a autenticidade do documento.

23. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a imagem é a fotografia do portador do documento e onde os padrões moire revelados são relacionados a informação impressa no documento.

24. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os padrões de camada de base são impressos usando pelo menos uma tinta não padrão, assim fazendo sua difícil reprodução exata usando as cores ciano, magenta, amarelo e preto padrão disponíveis cm fotocopiadoras e sistemas de mesa comuns, mencionadas tintas não padrão sendo selecionadas a partir do conjunto compreendendo além de tintas de uma gama de cor, tintas opacas, tintas fluorescentes, tintas iridescentes, tintas metálicas e tintas visíveis sob luz UV,

25. Método para autenticação de documentos e artigos de valor por padrões moire, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a) prover um dispositivo de segurança como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 24; b) superpor a camada de base e a camada reveladora, desse modo produzindo padrões moire; e, c) comparar os padrões moire com os padrões moire de referência e dependendo do resultado da comparação, aceitar ou rejeitar os documentos.

26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que uma etapa adicional de translação da camada reveladora no topo da camada de base produz uma animação de padrões moire cuja orientação e velocidade dependem de parâmetros de orientação e de período das bandas de base e da retícula de linha.

27. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que as bandas de base são parte de uma imagem semitonalizada e onde, sem camada reveladora, a imagem semitonalizada é visível e onde a superposição da camada reveladora no topo da camada de base faz os padrões moire se tomarem visíveis.

28. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que os padrões moire produzem um código feito de caracteres alfanuméricos e onde a comparação dos padrões moire com os padrões moire de referência consiste na comparação do código com o código de referência localizado no documento.

29. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que os padrões moire produzem um código cifrado feito de caracteres alfanuméricos e onde a comparação de padrões moire com padrões moire de referência requerem uma etapa adicional de decodificação do código.