BRPI0920893B1 - código com zonas geométricas cujas formas e/ou cores variam de acordo com uma mensagem, processo e dispositivo de autenticação do mesmo - Google Patents

Abstract

código com zonas geométricas cujas formas e/ou cores variam de acordo com uma mensagem, processo e dispositivo de autenticação do mesmo o processo de de autenticação de um código com zonas geométricas de formas e/ou cores variáveis em função de uma mensagem, comporta: uma etapa (115) de geração do referido código com zonas geométricas variáveis, em função de uma mensagem para fornecer zonas geométricas; uma etapa (120 a 130) de geração de um código digital de autenticação para fornecer os valores digitais; e uma etapa (135) de formação de uma imagem do referido código com zonas geométricas comportando, em pelo menos uma parte de suas zonas geométricas e/ou pelo menos um espaço entre as zonas geométricas, uma parte do referido código digital de autenticação.

Description

(54) Título: CÓDIGO COM ZONAS GEOMÉTRICAS CUJAS FORMAS E/OU CORES VARIAM DE ACORDO COM UMA MENSAGEM, PROCESSO E DISPOSITIVO DE AUTENTICAÇÃO DO MESMO (51) Int.CI.: G06K 19/06.

(30) Prioridade Unionista: 23/09/2008 FR 08/05214; 27/11/2008 FR 08/06673.

(73) Titular(es): ADVANCED TRACK & TRACE.

(72) Inventor(es): JUSTIN PICARD; JEAN-PIERRE MASSICOT; ALAIN FOUCOU; ZBIGNIEW SAGAN.

(86) Pedido PCT: PCT FR2009001096 de 15/09/2009 (87) Publicação PCT: WO 2010/034897 de 01/04/2010 (85) Data do Início da Fase Nacional: 23/03/2011 (57) Resumo: CÓDIGO COM ZONAS GEOMÉTRICAS CUJAS FORMAS E/OU CORES VARIAM DE ACORDO COM UMA MENSAGEM, PROCESSO E DISPOSITIVO DE AUTENTICAÇÃO DO MESMO O processo de de autenticação de um código com zonas geométricas de formas e/ou cores variáveis em função de uma mensagem, comporta: uma etapa (115) de geração do referido código com zonas geométricas variáveis, em função de uma mensagem para fornecer zonas geométricas; uma etapa (120 a 130) de geração de um código digital de autenticação para fornecer os valores digitais; e uma etapa (135) de formação de uma imagem do referido código com zonas geométricas comportando, em pelo menos uma parte de suas zonas geométricas e/ou pelo menos um espaço entre as zonas geométricas, uma parte do referido código digital de autenticação.

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CÓDIGO COM ZONAS GEOMÉTRICAS CUJAS FORMAS E/OU CORES VARIAM DE ACORDO COM UMA MENSAGEM, PROCESSO E DISPOSITIVO DE AUTENTICAÇÃO DO MESMO

A presente invenção refere-se a um processo e um dispositivo de de autenticação de códigos geométricos. Se aplica, em particular aos códigos de barras em uma dimensão (dita 1D), em duas dimensões (dita 2D), ou mesmo em três dimensões (3D) e a Matriz de Dados (marca registrada).

O código de Matriz de Dados é uma simbologia de código de barras bidimensional com alta densidade, permitindo representar uma quantidade importante de informações sobre uma superfície reduzida, até 2.335 caracteres alfadigitais ou 3.116 caracteres digitais, sobre cerca de 1 cm². O código de Matriz de Dados está no domínio público. A Matriz de Dados apresenta-se sob a forma de uma matriz constituída de pontos ou quadrados justapostos.

O código de Matriz de Dados responde à norma ISO IEC16022. De acordo com esta norma, o símbolo de Matriz de Dados pode conter níveis de robustez, conhecidos sob o nome de verificação e correção de erro ou ECC (acrônimo de Error Check Corretion), diferentes que lhe permite ser lido mesmo estando parcialmente degrado ou ocultado. Existem várias alternativas à Matriz de Dados admitidas pela norma ECC000 que não oferece nenhuma robustez se o símbolo for degradado, na fase dos códigos de barras 1D (EAN 13) ao ECC200 que oferece o nível de segurança máximo (leitura possível de um símbolo ocultado até cerca de 20%) .

O domínio principal de aplicação da Matriz de Dados é a marcação de peças muito pequenas mecânicas ou

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2/41 eletrônicas. É utilizado, entre outros, pela NASA (acrônimo de National Agency for Space and Aeronautics” ou agência nacional para a aeronáutica e o espaço), para a marcação de cada uma das peças compondo as naves espaciais. Nas aplicações correntes, é utilizado para a colocação de selos do correio em certos países, como a Suíça, e mais recentemente para certas aplicações de telefonia móvel, é então frequentemente denominado Tag” (ou etiqueta) Flashcode (marca registrada) é uma implementação comercial proprietária utilizando a norma Matriz de Dados.

A Matriz de Dados ECC200 faz parte dos padrões adoptados por GS1 (acrônimo de Global Standard” para padrão global) e um parecer recente da AFSSAPS (acrônimo de Agência Francesa de Segurança Sanitária dos Produtos de Saúde”) indica que, até janeiro de 2011, todos os medicamentos submetidos a uma autorização de comercialização deverão comportar, além das menções legais atuais, um código 2D Matriz de Dados contendo um certo número de informações predefinidas.

A Matriz de Dados foi concebida para maximizar a quantidade de dados armazenáveis sob forma de imagem, de modo que a decodificação por máquinas, ou leitores, destes dados (sobre a base de uma captura de imagem) seja rápida e confiável. Contudo, não foi concebido para proteger os dados armazenados, enquanto que esta problemática acontece cada vez mais.

Assim, a decodificação da Matriz de Dados faz-se de acordo com um padrão aberto, e não incorpore a chave criptográfica para codificar e/ou aplicar uma assinatura digital aos dados. Contudo, os dados da mensagem armazenada

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3/41 podem ser codificados ou assinados digitalmente antes de serem modulados para formar a Matriz de Dados. Assim, podese garantir a fonte e a integridade de uma mensagem, sem que não seja possível à alguém falsificar uma mensagem legítima (modificar seu conteúdo) ou fazer-se passar pelo autor de uma mensagem legítima.

Contudo, as técnicas criptográficas não oferecem proteção contra a reprodução exata idêntica, ou clonagem, dos dados de uma Matriz de Dados. Em numerosas aplicações de antifalsificação é essencial poder proteger-se contra estas cópias idênticas, pois o falsificador pode sem dificuldade fazer uma cópia perfeita de um documento, embalagem, ou outro objeto comportando uma Matriz de Dados, se não contém elementos anticópia. Certas aplicações de rastreabilidade (em inglês track and trace) permitem rastrear, em todos os níveis da cadeia de distribuição, os produtos pelo código identificante contido na Matriz de Dados: podem assim determinar a presença de duplicatas se um código identificante for encontrado mais de uma vez, ou ainda determinar as anomalias na distribuição, se o código identificante aponta para um produto que deveria se encontrar em um outro lugar da cadeia de distribuição.

É certo que uma rastreabilidade unitária em todos os níveis da cadeia de distribuição é uma ajuda contra a falsificação, ainda que finalmente, não permita determinar qual dos dois produtos aparentemente idênticos seja o original. Contudo, na maioria dos casos, tal sistema de rastreabilidade é muito dispendioso, ou mesmo simplesmente impossível de instaurar pelo fato que deve ser centralizado para que os dois produtos levando a mesma Matriz de Dados

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4/41 encontrados em dois lugares diferentes possam ser identificados como tais.

É o padrão dos detentores de direitos que utilizam as Matrizes de Dados, utilizarem frequentemente outros meios para assegurar a autenticidade de um documento ou produto. Por exemplo, várias soluções são baseadas em etiquetas protegidas, que combinam um de autenticação, tal como um holograma ou um OVD (acrônimo de Optically Variable Device” para dispositivo oticamente variável) colocado perto da Matriz de Dados.

Infelizmente, os meios utilizados são geralmente dispendiosos e pouco eficazes. Dispendiosos, pois várias tecnologias de de autenticação necessitam de tecnologias avançadas para a construção de efeitos óticos. Pouco eficazes, pois cada vez mais, os efeitos óticos podem ser imitados com suficientemente precisão a menor custo. Além disso, estes efeitos não protegem intrinsecamente o código de identificação. Por exemplo se um conjunto de documentos contendo o meio de de autenticação é roubado, os códigos Matriz de Dados arbitrários podem ser-lhe aplicados.

O Matriz de Dados pode ser protegido” contra a cópia ao marcá-lo, por exemplo, com tintas especiais. Contudo, os falsificadores conseguem obter de tintas especiais cada vez mais facilmente, e esta solução não é verdadeiramente segura, além de ser dispendiosa. Também, para numerosas aplicações, as Matrizes de Dados são marcados por ablação à laser.

O documento US 2008/0252066 propõe imprimir códigos de barras 2D multicoloridos, a leitura e/ou a de autenticação necessita de iluminação do código impresso por diferentes

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5/41 fontes luminosas e/ou filtros espectrais. Infelizmente, a utilização de várias tintas é dispendiosa e complexa para produção, e necessita de meios especializados de captura de imagem para a detecção, o que limita as possibilidades de de autenticação. Por outro lado, tal abordagem não oferece uma grande segurança contra um adversário determinado, que pode facilmente encontrar os tipos de tintas utilizadas, e determinar os códigos impressos com iluminação espectral apropriada.

O documento US 2008/110990 propõe aplicar uma rotação com a cabeça de impressão, cujo efeito pode, em seguida, ser detectado e medido sobre a base de uma captura de imagem de uma impressão de um código barra. Contudo, este documento admite implicitamente que o processo que descreve permite detectar somente as cópias realizadas com um meio de impressão não permitindo a rotação da cabeça de impressão. Assim, esta invenção não oferece real proteção contra as falsificações realizadas com o mesmo meio de impressão, e é restritiva, pois impõe a utilização de um meio de impressão particular, o que limita fortemente sua utilização.

O documento WO 2008/003964 propõe os métodos permitindo introduzir um segundo nível de informação nos códigos de barras 1D e 2D variando os elementos portadores de informações para que representem o segundo nível de informação, por exemplo, alargando ou diminuindo a dimensão das células de uma Matriz de Dados, ou recortando ou não, as extremidades de suas células pretas. Esta abordagem resolve uma parte dos defeitos da técnica anterior, pois o segundo nível de informação, podendo ser utilizado para a

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6/41 de autenticação, é inserido durante a impressão, o que é prático e pouco dispendioso. É securitário com relação aos falsificadores ignorando a aplicação deste processo, e se aplica somente a duplicar o código barra reproduzindo a informação de primeiro nível. Contudo, o segundo nível pode ser facilmente copiado idêntico por um falsificador informado de sua presença. Este documento indica, além disso, que o segundo nível de informação é copiável por um meio de impressão de boa qualidade, ainda que a sensibilidade à cópia seja maximizada (ver página 12, linhas 9-12 deste documento).

A presente invenção visa remediar estes inconvenientes. Em particular, refere-se aos métodos permitindo incluir um segundo nível de informação, pelo mesmo processo de impressão que imprime o código de barra, este segundo nível de informação, contrariamente ao ensino do documento previamente citado, sendo fisicamente e matematicamente impossível de copiar.

Para isso, de acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção visa um processo de de autenticação de um código com zonas geométricas de formas e/ou cores variáveis em função de uma mensagem, caracterizado pelo fato de que comporta:

- uma etapa de geração do referido código com zonas geométricas variáveis, em função de uma mensagem para fornecer as zonas geométricas,

- uma etapa de geração de um código digital de autenticação para fornecer os valores digitais e

- uma etapa de formação de uma imagem do referido código com zonas geométricas comportando, em pelo menos uma

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7/41 parte de suas zonas geométricas e/ou em pelo menos um espaço entre as zonas geométricas, uma parte do referido código digital de autenticação.

Assim, a presente invenção permite autentificar diretamente um código de barras 2D, sobre a base de uma imagem deste, por meios puramente digitais, deixando ao mesmo tempo legível este código de barras 2D.

Remarca-se aqui que os códigos digitais de autenticaçãos, também chamados em seguida CNA, são imagens digitais que, uma vez marcadas sobre um suporte, por exemplo, por impressão ou modificação local do suporte, apresentam propriedades em geral mensuráveis automaticamente a partir de uma imagem captada, que são modificadas durante sua cópia. Os códigos digitais de autenticaçãos baseiam-se geralmente na degradação de pelo menos um sinal sensível à cópia, tal sinal sendo portado por elementos de imagem com características mensuráveis sensíveis à cópia.

Assim, uma zona geométrica comportando uma parte do código digital de autenticação apresenta uma característica de marcação variável adaptada a ser globalmente deteriorada durante uma cópia da referida zona geométrica.

Certos tipos de códigos digitais de autenticaçãos podem igualmente conter a informação permitindo identificar ou rastrear o documento que a contém. Os CNA são extremamente vantajosos para a detecção de cópia. De fato, são extremamente pouco dispendiosos para produzir, muito fáceis de integrar, e podem ser lidos por uma máquina tendo os meios de captura de imagem, podendo ao mesmo tempo oferecer uma grande segurança contra a cópia. Graças à

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8/41 aplicação da presente invenção, um código com zonas geométricas, por exemplo, com barras, é indissociavelmente ligado a um CNA.

Observa-se que a presente invenção apresenta vantagens em relação à simples justaposição de um código com zonas geométricas e um CNA. Por um lado, esta última abordagem implicaria na impressão de dois códigos em momentos diferentes sobre o documento, o que consumiria espaço e tornaria o processo de produção dos documentos protegidos mais complexo. Por outro lado, a de autenticação pediria a captura de duas imagens, uma do CNA e a outra do código com zonas geométricas, o que tornaria o procedimento de leitura menos prático. Finalmente, um falsificador conseguindo obter um certo número de documentos munidos do CNA antes da impressão da Matriz de Dados, ou conseguindo obter a placa de impressão ou um arquivo contendo o CNA de origem, estaria em condições de gerar os documentos autênticos, clonando as Matrizes de Dados autênticos associados ao CNA.

Observa-se que a etapa de formação de uma imagem pode, por exemplo, comportar uma impressão, uma ablação de matéria, uma transferência sólida ou uma modificação física ou química local, por exemplo, sob o efeito de calor.

De acordo com características particulares, a etapa de formação de uma imagem afeta, devido aos riscos físicos da formação de imagem, a representação do código digital de autenticação em uma taxa de erro superior a um primeiro valor predeterminado e inferior a um segundo valor predeterminado.

Recorda-se aqui que os códigos digitais de autenticaçãos (CNA) são compostos de diferentes elementos

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9/41 assumindo valores discretos. No caso de valores binários, os elementos podem ser representados por uma célula de uma cor preta (impressa) ou branca (não impressa). Durante a detecção, determina-se uma taxa de erro que corresponde à taxa de células contendo um valor incorreto. Nota-se que a taxa de erro está diretamente ligada à razão da energia do sinal sobre a energia do ruído.

Por exemplo, o primeiro valor predeterminado vale 10% e o segundo valor predeterminado vale 35%.

De acordo com características particulares, a etapa de formação de uma imagem afeta, devido aos riscos físicos da formação de imagem, entre duas formações do mesmo código com zonas geométricos variáveis, a representação do código digital de autenticação de uma variação superior a um terceiro valor predeterminado e inferior a um quarto valor predeterminado.

Por exemplo, o terceiro valor predeterminado vale 2% e o quarto valor predeterminado vale 45%.

De acordo com características particulares, a etapa de formação de uma imagem afeta, devido aos riscos físicos da formação de imagem, a representação do código digital de autenticação de um ruído, de modo que a razão sinal sobre ruído da representação do código digital de autenticação é inferior a um quinto valor predeterminado.

De acordo com características particulares, a etapa de formação de uma imagem afeta, devido aos riscos físicos da formação de imagem, a representação do código digital de autenticação de um ruído, de modo que a razão sinal sobre ruído da representação do código digital de autenticação seja superior a um sexto valor predeterminado.

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Por exemplo, o quinto valor predeterminado da razão sinal sobre ruído vale 0,05 e o sexto valor predeterminado vale 2,63, resultando em um desempenho de detecção de cópia de pelo menos 25% do desempenho ótimo de detecção de cópia (obtido para um valor de 0,56).

Por exemplo, o quinto valor predeterminado da razão sinal sobre ruído vale 0,11 e o sexto valor predeterminado vale 1,8, resultando em um desempenho de detecção de cópia de pelo menos 75% do desempenho ótimo de detecção de cópia (obtido para um valor de 0,56).

Por exemplo, o quinto valor predeterminado da razão sinal sobre ruído vale 0,32 e o sexto valor predeterminado vale 0,93, resultando em um desempenho de detecção de cópia de pelo menos 90% do desempenho ótimo de detecção de cópia (obtido para um valor de 0,56).

De acordo com características particulares, o processo objeto da presente invenção, tal como sucintamente exposto acima comporta, além disso:

- uma etapa de determinação de condições de formação da referida imagem, e

- uma etapa de determinação de características físicas de células de pelo menos uma parte do código digital de autenticação, em função das condições de formação de imagem.

De acordo com características particulares, durante a etapa de geração do referido código com zonas geométricas variáveis, as zonas geométricas variáveis são as barras globalmente retangulares paralelas cuja largura e/ou afastamento varia em função da referida mensagem.

Assim, a presente invenção se aplica aos códigos de

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11/41 barras com uma dimensão.

De acordo com características particulares, durante a etapa de geração do referido código com zonas geométricas variáveis, as zonas geométricas variáveis são as zonas quadradas inseridas em uma matriz cuja cor e/ou pelo menos uma dimensão varia em função da referida mensagem.

Assim, a presente invenção se aplica aos códigos de barras com duas dimensões.

De acordo com características particulares, durante a etapa de formação da imagem do referido código com zonas geométricas comportando, em pelo menos uma parte de suas zonas geométricas, uma parte do referido código digital de autenticação, o código digital de autenticação toma a forma de uma variação de pelo menos uma dimensão de zonas geométricas variáveis.

De acordo com características particulares, durante a etapa de formação da imagem do referido código com zonas geométricas comportando, em pelo menos uma parte de suas zonas geométricas, uma parte do referido código digital de autenticação, cada parte do código digital de autenticação inserida em uma zona geométrica do código com zonas geométricas variáveis, toma a forma de uma distribuição de células retangulares de pelo menos uma ordem de grandeza menor que as dimensões da referida zona geométrica, uma parte das referidas células apresentando uma cor diferente da referida zona geométrica.

De acordo com características particulares, em cada zona geométrica comportando uma parte do código digital de autenticação, a superfície das referido células é inferior a um quarto da superfície da referida zona geométrica.

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De acordo com características particulares, o processo objeto da presente invenção comporta, tal como sucintamente exposto acima, adicionalmente, uma etapa de codificação de uma informação no referido código digital de autenticação.

De acordo com características particulares, a referida informação é em função da referida mensagem e/ou a referida mensagem é em função da referida informação.

Reforça-se assim a de autenticação, pois não se pode modificar a mensagem sem modificar a informação portada pelo CNA e/ou reciprocamente.

De acordo com características particulares, a referida informação é representativa de uma medida de degradação do código digital de autenticação devido aos riscos físicos afetando a imagem durante a etapa de formação de uma imagem.

Por exemplo, a informação é representativa de uma taxa de erros devidos à etapa de formação de uma imagem, uma razão sinal sobre ruído devido à etapa de formação de uma imagem ou uma taxa de correlação com um código digital de autenticação de origem. Esta informação pode representar um nível de degradação esperado ou um nível de degradação limite além do qual o código será considerado como uma cópia. A de autenticação da imagem pode assim ser realizada de maneira autônoma, por um leitor adaptado para captar uma imagem do código digital de autenticação inserido no código com zonas geométricas variáveis, pois este indica, por meio da informação que ele porta, o nível de degradação normal e, consequentemente, a partir de qual nível de degradação, uma imagem captada representa uma cópia do código digital de autenticação.

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De acordo com características particulares, o processo objeto da presente invenção comporta, além disso, uma etapa de medida de degradação do código digital de autenticação gerado durante a etapa de formação de uma imagem.

De acordo com características particulares, durante a etapa de medida de degradação, aplica-se os códigos de detecção de erros integrados ao referido código digital de autenticação.

A referida medida, ou pontuações é, por exemplo, a percentagem de bits corretamente determinada, uma taxa de correlação entre o CNA de origem e o CNA captado em uma imagem captada por um sensor de imagem.

De acordo com características particulares, o processo objeto da presente invenção, tal como sucintamente exposto acima, comporta uma etapa de determinação de uma marca da imagem gerada, a referida marca em função de uma degradação do código digital de autenticação durante a etapa de formação de uma imagem.

O objeto ou documento que porta o código com zonas geométricas variáveis pode assim ser identificado, isto é reconhecido, ainda que o código com zonas geométricas variáveis e o código digital de autenticação sejam idênticos para uma pluralidade de objetos ou documentos.

De acordo com um segundo aspecto, a presente invenção visa um dispositivo de de autenticação de um código com zonas geométricas de formas e/ou cores variáveis em função de uma mensagem, caracterizado em que comporta:

- um meio de geração do referido código com zonas geométricas variáveis, em função de uma mensagem adaptada para fornecer zonas geométricas,

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- um meio de geração de um código digital de autenticação adaptado para fornecer valores digitais, e

- um meio de formação de uma imagem do referido código com zonas geométricas comportando, em pelo menos uma parte de suas zonas geométricas e/ou em pelo menos um espaço entre as zonas geométricas, uma parte do referido código digital de autenticação.

De acordo com um terceiro aspecto, a presente invenção visa um processo de de autenticação de um código com zonas geométricas de formas e/ou cores variáveis, representado por uma imagem captada, caracterizado em que comporta:

- uma etapa de leitura de uma mensagem portada pelas formas e cores médias das zonas geométricas,

- uma etapa de medida de um nível de degradação de um código digital de autenticação representado em pelo menos uma parte das zonas geométricas do referido código com zonas geométricas, e

- uma etapa de determinação da autenticidade do referido código com zonas geométricas em função de pelo menos um referido nível de degradação.

De acordo com um quarto aspecto, a presente invenção visa um dispositivo de de autenticação de um código com zonas geométricas de formas e/ou cores representado por uma imagem captada, caracterizado pelo fato de que comporta:

- um meio de leitura de uma mensagem portada pelas formas e cores médias das zonas geométricas,

- um meio de medida de um nível de degradação de um código digital de autenticação representado em pelo menos uma parte das zonas geométricas do referido código com zonas geométricas, e

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- um meio de determinação da autenticidade do referido código com zonas geométricas adaptado para determinar a autenticidade do referido código com zonas geométricas variáveis em função de pelo menos um referido nível de degradação.

De acordo com um quinto aspecto, a presente invenção visa um código com zonas geométricas de formas e/ou cores variáveis em função de uma mensagem, caracterizada pelo fato de que representa:

- uma mensagem pelo intermédio das zonas geométricas e

- um código digital de autenticação, em pelo menos uma parte de suas zonas geométricas, por uma característica de marcação variável em função do referido código digital de autenticação.

As vantagens, objetivos e características particulares destes dispositivos, deste processo e deste código objetos da presente invenção sendo similares aos do processo de de autenticação objeto do primeiro aspecto da presente invenção, tal como sucintamente exposto acima, não são recordados aqui.

Outras vantagens, objetivos e características particulares da presente invenção surgirão da descrição em seguida, feita em um objetivo explicativo e de modo algum limitativo, perante aos desenhos anexados, nos quais:

- a figura 1A representa uma Matriz de Dados conhecida na técnica anterior,

- a figura 1B representa uma ampliação da Matriz de Dados ilustrada na figura 1A,

- as figuras 2A e 3A representam modos de realização particulares dos códigos objetos da presente invenção, as

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16/41 ampliações de partes destes códigos dadas na figuras 2B e 3B, respectivamente,

- as figuras 4 à 7 representam, sob forma de logigramas, as etapas aplicadas nos modos de realização particulares dos processos objetos da presente invenção,

- a figura 8 representa, esquematicamente, um modo de realização particular do dispositivo objeto da presente invenção,

- a figura 9A representa um modo de realização particular de um código objeto da presente invenção, uma ampliação de uma parte deste código senda dada na figura 9B, e

- a figura 10 representa o desempenho de detecção de cópia normalizada em relação ao valor ótimo, em função da razão sinal sobre ruído.

Em toda a descrição, utiliza-se indiferentemente os termos formação de uma imagem” ou de impressão” para designar a formação de uma marca detectável, por exemplo, por depósito de tinta, ablação de matéria, transferência de pó sólido ou uma modificação física ou química local, por exemplo, sob o efeito de calor.

Embora a descrição que segue seja feita para o caso de códigos de barras em duas dimensões, a presente invenção não se limita a este tipo de marcação e impressão sobre os objetos, mas se estende, bem ao contrário, a todos os tipos de marcações e de impressão de códigos com zonas geométricos de formas e/ou cores variáveis em função de uma mensagem, especificamente os códigos de barras em uma, duas ou três dimensões formados na superfície dos objetos e as marcações sob a superfície dos objetos.

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No caso dos códigos de barras com uma dimensão, as zonas geométricas do código são barras verticais retangulares alternativamente brancas e pretas cujas larguras variam em função da mensagem portada pelo código.

No caso dos códigos de barras com duas dimensões, as zonas geométricas do código são quadrados formando uma grade regular, cuja cor varia em função da mensagem portada pelo código.

Na sequência da descrição, chama-se células estas zonas geométricas.

Descreve-se abaixo, em particular, os métodos e dispositivos para autentificar diretamente os códigos de barras 2D (também chamados de Matriz de Dados) e, especificamente, para autentificar os códigos de barras 2D impressos por integração de um código digital de autenticação (CNA), marcados por laser com intensidade modulável, e por laser com intensidade fixa.

Com relação à integração de um CNA em um código de barras 2D, um método para gerar uma Matriz de Dados comportando um CNA integrado é descrito abaixo em relação à figura 4. Nota-se que os parâmetros de geração recomendados do CNA, especificamente a resolução em píxeis por polegadas e o tipo de célula utilizado (isto é, a forma e/ou o tamanho dos elementos compondo o CNA), foram determinados anteriormente para o processo de impressão (papel, tinta, máquina de impressão, documento), por exemplo utilizando um método conhecido.

Com relação ao método de determinação dos parâmetros ótimos de formação de imagem dos padrãos identificantes, existe uma taxa de degradação ótima permitindo separar mais

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18/41 facilmente possível as diferentes impressões de um mesmo padrão identificante fonte. Assim, se a taxa de degradação na impressão é muito fraca, por exemplo 1% ou 2% (1 ou 2% das células ou píxeis do padrão identificante são mal lidos a partir de uma captura perfeita), as diferentes impressões de um mesmo padrão identificante são muito próximas uma da outra, e é difícil identificá-las de maneira confiável, a menos que tenha uma captura muito precisa da imagem e/ou um algoritmo de análise muito preciso. Similarmente, quando a taxa de degradação é muito alta, por exemplo, 45 a 50% (45 ou 50% das células da matriz de informação protegida são mal lidas a partir de uma captura perfeita, 50% significando que não há nenhuma correlação estatística entre a matriz lida e a matriz de origem), os padrões identificantes impressos são quase indistintos um dos outros. Na realidade, a taxa de degradação ótima está próxima de 25%, e se as condições da aplicação a permitem, é preferível se aproximar. De fato, para 25% de degradação, supondo as variações de impressão e portanto as degradações sejam de natureza probabilística, maximiza-se, cada um dos pontos do padrão identificante impresso, há possibilidades de diferir dos outros padrões identificantes impressos.

Dá-se abaixo, uma segunda análise das taxas de erro a serem procuradas durante a formação de uma imagem a ser impressa em função dos meios de impressão aplicados.

Recorda-se aqui que os códigos digitais de autenticaçãos (CNA) são compostos de diferentes elementos portando valores discretos. No caso de valores binários, os elementos podem ser representados por uma célula de uma cor preta (impressa) ou branca (não impressa). Durante a

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19/41 detecção, determina-se uma taxa de erro que corresponde à taxa de células contendo um valor incorreto. Nota-se que a taxa de erro está diretamente ligada à razão da energia do sinal sobre a energia do ruído.

A fim de determinar como pode-se gerar os MPCV permitindo otimizar a detecção de cópia, apresentamos abaixo um modelo baseado na teoria da decisão. As características medidas sobre as imagens (ou pontos) são representadas por sinais. Para simplificar a análise, fazse a hipótese que os sinais digitais, antes da impressão, têm valores binários, correspondendo às características que podem ter valores binários (por exemplo, dois tamanhos de pontos, duas posições, etc.). Esta hipótese justifica-se pelo fato de que a maior parte dos processos de impressão trata de imagens binárias. Evidentemente, as conclusões da análise podem ser estendidas aos casos mais complexos, especificamente com vários valores possíveis de características de ponto. A impressão do MPCV é modelizada pela adição de ruído gaussiano. É igualmente suposto que as cópias são realizadas com o mesmo processo de impressão, de modo que a impressão da cópia é modelizada igualmente pela adição de ruído gaussiano de mesma energia. Além disso, o falsificador que capta o sinal antes de imprimir uma cópia é forçado a reconstruir um sinal binário fazendo uma estimativa do valor inicial que minimiza sua probabilidade de erro.

Este modelo corresponde diretamente aos MPCV que podem ter tamanhos de ponto de 1x1 pixel ou 1x2 píxeis (impresso, por exemplo, a 2400 dpi), para o qual o falsificador deve necessariamente escolher um dos tamanhos de ponto na imagem

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20/41 reconstruída a partir de um scan, em função de um nível de cinza medido ou de uma superfície estimada do ponto. 0 modelo corresponde igualmente aos MPCV com posições variando de 1 pixel, por exemplo.

A partir deste modelo, derivamos o detector ótimo, a distribuição estatística dos valores do detector, e os valores de parâmetro que maximizam a detecção de cópia.

A tabela seguinte resume as diferentes variáveis.

s	Sinal fonte
n, nc	Ruído, ruído cópia
X	Sinal recebido

Sem perda de generalidade, o sinal fonte é equiprovável, isto é, s[i]:{+a, - a }, para i = 0,1,..., N - 1, e α > 0. 0 ruído de impressão é distribuído de acordo com uma lei gaussiana Ν(0,σ²) .

As hipóteses do modelo resumem-se assim:

(J¥0)4í] :{+*-*}(1) (//!)«[/]: ΜΌ,σ²)(2) (tf2)n_c[j]:JV(<U²)(3)

Pode-se facilmente verificar que o falsificador minimiza sua probabilidade de erro restaurando o sinal ao valor mais próximo possível entre +a, -a.

Por consequência, o problema de detecção consiste em distinguir as duas hipóteses seguintes.

f/₀ : r[í] = φ] + «[i] (4)

H| : xj71^{= a}.si!gw(s[í] + k[í]) + (5) onde Ho e Hi são as hipóteses que o sinal recebido é um original, respectivamente, uma cópia.

A probabilidade que o falsificador corretamente estimou o valor é:

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21/41 p(s/g»(5[í] + „[( ]) = s[í ]) = p(s[í] + fl[í] > 0)(6) = ρ(Ν(α_ίσ²)>0)(7) (8) = Qí-α/σ)(9) ou g(x) = Ç>xf^m exp^/;2 dx.

onde na hipótese Hi temos uma mistura de gaussianas.

JV-1 i-expí-T-^yW”]-^])¹] (10)

Temos as distribuições de probabilidade seguintes para o sinal recebido, duas distribuições (2πσ²Υ

1 ^w-’ p(x; //,) = ( 1 - O(-_a/oj) —-« exp{- -- _Ύ £W«]+φ>])^! ] + (11) (2λϊτ ) 2σ _n=0

1 ^Λ_ι gC-α/σ) ₂._mexp[-—τΣΟΜ-Φ»!)'] (12) (2τ<τ ) 2σ _η=0

Vamos verificar que um simples correlator dá uma função de classificação ótima. Um teste de Neyman-Pearson detector decide Hi se a razão de verosimilhança excede um limiar t:

A razão de verosimilhança é dada por:

t N-l 1 (V-l

Mx) = β(-α/σ) + (1 - β(-α/σ)) exp[- —— (£(x[ n ]+s[n])² + —-y “ 4«])² ]

2(7 ,_i=ü 2íT „_o (14)

Utilizando o logaritmo, e um novo limiar t', obtem-se:

Λ/-1

T'(x,s) = ^n]s[w] < t’ (15) n=0

A função de classificação é portanto um simples correlator Τ', cujo valor deve ser inferior a um limiar f para classificar o sinal como cópia.

Determinemos as estatísticas de Τ' para as duas hipóteses. Podemos supor que T' segue uma gaussiana (verdade para de N elevado) do qual derivamos as médias e

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22/41 entre as medias da normalizada pela (22) (23) (24) (25) razão sinal sobre com o coeficiente variâncias para as duas hipóteses:

E[T';H₀]= Na²(16)

E\T’\H^ = Q(-a/a)Na² -(\-ζ>(-α/σ))Να² = (2Q(-a/v)-\)Na²(17) Var[T';H₀]^ Να²σ²(18)

Var[T'\H_}] = Ν(α²σ²+a⁴Q(-a/a)(l-Q(-a/a)))(19) segundo termo do variância para a hipótese Hi, (a⁴Q(-a/c)(1-Q(-α/σ))), pode ser eliminado se as cópias vêm do mesmo original. Na prática, o falsificador minimiza seu trabalho utilizando somente um original para produzir um grande número de cópias, é razoável eliminar o termo.

No caso onde as variâncias são iguais, pode-se caracterizar o desempenho de detecção pelo coeficiente de deflexão d², que corresponde à diferença função T' para as duas hipóteses, variância T':

_ 2N²a\\~Q(~ci/a))²

Να²σ² _ 2Na² (1 — Q(—a/σ))² σ² = 2^(1-0(-7/))² onde y = α²/σ² é a raiz quadrada da ruído.

desempenho de detecção crescendo de deflecção, o objetivo é determinar o valor de γ maximizando a expressão (y(l-£?(/))) .

A Figura 10 representa o valor da expressão da equação (25) para um valor de N fixado, normalizado sobre seu valor ótimo e obtido em função de γ. Pode-se interpretar como

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23/41 segue. Os valores de γ próximos de zero correspondem a um ruído muito alto em relação ao sinal: quando o ruído é muito alto, o sinal está muito degradado a partir da primeira impressão, o falsificador introduz um número de erros de estimativa muito baixo. Ao inverso, para os valores de γ muito elevados, o sinal não suficientemente é degradado, e em uma muito grande proporção dos casos o falsificador não introduzirá o erro de estimativa. Entre os dois extremos, a expressão passa por um valor ótimo, cujo estima-se digitalmente o valor a γ ~ 0,752.

É interessante notar que para este valor, a probabilidade que o falsificador não tenha determinado corretamente o valor, é de cerca de 22,6%.

Na prática trata-se, durante a impressão, de obter uma razão sinal sobre ruído γ² tão próxima quanto possível de 0,752², ou seja 0,565.

Tomem um exemplo para melhor compreender como visar este valor de razão. Suponham que geremos um MPCV com dois tamanhos de ponto (expressos em número de píxeis) possíveis, o tamanho de ponto da ordem de nove píxeis (por exemplo, 3x3 píxeis). Nota-se que o tamanho de ponto pode ser medido aplicando uma multitude de algoritmos, por exemplo, por limiar adaptativo local do nível de cinza e contagem dos píxeis abaixo do limiar. Imprimeo-se um número suficiente de vezes os pontos de nove píxeis. Mede-se, em uma imagem capturada, a média e o desvio padrão do número de píxeis de cada ponto. Suponham que obtém-se uma média de doze (observa-se um ganho físico médio de 33%), e um desvio padrão de quatro. Este desvio padrão corresponde ao valor σ descrevendo o ruído nas fórmulas do nosso modelo. Visará-se

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24/41 então um valor do nosso sinal α da ordem de três, para obter uma razão γ = 0,75, seja muito perto da ótima. Para obter este valor de sinal, pode-se, por exemplo, definir dois tamanhos de pontos de quinze e seis píxeis.

Preferencialmente, a etapa de formação de uma imagem afeta, devido aos riscos físicos da formação de imagem, a representação do código digital de autenticação de uma taxa de erro superior a um primeiro valor predeterminado e inferior a um segundo valor predeterminado. Por exemplo, o primeiro valor predeterminado vale 10% e o segundo valor predeterminado vale 35%.

Preferencialmente, a etapa de formação de uma imagem afeta, devido aos riscos físicos da formação de imagem, entre duas formações do mesmo código com zonas geométricas variáveis, a representação do código digital de autenticação de uma variação superior a um terceiro valor predeterminado e inferior a um quarto valor predeterminado. Por exemplo, o terceiro valor predeterminado vale 2% e o quarto valor predeterminado vale 45%.

Preferencialmente, a etapa de formação de uma imagem afeta, devido aos riscos físicos da formação de imagem, a representação do código digital de autenticação de um ruído de modo que a razão sinal sobre ruído da representação do código digital de autenticação seja inferior a um quinto valor predeterminado e, preferencialmente, superior a um sexto valor predeterminado.

De acordo com um primeiro exemplo, o quinto valor predeterminado da razão sinal sobre ruído vale 0,05 e o sexto valor predeterminado vale 2,63, resultando em um desempenho de detecção de cópia de pelo menos 25% do

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25/41 desempenho ótimo de detecção de cópia (obtido para um valor de 0,56).

Mais preferencialmente, o quinto valor predeterminado da razão sinal sobre ruído vale 0,11 e o sexto valor predeterminado vale 1,8, resultando em um desempenho de detecção de cópia de pelo menos 75% do desempenho ótimo de detecção de cópia (obtido para um valor de 0,56).

Ainda mais preferencialmente, o quinto valor predeterminado da razão sinal sobre ruído vale 0,32 e o sexto valor predeterminado vale 0,93, resultando em um desempenho de detecção de cópia de pelo menos 90% do desempenho ótimo de detecção de cópia (obtido para um valor de 0,56).

Descreve-se abaixo, um algoritmo possível de otimização dos parâmetros de impressão:

- ao curso de uma etapa 720, recebe-se a superfície disponível para o padrão identificante, por exemplo, um quadrado cujo lado mede 1/6 de polegada,

- ao curso de uma etapa 721, gera-se várias imagens digitais de padrões identificantes de tamanhos digitais diferentes, correspondendo às diferentes resoluções de impressão possível, por exemplo, um padrão identificante de 66 x 66 píxeis com 400 pontos polegada, um de 100 x 100 píxeis com 600 pontos por polegada, um de 133 x 133 píxeis com 800 pontos por polegada, um de 200 x 200 píxeis com 1200 pontos por polegada,

- ao curso de uma etapa 722, imprime-se várias vezes cada um dos padrões identificantes de dimensões digitais diferentes, por exemplo 100 vezes, com a resolução adequada de modo que as dimensões da impressão corresponde à

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26/41 superfície disponível,

- ao curso de uma etapa 723, para cada tipo, capturase várias vezes cada um dos padrões identificantes impressos, por exemplo 3 vezes,

- ao curso de uma etapa 724, calcula-se a marca de cada padrão identificante, a referida marca sendo em função de uma degradação do código digital de autenticação durante a etapa de formação de uma imagem, a referida marca sendo geralmente única para cada imagem formada devido ao aspecto aleatório de cada erro individual,

- ao curso de uma etapa 725, calcula-se as pontuações de similaridade para todos os pares de padrão identificante capturados da mesma resolução de impressão, e

- ao curso de uma etapa 726, segue-se o método descrito na experimentação do método de extração de marca genérica exposta mais acima para medir o grau de separação das marcas”, para cada uma das resoluções de impressão, e escolher a resolução de impressão dando o valor máximo deste grau.

Em alternativa, imprime-se várias matrizes de informação protegidas com diferentes resoluções de impressão, e determina-se a resolução de impressão resultando em uma taxa de erro de 25%, tal como calculado com um dos algoritmos descritos adicionalmente.

Em alternativa, escolhe-se a resolução de impressão cuja diferença é mais elevada entre o valor mais baixo de pontuação calculado sobre a comparação entre as marcas correspondendo às impressões idênticas, e o mais alto valor de pontuação calculado sobre a comparação entre as marcas correspondendo às impressões diferentes.

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27/41

Como ilustrado na figura 4, durante uma etapa 105, recebe-se uma ou várias mensagens, uma ou várias chaves, um tamanho físico de Matriz de Dados e uma resolução de impressão.

Durante uma etapa opcional 110, determina-se, a partir das chaves e mensagens, a ou as mensagens codificadas que serão inseridas no CNA. Em particular, as mensagens do CNA podem ser correlacionadas com a mensagem representada pela Matriz de Dados, uma sendo (em parte) em função da outra, a fim de reforçar a de autenticação.

Durante uma etapa 115, gera-se uma Matriz de Dados a partir de pelo menos uma das mensagens recebidas durante a etapa 105.

Durante uma etapa 120, determina-se o número de células pretas da Matriz de Dados, os padrões de determinação (conhecidos sob o nome de finder pattern”) podendo ou não ser incluídos na Matriz de Dados.

Durante uma etapa 125, em função do número de células pretas, a resolução de impressão e o tamanho físico, determina-se o número de elementos do CNA.

Durante uma etapa 130, em função do número de elementos, das chaves e das mensagens, determina-se, utilizando um algoritmo de geração de CNA, os valores tomados por cada um dos elementos do CNA. Nota-se aqui que os algoritmos de geração de CNA comportam frequentemente as etapas de encriptação, de codificação, de repetição, e interferência (scrambling”) (por exemplo, com permutação e/ou substituição).

Durante uma etapa 135, cria-se a imagem digital da Matriz de Dados, inscrevendo os valores do CNA de acordo

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28/41 com uma ordem predeterminada (por exemplo, da esquerda para a direita em seguida de cima para baixo) nos píxeis correspondendo ao número de células pretas.

Durante uma etapa 140, imprime-se ou marca-se um objeto para formar a imagem digital da Matriz de Dados incorporando o CNA.

Dá-se abaixo um exemplo no qual gera-se a Matriz de Dados 150 ilustrada na figura 1 de acordo com um algoritmo padrão, a partir de uma mensagem. A Matriz de Dados 150 tem o tamanho de 26x26 células incluindo os padrões de

determinação, e	conta 344 células pretas, sempre	incluindo
os padrões de determinação.
Deseja-se	imprimí-lo	com um meio	de	impressão
permitindo uma	resolução	de 600 píxeis	por	polegada
(ppi), e que	ocupa uma	superfície de	1 cm	x 1 cm

aproximadamente. O tamanho em píxeis da imagem equivalente a 1 cm é de 236 x 236 píxeis, ou seja 236 píxeis para 26 células e 9,07 píxeis/célula (em cada tamanho). Arredondando à nove píxeis por célula em cada dimensão, obtém-se um tamanho da Matriz de Dados em píxeis de 234 x 234 (pois 26 x 9 = 234), e dispõe-se de 9 x 9 = 81 píxeis por célula.

Como temos 344 células pretas, um CNA gerado sobre o conjunto de células pretas pode contar 81 x 344 = 27.864 píxeis. Pode-se portanto, gerar um CNA que conta um bit por pixel, portanto o CNA contará 27.864 bits. Gera-se o CNA a partir das chaves e mensagens de acordo com um dos algoritmos conhecidos, e insere-se os valores do CNA nas células pretas.

A figura 2 mostra uma Matriz de Dados 160 objeto da

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29/41 presente invenção gerada a partir da Matriz de Dados 150, na qual um CNA é repartida sobre o conjunto das células pretas. De acordo com o meio de impressão, a tinta ou o papel ou outro suporte, pode ser que a Matriz de Dados não tenha a qualidade requerida para a decodificação, por exemplo, pois comporta buracos ao nível das células. Para remediar isso, em alternativa, seleciona-se um subconjunto dos píxeis entre as células pretas para portar os valores do CNA. Por exemplo, toma-se um pixel sobre dois, os píxeis não selecionados permanecendo pretos, para ter uma taxa média de 75% de píxeis pretos por célula. Tem-se assim um CNA de 27.864/2 = 13.932 bits. A figura 3 mostra tal Matriz de Dados 170. Pode-se igualmente selecionar um subconjunto dos píxeis das células pretas a partir de uma chave criptográfica.

É preferencial que a legibilidade da Matriz de Dados não seja significativamente afetada pelas modificações efetuadas. A título de exemplo, os inventores imprimiram com uma impressora laser de escritório as Matrizes de Dados 150, 160 e 170 com resolução de 600 ppi (tamanho de 1 cm), e utilizou-se o dispositivo de verificação de código de barras TruCheck USB verifier (marca registrada) , que permite determinar o grau da Matriz de Dados. A Matriz de Dados 150, que serve de referência, obtém um grau de A, enquanto as Matrizes de Dados 160 e 170 obtêm respectivamente B e A. Notando que a Matriz de Dados 160 contém mais informação podendo servir para a de autenticação (e/ou transportar uma mensagem) da Matriz de Dados 170, vê-se que pode existir uma relação inversa entre a qualidade da Matriz de Dados, e a quantidade de

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30/41 informação contida ao nível do CNA. O espaço disponível para a modulação do CNA depende, na prática, do grau aceitável para a aplicação. No nosso caso, se um grau de B é aceitável (em princípio os graus acima de C são aceitáveis), toma-se preferencialmente a Matriz de Dados 160 comportando mais informação. Se só o grau A é aceitável, toma-se a Matriz de Dados 170. Diferentemente, ajusta-se a taxa de exploração da célula utilizada para visar o grau mínimo requerido.

Para aumentar o número de elementos do CNA, pode-se igualar a exploração das zonas brancas (ou não marcadas). Trata-se então de conservar uma baixa densidade de cor para a zona branca, de modo que a decodificação não seja perturbada. Por exemplo, pode-se explorar 20% dos píxeis das zonas brancas, excluindo preferencialmente o limite da zona que pode estar em contato com uma zona preta. Nota-se que, se o CNA possui valores binários equiprováveis, tem-se 10% dos píxeis em médias que são pretos, o que perturba ligeiramente a taxa de coloração da célula. No nosso exemplo precedente, utilizaria-se os 7x7 píxeis internos da zona branca, e escolheria-se 10, de maneira pseudoaleatória, estes dez píxeis contendo um elemento de CNA. Os elementos podem ser colocados unicamente sobre as colunas e linhas pares, por exemplo, para evitar que não se toquem. Pode-se integrar estes elementos ao CNA das células pretas, ou considerá-lo como outro CNA, o que oferece outro meio de de autenticação. As figuras 9A e 9B dão tal exemplo 180 de Matriz de Dados pelo qual as células brancas contêm igualmente elementos de autenticaçãos.

Nota-se que os elementos deste CNA podem também ter um

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31/41 tamanho variável, por exemplo, os elementos de 1x2 píxeis e 1x1 píxeis, para tornar mais difícil a identificação dos elementos por um falsificador que procuraria reconstruir perfeitamente o CNA de origem.

Dá-se abaixo, em relação à figura 5, um exemplo de algoritmo para autentificar uma Matriz de Dados impressa munida de um CNA.

Durante uma etapa 205, recebe-se uma imagem provindo de uma captura de imagem, por exemplo, com um scanner, esta imagem contendo a Matriz de Dados e portanto o CNA. Recebese, paralelamente, as chaves de decodificação, e os parâmetros de leitura do CNA (por exemplo, o tamanho em pixel de cada célula), assim como um limiar de decisão.

Durante uma etapa 210, decodifica-se a mensagem da Matriz de Dados portada pelas formas e cores médias das células quadradas.

Durante uma etapa 215, determina se a mensagem da Matriz de Dados é corretamente lida, por exemplo, em função dos ECC integrados. Se não, considera-se que a Matriz de Dados não é autêntica e fixa-se ao usuário: Código não autêntico”. Se a mensagem for corretamente lida, durante uma etapa 220, cria-se uma imagem da Matriz de Dados de origem.

Em seguida, durante uma etapa 225, determina-se o número de células pretas, e em função dos parâmetros de leitura do CNA, determina-se o número de elementos do CNA.

Durante uma etapa 230, em função da imagem da Matriz de Dados de origem e do número de elementos do CNA, determina-se a posição (em termos de píxeis) na imagem, cada um dos elementos do CNA. Durante uma etapa 235,

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32/41 extrai-se da imagem um valor associado ao valor de cada elemento do CNA, por exemplo, o nível de cinza do pixel. Obtém-se assim um vetor de dados representativo do CNA impresso, e as degradações que este último sofreu.

Durante uma etapa 240, utilizando as chaves de interferência (no caso onde o CNA teria sido interferido), decodifica-se a ou as mensagens do CNA.

Durante uma etapa 245, determina-se sua pontuação representativa da taxa de degradação do CNA. A pontuação é, por exemplo, a percentagem de bits corretamente determinadas, uma taxa de correlação entre o CNA de origem e o CNA medido a partir da imagem captada, etc.

Em opção, se durante suas criações, as mensagens do CNA e da Matriz de Dados são correlacionadas, verifica-se esta correlação durante uma etapa 250 e afixa-se ao usuário Matriz de Dados não autentificada” se não a são.

Por último, durante uma etapa 255, compara-se a pontuação medida com um valor limite predeterminado ou limiar de decisão”. Se é superior, por exemplo, do fato de uma taxa de erro baixa ou de uma taxa de correlação elevada, afixa-se ao usuário Matriz de Dados autentificada”. Se não, afixa-se Matriz de Dados não autentificada”. Em opção, afixa-se cada mensagem lida.

Em alternativa, reserva-se os bits do CNA para a sincronização, de maneira conhecida em si.

Nota-se que a mesma Matriz de Dados pode ser impressa ou marcada várias vezes em impressão estática (deslocamento, flexografia, etc.), ou variar a cada impressão em impressão digital.

Em um segundo modo de realização, aplica-se um sistema

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33/41 de marcação laser e micro percussão para a integração de um CNA. Certos sistemas de marcação, especificamente de laser ou de micro percussão, de uma Matriz de Dados, não podem utilizar as imagens de grande tamanho como visto previamente. Por exemplo, marcar uma imagem de tamanho 236x236 píxeis como no exemplo precedente tomaria um tempo muito grande, o que retardaria muito o ritmo da linha de produção, ou geraria as Matrizes de Dados de grande tamanho. O modo de realização particular descrito abaixo visa evitar estes inconvenientes.

Nota-se que vários métodos de realização de uma Matriz de Dados são possíveis aplicando um laser:

- um impacto de laser pode criar cada célula,

- vários impactos de laser justapostos podem criar cada célula, ou

- uma célula ou grupo de células podendo ser vetorizadas e gravados por um disparo de laser contínuo.

Além disso, nota-se que, sobre vários sistemas de marcação de laser, é possível variar localmente as características de diferenciação seguintes:

- a intensidade do laser,

- a polarização do laser,

- a focalização do laser sobre a superfície a ser marcada,

- o microposicionamento,

- a direção, ou a ordem na qual pontos são marcados pelo laser e

- a forma da frente de onda.

Do mesmo modo, vários métodos de realização de uma Matriz de Dados são possíveis em micro percussão:

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34/41

- um impacto de micro ponta pode criar cada célula individual ou

- vários impactos de micro ponta justapostos podendo criar cada célula.

Do mesmo modo, pode-se utilizar a capacidade de vários sistemas de marcação por micro ponta para variar localmente as características de diferenciação seguintes:

- a força do impacto,

- o microposicionamento,

- a orientação da micro ponta e/ou

- a forma da micro ponta.

A fim de otimizar o tempo de execução de uma Matriz de Dados composta das células diferenciadas (de acordo com os parâmetros controláveis do laser ou do dispositivo com micro ponta), divide-se as células em subconjuntos, ou classes. Cada subconjunto de células cujas características de diferenciação são idênticas é realizado preferencialmente durante uma só passagem do instrumento. Isto permite modificar o parâmetro que diferencia o efeito de marcação uma só vez para cada subconjunto de células, ao invés de fazê-lo para cada célula individualmente. Cada parâmetro que pode ser modificado localmente, e cuja variação tem um impacto mensurável sobre a Matriz de Dados gerada, pode ser utilizado para armazenar a informação. Por exemplo, se a intensidade do laser admite dois níveis, pode-se armazenar um bit de informação modulando a intensidade ou outro parâmetro de modulação da marcação. Pode-se também, em alternativa, acumular variações sobre diferentes parâmetros localmente variáveis.

Em alternativa, um parâmetro pode variar localmente de

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35/41 maneira quase contínua, e pode-se então determinar um número arbitrário de níveis para armazenar a informação. Por exemplo, aplica-se dez níveis para o referido parâmetro (cor ou variações de dimensão, por exemplo) em vez dos dois descritos acima, ou mesmo varia-se o valor deste parâmetro de maneira contínua.

Contudo, em exemplos de aplicação, é vantajoso utilizar somente dois níveis de valores para o sinal fonte. Neste caso, pode-se utilizar uma razão ótima da razão sinal sobre ruído, de 0,56, para maximizar a detecção de cópia. Para visar esta razão, determina-se as propriedades de ruído do canal, tipicamente o par material-médio de impressão, qualificando a distribuição do valor medido do sinal sobre a captura de imagem. No caso de dois níveis de energia, examinará-se a distribuição estatística dos tamanhos de impacto, para determinar dois níveis de energia suficientemente próximos para que tenha uma superposição parcial das distribuições, visando a razão ideal de sinal sobre ruído mencionado acima. Concretamente, se para uma energia de laser dando tamanhos de impacto 0,10 mm², tem-se um desvio padrão de 0,01 mm², tomará-se os níveis de energia dando os tamanhos de impacto médios próximos de 0,1075 mm² e 0,0925 mm². De fato, obtém-se então uma razão sinal sobre ruído de 0,0075²/0,01² = 0,5625, muito perto do ótimo teórico.

Assim, no caso de uma Matriz de Dados de tamanho 26 x 26 células, tem-se 344 disparos de laser. Gera-se um CNA da mesma maneira que vista previamente, e modula-se o CNA pelos pontos de tamanho 0,1075 mm² e 0,0925 mm².

Como visto previamente, verifica se as variações

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36/41 introduzidas não provocam uma degradação da Matriz de Dados incompatível com as condições da aplicação, por exemplo, um grau mínimo de C da Matriz de Dados.

Em certos casos, não é possível modular uma informação suplementar. Por exemplo, o meio de impressão ou de marcação permite apenas marcar ou não uma célula (marcação unitária binária). Há igualmente casos onde a informação suplementar que é marcada não oferece uma segurança elevada contra a cópia. Por exemplo, um meio de marcação permitindo aos níveis predefinidos de marcação que permanecem distintos dos outros e claramente identificável na imagem marcada permite inserir uma informação suplementar, mas esta permanece em princípio copiável ao idêntico.

Neste caso, pode-se utilizar o ruído residual de impressão ou de marcação, e explorar como CNA. De fato, independentemente do tipo de impressão, a uma certa escala ou resolução, certos defeitos aparecem. Por exemplo, se um impacto de laser deixa, em princípio, um ponto de impacto de forma circular ou elipsoidal, observa-se geralmente, a uma resolução suficientemente elevada, que o ponto de impacto não tem uma forma perfeitamente regular. Ocorre mesmo se um sistema de impressão à jato de tinta é utilizado. A uma resolução ainda mais elevada, observa-se as irregularidades na profundidade do ponto de impacto, e assim em seguida.

As irregularidades da marcação podem ser captadas, medidas, e servir para constituir um CNA. Pode-se então armazenar o CNA em uma base de dados, ou armazená-lo mesmo sob a forma de código de barras 2D. Esta última abordagem é contudo pouco vantajosa, pois marcar um segundo código é

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37/41 dispendioso e consome espaço sobre o documento, isto é o que se procura evitar em geral. Em contrapartida, pode-se armazenar o CNA o associando à mensagem da Matriz de Dados que, se é único (que é preferencialmente o caso), permite, durante a etapa de de autenticação, fazer uma simples verificação por comparação da medida dos defeitos de marcação com o CNA. As numerosas medidas dos defeitos são possíveis, por exemplo, pode-se medir a cor ou o nível de cinza médio de cada célula da Matriz de Dados, pode-se determinar o contorno de uma célula, medir a distância entre o centro de gravidade e o contorno exterior para diferentes ângulos, etc. Os pontos de impactos podem se sobrepor, neste caso pode-se fixar um valor limite de distância ao contorno exterior.

Pode-se modelizar, para o canal de impressão interessado, o resultado médio da marcação de certo código de barras 2D, sobre a base do tamanho médio dos pontos de impacto, e eventualmente, considerando as interações possíveis quando os pontos de impacto são adjacentes. Pode-se subtrair a imagem estimada pela modelização da imagem captada e o resultado comporta menos de redundância, o que aumenta a razão sinal sobre ruído e, pela mesma, o desempenho de detecção.

Dá-se abaixo, em relação à figura 6, um exemplo de algoritmo permitindo o registo dos defeitos de marcação de um código de barras:

Durante uma etapa 305, recebe-se uma imagem captada contendo um código de barras.

Durante uma etapa 310, decodifica-se a mensagem do código de barras portada pelas formas e cores médias das

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38/41 células quadradas.

Durante uma etapa 315, calcula-se um identificante a partir da mensagem.

Durante uma etapa 320, mede-se as características dos defeitos de marcação do código de barras.

Durante uma etapa opcional 325, subtrai-se a média das características para um conjunto de Matriz de Dados, das características medidas para a Matriz de Dados considerada.

Durante uma etapa 330, quantifica-se as características, eventualmente as comprime, e determina-se um vetor de dados característicos representativo dos defeitos.

Durante uma etapa 335, armazena-se este vetor de características em uma base de dados, associada ao identificante da mensagem.

Dá-se abaixo, em relação à figura 7, um algoritmo permitindo a de autenticação de um código de barras 2D a partir da medida dos defeitos de impressão da marcação:

Durante uma etapa 405, recebe-se uma imagem captada contendo um código de barras.

Durante uma etapa 410, decodifica-se a mensagem contida no código de barras e porta pelas formas e cores médias das células quadradas. Se não chega à decodificá-lo, afixa-se Código de barras ilegível” ao usuário.

Se não, durante uma etapa 415, calcula-se um identificante a partir da mensagem.

Durante uma etapa 420, obtém-se de uma base de dados o vetor de dados correspondendo a este identificante, assim como um limiar de decisão associado a este vetor de características. Se a base de dados não contém este

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39/41 identificante, afixa-se ao usuário Código de barras não autentificado”.

Se não, durante uma etapa 425, mede-se as características dos defeitos de marcação do código de barras.

Durante uma etapa opcional 430, subtrai-se a média das características para vários códigos de barras, as características medidas para o código de barras considerado.

Durante uma etapa 435, quantifica-se as características, eventualmente as comprime, e determina-se um vetor de dados representativo dos defeitos.

Durante uma etapa 440, compara-se o vetor de dados extraído com o vetor de dados obtido da base de dados, e mede-se um índice de similaridade, chamado pontuação”.

Durante uma etapa 445, compara-se a pontuação medida ao limiar de decisão. Se é superior, afixa-se ao usuário Matriz de Dados autentificada”. Se não, afixa-se ao usuário Matriz de Dados não autentificada”. Em opção, afixa-se ao usuário cada mensagem lida.

Observa-se na figura 8 um terminal local 505 munido de uma impressora 510, de um meio de captura de imagem 535, dois sensores 540 e 545 e um meio de acesso 515 com uma rede 520 à qual está ligado um servidor 525. O servidor 525 é munido de uma base de dados 530.

O terminal local 505 é, por exemplo, do tipo computador com uso geral. É instalado sobre uma cadeia 550 de fabricação ou transformação de objetos, por exemplo, de embalagens. A cadeia 550 comporta, por exemplo, uma empilhadeira de objetos planos (não representada) e um

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40/41 transportador (não representado) colocando em movimento os objetos a serem tratados, um atrás do outro.

O sensor 540 é posicionado sobre a cadeia de fabricação 550, a montante do campo ótico do sensor de imagem 535 e é adaptado para detectar a chegada de um objeto a ser tratado. Por exemplo, o sensor 540 é uma célula ótica comportando um emissor e um receptor de raios luminosos. O sensor 545 é colocado sobre a cadeia 550 e determina a velocidade dos objetos sobre esta cadeia. Por exemplo, o sensor 545 é ligado a um automatizador (não representado) controlando o funcionamento da cadeia 550 ou é ligado a um suporte de deslocamento dos objetos, por exemplo, uma esteira de transportador. O terminal local 505 comanda a impressão dos objetos pela impressora 510, de maneira conhecida em si, por exemplo, por jato de tinta ou por marcação de laser. O meio de acesso 515 à rede 520 é, por exemplo, um modem do tipo conhecido, para acesso à rede 520, por exemplo, a rede Internet.

O meio de captura de imagem 535 é, por exemplo, um aparelho de foto digital, um sensor linear ou uma câmara industrial.

O servidor 525 é do tipo conhecido. A base de dados 530 conserva pelo menos, uma lista de identificantes de objetos e de vetores de dados de defeitos ligados a estes objetos, determinados em conformidade com processo objeto da presente invenção. Preferencialmente, esta base de dados 530 conserva, em relação com cada identificante um objeto, um identificante do tipo objeto e a posição da zona de posicionamento do código geométrico objeto da presente invenção para este tipo de objeto, um identificante do

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41/41 prestador efetuando a fabricação ou a transformação.

O terminal 505 conserva um software que, durante sua execução, implementa as etapas de um processo objeto da presente invenção. O servidor 525 conserva um software que, durante sua execução, implementa as etapas de um processo de armazenamento e de restituição de vetores de dados de defeitos.

Em alternativa, o terminal 505 não conserva o software específico, mas utiliza um navegador de tela e um serviço 10 de tela (em inglês, web service) alojado pelo servidor 525.

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Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Processo de autenticação de um código com zonas geométricas cujas formas e/ou cores variam de acordo com uma mensagem, o processo compreendendo:

   - uma etapa de geração do referido código com zonas geométricas variáveis de acordo com uma mensagem para fornecer zonas geométricas;

   - uma etapa de geração de um código digital de autenticação para fornecer valores numéricos;

   o processo sendo caracterizado por compreender adicionalmente:

   - uma etapa de formação de uma imagem do referido código com zonas geométricas compreendendo, em pelo menos porção de suas zonas geométricas e/ou em pelo menos um espaço entre as zonas geométricas, uma porção do referido

   código digital de autenticação; a etapa de formação de uma imagem afetando, a representação do código digital de autenticação com uma

   taxa de erro superior a um primeiro valor predeterminado e inferior a um segundo valor predeterminado.
2. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de formação de uma imagem afeta, entre duas formações do mesmo código com zonas geométricas variáveis, a representação do código digital de autenticação com uma variação superior a um terceiro valor predeterminado e inferior a um quarto valor predeterminado.
3. 3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de formação de uma imagem afeta, a representação do

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   2/6 código digital de autenticação com ruído, de modo que a razão sinal sobre ruído da representação do código digital de autenticação é inferior a um quinto valor predeterminado.
4. 4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente:

   - uma etapa de determinação de condições de formação da referida imagem, e

   - uma etapa de determinação de características físicas de células de pelo menos uma porção do código digital de autenticação, dependendo das condições de formação de imagem.
5. 5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que durante a etapa de geração do referido código com zonas geométricas variáveis, as zonas geométricas variáveis são barras retangulares geralmente paralelas cuja largura e/ou afastamento varia de acordo com a referida mensagem.
6. 6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que durante a etapa de geração do referido código com zonas geométricas variáveis, as zonas geométricas variáveis são zonas quadradas inseridas em uma matriz cuja cor e/ou pelo menos uma dimensão variam de acordo com a referida mensagem.
7. 7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que durante a etapa de formação da imagem do referido código com zonas geométricas compreendendo, em pelo menos

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   3/6 uma porção das suas zonas geométricas, uma porção do referido código digital de autenticação, o código digital de autenticação toma a forma de uma variação de pelo menos uma dimensão de zonas geométricas variáveis.
8. 8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que durante a etapa de formação da imagem do referido código com zonas geométricas compreendendo, em pelo menos uma parte suas zonas geométricas, uma parte do referido código digital de autenticação, cada porção do código digital de autenticação inserida em uma zona geométrica do código com zonas geométricas variáveis toma a forma de uma distribuição de células retangulares de pelo menos uma ordem de grandeza menor que as dimensões da referida zona geométrica, uma porção das referidas células apresentando uma cor diferente da referida zona geométrica.
9. 9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que em cada zona geométrica compreendendo uma porção do código digital de autenticação, a superfície das referidas células é inferior a um quarto da superfície da referida zona geométrica.
10. 10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma etapa de determinação de uma marca da imagem gerada, a referida marca sendo uma função de uma degradação do código digital de autenticação durante a etapa de formação de uma imagem.
11. 11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10,

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    4/6 caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma etapa de codificação de um item de informação no referido código digital de autenticação, o referido item de informação sendo a representação de uma medida da degradação do código digital de autenticação durante o passo de formação de uma imagem.
12. 12. Dispositivo de autenticação de um código com zonas geométricas cujas formas e/ou cores variam de acordo com uma mensagem, que compreende:

    - um meio de geração do referido código com zonas geométricas variáveis, de acordo com uma mensagem projetada para fornecer zonas geométricas,

    - um meio de geração de um código digital de autenticação projetado para fornecer os valores numéricos;

    o dispositivo sendo caracterizado por compreender adicionalmente:

    - um meio de formação de uma imagem do referido código com zonas geométricas compreendendo, em pelo menos uma parte de suas zonas geométricas e/ou pelo menos um espaço entre as zonas geométricas, uma parte do referido código digital de autenticação;

    o meio de formação de uma imagem afetando, a representação do código digital de autenticação com uma taxa de erro que é maior que um primeiro valor predefinido e menor que um segundo valor predefinido.
13. 13. Processo de autenticação de um código cujas zonas geométricas de formas e/ou cores variam, representado por uma imagem captada, representativo de uma imagem formada de acordo com o processo de autenticação conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,

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    10 ou 11, caracterizado pelo fato de que compreende:

    - uma etapa de leitura de uma mensagem portada pelas formas e cores médias das zonas geométricas,

    - uma etapa de medida de um nível de degradação de um código digital de autenticação representado em pelo menos uma parte das zonas geométricas do referido código com zonas geométricas; e

    - uma etapa de determinação da autenticidade do referido código com zonas geométricas, baseada pelo menos no referido nível de degradação.
14. 14. Dispositivo de autenticação de um código com zonas geométricas com formas e/ou cores, representado por uma imagem captada, representativo de uma imagem formada de acordo com o processo de autenticação conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que compreende:

    - um meio de leitura de uma mensagem portada pelas formas e cores médias das zonas geométricas,

    - um meio de medida de um nível de degradação de um código digital de autenticação, representado em pelo menos uma parte das zonas geométricas do referido código com zonas geométricas; e

    - um meio de determinação da autenticidade do referido código com zonas geométricas projetado para determinar a autenticidade do referido código com zonas geométricas variáveis baseada pelo menos no referido nível de degradação.
15. 15. Código com zonas geométricas cujas formas e/ou cores variam de acordo com uma mensagem, representando:

    - uma mensagem pelo intermédio das zonas geométricas,

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    6/6 caracterizado pelo fato de que representa:

    - um código digital de autenticação, em pelo menos uma parte de suas zonas geométricas, com uso de uma característica de marcação que varia dependendo do referido 5 código digital de autenticação;

    o código digital de autenticação tendo uma taxa de erro que é maior que um primeiro valor predefinido e menor que um segundo valor predefinido.

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