CN101297306A

CN101297306A - 拷贝

Info

Publication number: CN101297306A
Application number: CNA2006800395495A
Authority: CN
Inventors: R·P·考博恩
Original assignee: Ingenia Holdings UK Ltd
Current assignee: Ingenia Holdings UK Ltd
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2008-10-29
Also published as: RU2008113392A; US20070053005A1; EP1922672A1; GB2429950B; GB0518342D0; GB2429950A; WO2007028962A1; JP2009508378A; TW200806004A

Abstract

控制文档复制的系统。该系统可包括签名确定单元，其可操作地基于文档内在特征判断文档签名，还包括比较单元，其可操作地比较判断的签名和存储的签名。系统也可包括复制装置，其可操作地根据比较单元的比较结果复制文档。

Description

拷贝

技术领域

本发明涉及拷贝，尤其但不排它地涉及其合法或授权拷贝受到限制的物品的拷贝。

背景技术

许多传统副本安全系统所依赖的过程对于制造商以外的任何其他人都难于执行，其中困难可能源自资本设备的费用、技术诀窍的复杂性、或优选为这两者一起。例子包括钞票上水印以及信用卡或护照上全息图的提供。不幸的是，犯罪分子变得越来越精明，并几乎能够复制原始制造商能够制造的任何东西。

因此，存在鉴定安全系统的一种公知方法，其依赖于利用受自然定律决定的某些过程创建安全标志(security token)，这导致每个标志是唯一的，且更重要的是具有独特的可测量并因此可被用作为后续验证的基础的特征。按照该方法，标志以固定方式被制造和测量，以获得独特的特征。特征可被存储在计算机数据库中或以其他方式被保存。这类标志可被嵌入随身物品中，例如钞票、护照、ID卡、重要文档。随后，随身物品可被再次测量，且被测量的特征与存储在数据库中的特征比较以确定是否匹配。

发明内容

本发明至少部分地是在考虑传统系统的问题和缺点的情况下做出的。

本发明至少部分源自发明人在应用利用由磁性材料所制成的标志的鉴定技术方面的工作，其中唯一性由磁性材料中影响标志的磁性响应的不可复制的缺陷提供(如Cowburn的WO2004/025548中详细说明)。作为该工作的一部分，磁性材料被制造为条形码形式，即作为多个平行条带。与通过用磁性读取器扫描磁场来读取条带的独特磁性响应一样，光学扫描器被构造以通过在条形码上扫描激光束并使用来自条形码条带和条形码条带形成于其上的物品的变化的反射率的对比来读取条形码。该信息与磁性特征互补，因为条形码被用来以公知的自鉴定方案来编码独特磁响应的数字签名，例如如上面对于钞票的描述(例如参看Kravolec“Plastic tag makes foolproof ID”，Technologyresearch news(技术研究新闻)，2002年10月2日)。

令发明人惊奇的是，在使用该光学扫描器时发现，磁性芯片位于其上的纸张背景材料对扫描器产生独特的光学响应。进一步调查发现，很多其他未制备表面、诸如各种纸板和塑料的表面也有同样的效果。而且，发明人已经发现，独特特征至少部分源自斑点(speckle)，但也包括非斑点的贡献。

因此已经发现，可能获得基于斑点的技术的所有优点，而不必使用特别制备的标志或以任何其他方式特别制备物品。具体地，已经发现很多类型的纸张、纸板和塑料提供对来自相干光束的信号进行散射的独特特征，从而几乎可从任何纸质文档或纸板包装物品获得独特的数字签名。

上述用于安全设备的已知斑点读取器看起来是基于以激光束照射整个标志、并以CCD对所得到的斑点图案(speckle pattern)的有效立体角部分(significant solid angle portion)成像(例如参看GB 2221 870和US 6,584,214)，从而获得由大阵列数据点构成的标志的斑点图案图像。

发明人所用的读取器不是以该方式操作的。其使用四个成角度隔开的单通道探测器(四个简单的光电晶体管)来仅收集被散射激光束的四个信号成分。激光束被聚焦到仅覆盖表面的非常小部分的光斑。当在表面上扫描光斑时，由这四个单通道探测器从表面上不同局部化区域收集信号。物品的特征响应因此是由来自物品表面上大量(通常数百或数千个)不同局部化区域的独立测量构成的。虽然使用四个光电晶体管，但仅使用来自这些光电晶体管中一个的数据的分析表明独特的特征响应可从该单通道单独获得！然而，如果四个通道中其他通道被包括在响应中，则获得更高安全水平。

从第一方面看，本发明可提供一种控制文档复制的系统。该系统包括签名确定单元，其可操作地基于文档的内在特征从文档确定签名；和比较单元，其可操作地比较所确定的签名和所存储的签名。该系统也包括复制装置，其可操作地根据比较单元的比较结果创建文档的复制品。从而，文档的复制可根据与该文档相关联的文档拷贝策略被控制和限制。在某些例子中，拷贝可进一步基于特定用户制作文档副本的权限而被控制。因而，总副本量可被限制，且各副本可被追踪到产生它们的个人。在某些例子中，可创建文档的经证明的副本，如可产生经证明的第二代及以后代的副本。

在某些实施例中，确保通过使相干光束相对于物品移动，关于物品内在特性收集的数据中的不同数据与来自物品不同部分的散射相关。移动可由在保持固定的物品上移动光束的电机提供。电机可以是伺服电机，自由运行电机、自激电机、步进电机或任何合适的电机类型。可替换地，驱动可以是低成本读取器中的手动驱动。例如，操作员可通过将物品安装在其上的支架在静止光束上移动而在物品上扫描光束。相干光束横截面通常比物品的投影小至少一个数量级(优选至少两个数量级)，从而可收集相当数量的独立数据点。可提供聚焦结构以使相干光束在物品中聚焦。聚焦结构可被配置为使相干光束达到细长焦点，在该情形下，驱动优选被配置为在横穿细长焦点主轴的方向上移动相干光束通过物品。细长焦点可以方便地由柱面透镜、或等效的镜面结构提供。

在其他实施例中，可以确保不同数据点涉及来自物品不同部分的散射，其中探测器结构包括多个探测器通道，这些探测器通道被设置和配置为感测来自物品各不同部分的散射。这可以以定向探测器、用光纤局部收集信号或其他措施实现。借助于定向探测器或其他局部化信号收集，相干光束不需要被聚焦。实际上，相干光束可以是静止的，且照射整个采样空间(volume)。定向探测器可以通过合并到探测器元件或以其他方式相对于探测器元件固定的聚焦透镜实现。光纤可结合微透镜使用。

可以在探测器结构仅包括单个探测器通道时制作可工作读取器。其他实施例使用的探测器结构包括一组探测器元件，这些探测器元件成角度地分布并可操作地为读取空间的不同部分收集一组数据点，优选是几个探测器元件组成的小的组。当签名包括同一组数据点之间比较的作用时就提供了安全增强。该比较可方便地包括交叉相关。

虽然工作的读取器可仅以一个探测器通道制作，优选至少有两个通道。这允许形成探测器信号间交叉相关，这对与判断签名相关的信号处理是有用的。可以预见在2到10个之间的探测器通道对于多数应用是合适的，目前认为2到4个通道是装置简单性和安全性之间的最优平衡。

探测器元件被有利地设置在与读取空间相交的平面内，各对中每个探测器元件相对相干光束的光轴成角度地分布在平面内，优选一个或多个探测器元件位于光束轴的任一侧。然而，非平面探测器布局也是可以接受的。

对于增加安全水平和允许签名更可靠地复制，使用从不同探测器获得的信号的交叉相关可给出有价值的数据。从科学的观点看，相关交叉的利用优点令人吃惊，因为斑点图案本质上不是相关的(图案中相对点的信号例外)。换句话说，对于斑点图案，只要不同探测器信号不是以相等的角度偏移设置在和激发位置相交的公共平面中，则不同探测器的信号间被定义为零交叉相关。因此使用交叉相关贡献的值指示相当部分的散射信号不是斑点。非斑点贡献可当作直接散射的结果，或复杂表面，如纸张纤维扭曲点的漫散射贡献。目前，斑点和非斑点散射信号贡献的相对重要性还不清楚。然而，从目前进行的实验可显然看出探测器不是测量纯斑点图案，而是斑点和非斑点成分的复杂信号。

签名中包括交叉相关成分对于改善安全性也是有益的。这是因为即使可能使用高分辨率打印来制作复制真物品表明上对比变化的物品，也不可能匹配通过扫描真物品获得的交叉相关系数。

在一个实施例中，探测器通道由简单光电晶体管形式的独立探测器部件形成。其他简单独立部件也可以使用，如PIN二极管或光敏二极管。集成的探测器部件，如探测器阵列也可以使用，但这会增加设备的成本和复杂性。

从最初修改激光束辐照待扫描物品的角度实验可以看出，在实践中优选激光束近似垂直地入射到被扫描表面上，以便获得以小量变化对同一表面可重复测量的特征，即使物品在两次测量之间已经变质。至少某些已知的读取器使用斜射(oblique incidence)(参看GB2221870)。一旦观察到，该影响是显然的，但显然不会立即显现，这一点得到某些现有技术的斑点读取器的设计证明，包括GB 2221870，本发明人第一原型读取器也证明了这一点。本发明人设计的第一原型读取器斜射，其能够在实验室条件下合理工作，但对用作物品的纸张的变质非常敏感。例如，以手指摩擦纸张旧足以引起显著的测量差。第二原型读取器使用垂直入射，这种设计对纸张变质具有鲁棒性，纸张变质是由日常使用，甚至更严重的事件，如通过不同类型的打印机，包括激光打印机，通过影印机，写字，打印，故意在炉中烘烤，揉团和再展平导致的。

因此，安装光源以便引导相干光束到读取空间从而使光束近似直角入射到物品上是有利的。近似垂直入射意味着±5，10或20度。可替换地，光束可斜射到物品上。这在光束扫描通过物品的情形中有负面影响。

注意，在详细说明的读取器中，探测器结构是以反射布局的从而探测从读取空间被散射的辐射。然而，如果物品是透明的，则探测器可以透射布局。

签名发生器可操作访问以前记录的签名并执行比较从而判断是否数据库含对位于读取空间内物品签名匹配的项。数据库可以是构成读取器装置设备的海量存储设备的一部分，并可以位于远程位置或由读取器通过电信链路访问。电信链路可以采用传统形式，包括无线和固定链路，并可经因特网利用。数据采集和处理模块至少可以某些操作模式操作，从而在没有发现命中时允许签名被加到数据库中。

当使用数据库时，除了存储签名，还可以用于关联数据库中签名和关于物品的其他信息，如文档的扫描副本，护照持有人的照片，产品制造商的地点和时间细节，或可贩卖商品想要销售的目的地的细节(如跟踪灰色进口)。

本发明允许识别由不同类型材料，如纸张，纸板和塑料制成的物品。

我们以内在结构指物品制造商使其固有具备的结构，因而区分为安全目的特别提供的结构，如由标志或包括在物品内人造纤维产生的结构。

我们以纸张或纸板指由木浆或等价的纤维工艺形成的物品。纸张或纸板可以涂敷或浸渍或覆盖透明材料，如玻璃纸处理。如果表面长期稳定性特别重要，则纸张可以丙烯酸喷涂的透明覆层处理。

数据点可收集作为相干光束辐照位置的函数。这可以局域的相干光束扫描物品实现，或通过使用定向探测器收集从物品不同部分散射的光实现，或通过二者组合实现。

在多数应用中，签名被设想为数字签名。目前技术下数字签名的典型大小在200比特到8k比特范围内，对于高安全性，优选2k大小的数字签名。

本发明进一步的实施例可无需在数据库中存储数字签名，而是以标签标上权力标志，该标签源自签名，其中标签符合机器可读编码协议。

附图说明

下面只以示例的方式参考附图介绍本发明的特定实施例，其中：

图1是读取器装置的一个例子的示意侧视图；

图2的示意透视图示出了如何采样图1中读取器装置的读取空间；

图3是图1中读取器装置的功能部件的示意方框图；

图4是使用图1中读取器装置的拷贝装置的第一例子的透视图；

图5是使用图1中读取器装置的拷贝装置的第二例子的透视图；

图6A以侧视图示意性地示出了可替换的用于基于定向光收集和覆盖照射(blanket illumination)的读取器的成像结构；

图6B在平面图中示意性地示出了读取器的另一可替换的成像结构的光足迹(optical footprint)，其中定向探测器与细长光束的局域化辐照结合使用；

图7是纸张表面的显微图像，其中图像覆盖大约0.5×0.2毫米的面积；

图8A示出了来自使用图1中读取器的单个光电探测器的原始数据，其由光电探测器信号和编码器信号组成；

图8B示出以编码器信号线性化并对幅值求平均之后的图9A的光电探测器数据；

图8C示出在按照平均电平数字化后的图9B的数据；

图9是示出如何从扫描产生物品的签名的流程图；

图10的流程图示出了可以如何相对于签名数据库验证从扫描所获得的物品的签名；

图11的流程图示出了图11的验证过程可以如何改变以解决扫描中的非理想之处；

图12A示出了从扫描所收集的交叉相关数据的例子；

图12B示出从扫描收集的交叉相关数据的例子，其中被扫描的物品被扭曲；以及

图12C示出从扫描收集的交叉相关数据的例子，其中被扫描物品是以非线性速度被扫描。

虽然本发明允许有各种修改和变化形式，但是特定的实施例以示例的方式被显示在附图中，并在这里详细说明。然而，应该理解，附图和对其的详细说明不是为了将本发明限制到所公开的特定形式，相反，本发明要涵盖所有落在权利要求界定的本发明的精神和范畴内的所有修改、等价物和替换物。

具体实施方式

为了在诸如电子商务的环境中提供安全和授权服务，对于提供商和最终用户而言，用于唯一标识物理物品的系统可被用于减小欺骗的几率，并增强实际的和感知的电子商务系统的可靠性。

适于执行这样的物品标识的系统的例子将在下面参考图1到12说明。

图1示出了读取器装置1的第一个例子的示意侧视图。光学读取器装置1用于从设置在装置读取空间内的物品(未示出)测量签名。读取空间由读取孔10形成，其中读取孔是外壳12中的狭缝。外壳12包含装置的主要光学部件。狭缝在x方向(见图中的插入轴)延伸。主要光学元件是用于生成相干激光束15的激光源14和由多个(k个)光电探测器元件构成的探测器结构16，在这个例子中k＝4，标记为16a、16b、16c和16d。激光束15被柱面透镜18聚焦到在y方向(垂直于图平面)上延伸并位于读取孔平面中的细长焦点。在一个示例读取器中，细长焦点具有约2毫米的主轴尺寸和约40微米的短轴尺寸。这些光学元件被包含在组件20中。在当前例子中，四个探测器元件16a...d被分布在光束轴任一侧，并以互相交叉的布置相对于光束轴偏移不同角度，以收集从读取空间中存在的物品反射的散射光。在本例中，偏移角为-70、-20、+30和+50度。选择光束轴任一侧的角度为不相等，从而其所收集的数据点尽可能地不相关。所有四个探测器元件被设置在公共平面内。当相干光束从读取空间散射时，光电探测器元件16a...d探测从设置在外壳上的物品散射的光。如图所示，光源被安装以引导光束轴在z方向上的激光束15，从而光束将垂直入射地到达读取孔中的物品。

通常希望焦点的深度很大，从而物品在z方向上定位的任何差别都不导致光束在读取孔平面中大小的显著改变。在本例中，焦点的深度近似为0.5毫米，其足够大以产生良好的结果，其中可在一定程度上控制物品相对于扫描器的位置。参数焦点深度、数值孔径和工作距离是相互依赖的，从而导致光斑尺寸和焦点深度之间的公知折衷。

驱动电机22被设置在外壳12中，用于经合适的轴承24或其他装置提供光学组件20的线性移动，如箭头26所示。因此，驱动电机22用来在读取孔10上沿x方向线性地移动相干光束，从而光束15在横穿细长焦点主轴的方向上被扫描。因为相干光束15在其焦点处的尺寸被确定为在xz平面(图平面)上的横截面远小于读取空间在垂直于相干光束的平面、即在其中设置有读取孔的外壳壁的平面中的投影，所以驱动电机22的扫描将使相干光束15在驱动电机22的作用下采样读取空间的许多不同部分。

图2示出了该采样，并且是示意性透视图，其示出读取区域如何通过在其上扫描细长光束而被采样n次。聚焦的激光束随着其在驱动作用下沿读取孔被扫描的采样位置由标号为1到n的相邻矩形表示，其采样长度为“l”、宽度为“w”的面积。进行数据收集，以随着驱动沿狭缝被扫描而收集这n个位置中每一个处的信号。因此，k×n个数据点的序列被收集，它们与从读取空间的这n个不同的被辐照部分的散射相关。

图中还示意性示出了沿x方向、即扫描方向与狭缝10相邻的在外壳12下侧上形成的可选的距离标记28。x方向上标记之间的采样间隔是300微米。这些标记由细长焦点的尾部采样，并在要求线性化的情况下用于在x方向上数据的线性化，这在下面更详细地说明。通过附加的光电晶体管19执行测量，其中附加的光电晶体管19是被设置以从与狭缝相邻的标记28的区域收集光的定向探测器。

在可替换实施例中，标记28可被专用的编码器发射器/探测器模块19读取，其中该模块是光学组件20的一部分。编码器发射器/探测器模块被用在条形码读取器中。在一个例子中，可使用基于聚焦发光二极管(LED)和光电探测器的Agilent HEDS-1500模块。模块信号被馈入到作为额外探测器通道的PIC ADC中(参看下面图3的讨论)。

对于40微米的小尺寸焦点，且x方向上的扫描长度为2厘米，n＝500的例子，k＝4时，提供2000个数据点。根据期望的安全水平、物品类型、探测器通道数目“k”和其他因素，k×n的典型值范围预期在100＜k×n＜10,000。还已经发现，增加探测器的数目k也改善对通过处理、打印等导致的物品表面劣化的测量的不灵敏性。实践上，对于迄今使用的原型，拇指规则是独立数据点的总数目、即k×n应为500或更多，以对多种表面提供可接受的高安全水平。其他最小值(更高或更低)可应用，其中扫描器要仅与一个特定表面类型或一组表面类型一起使用。

图3是读取器装置的功能元件的示意方框图。电机22通过电气链路23连接到可编程中断控制器(PIC)30。探测器模块16的探测器16a...d通过各自的电气连接线17a...d连接到作为PIC 30一部分的模数转换器(ADC)。类似的电气连接线21将标记读取探测器19连接到PIC 30。可以理解，也可使用光学或无线链路来代替电气链路或与电气链路结合使用。PIC 30通过数据连接32与处理器34对接。处理器34可以是台式或膝上型计算机。处理器34可被结合到传统处理装置中，诸如PC或其他智能设备，诸如个人数字助理(PDA)或专用电子单元。PIC 30也可被结合到这样的处理装置中。PIC 30和处理器34一起形成数据采集和处理模块36，用于从探测器16a...d所收集的数据点的集合确定物品的签名。

在某些例子中，处理器34可具有通过接口连接38到数据库(dB)40的访问。数据库40可驻存在PC 34的存储器中，或被存储在其驱动中。可替换地，数据库40可以对于处理器34是远程的，并可通过无线通信访问，例如使用移动电话服务或结合因特网的无线局域网(LAN)。而且，数据库40可被本地存储，以可由处理器34访问，但周期地从远程资源下载。数据库可由远程实体管理，其中该实体可为特定处理器34提供仅对总数据库的一部分的访问，和/或可以基于安全策略限制访问数据库。

数据库40可包含先前记录的签名的库。处理器34可被编程，从而在使用中，处理器34可访问数据库40并执行比较以判断数据库40是否包含与已经放置在读取空间中的物品的签名的匹配。处理器34也可被编程，以在没有发现匹配时允许将签名添加到数据库。

处理处理器和数据库之间数据流的方式可取决于处理器的位置和处理器操作员与数据库操作员之间的关系。例如，如果处理器和读取器正被用来确认物品的真实性，则处理器将不需要能够添加新物品到数据库，并且实际上可以不直接访问数据库，而是提供签名给数据库供比较。在该结构中，数据库可提供真实性结果给处理器，以指示物品是否是真的。另一方面，如果处理器和读取器正被用来记录或验证数据库中的项目，则签名可被提供给数据库以存储在其中，且可以不需要比较。然而，在该情形中，可执行比较以避免单个项目被两次输入到数据库中。

图4是集成有上述扫描头10的影印机50的透视图。影印机50可以是传统的，除了使用扫描头和相关电子器件。影印机50可具有传统特征，诸如文档扫描单元51，其中文档扫描单元可包括自动纸张馈进单元52。而且，可提供纸盘53来保持要拷贝到其上的介质。影印机50也可具有文档输出盘54，以允许用户容易地接触使用影印机50制作的副本。传统影印机由多家公司制造，包括Xerox^TM公司和Canon^TM公司。

在本例的影印机50中，扫描头10被集成到每个文档扫描单元51和文档输出盘54。如剖面部分55所示，本例的文档扫描单元51包括自动纸张馈进单元52的纸张路径56中的扫描头10，以允许扫描被拷贝文档。文档输出盘54还具有集成到其中的扫描头10，以便能够扫描输出文档。

可以理解，扫描头10可以沿被拷贝文档和影印机所创建的副本文档的各馈进路径被安装在许多不同位置上。

在另一例子中，可利用链接的扫描仪和打印机拷贝文档。在这样的例子中，扫描仪可装配有扫描头，以扫描被扫描文档，且打印机可装配有扫描头，以扫描被打印文档。因此，有效的是可以使用两部分影印机。

图5是集成有上述扫描头10的传真机60的透视图。传真机60可以是传统的，处理使用扫描头和相关电子器件。传真机60可具有传统特征，诸如文档馈进单元61、和用于保持已经经由传真发射的文档、传真机60所产生的传输接收和经传真机接收的打印拷贝的文档的输出盘62。传真机60也可具有控制键63，以允许用户编辑传输目的地，还包括屏幕64以向用户显示传输和操作信息。传统的传真机由许多公司制造，包括Xerox^TM公司和Canon^TM公司。

在本例的传真机60中，扫描头被集成到每个文档馈进单元61和输出盘62。如图所示，本例的文档馈进单元61包括扫描头10，以便允许扫描被传输文档。输出盘64也具有集成到其中的扫描头10，以便能够扫描传真机60处所接收的文档。

可以理解，扫描头10可以沿用于传输的文档和传真机所接收的文档的各馈进路径被安装在许多不同位置。

在另一例子中，可通过将文档扫描到计算机中、然后执行从该计算机到另一计算机的所谓电子传真(e-fax)传输而实现传真机。这也可利用电子邮件传输执行。在接收方，当将文档复制到纸张上时，用于产生纸质副本的打印机也可包括扫描头，以扫描新文档。

因此，上面已经介绍了适于在可追踪并安全拷贝文档的机制中使用的扫描和签名生成装置的例子。这样的系统可被用来允许文档被扫描，作为拷贝或电子传输过程的一部分(这样的传输过程可被视为是拷贝过程，其中在文档被拷贝的远程位置处产生副本)。

上述例子是基于结合接收在包括激发局部区域的非常大的区域上散射的光信号的探测器的具有小横截面相干光束的局部化激发。可以设计功能等价光学系统，其基于结合非常大的区域激发的仅从局域化区域收集光的定向探测器。

图6A示意性地在侧视图中示出了这样的用于基于定向光收集和以相干光束覆盖辐照的读取器的成像结构。结合柱面微透镜阵列46设置阵列探测器48，从而探测器阵列48的相邻条带仅收集来自读取空间中相应相邻条带的光。参考图2，每个柱面微透镜被设置来收集来自这n个采样条带中一个的光信号。可以以整个读取空间(视图中没有示出)的覆盖照射进行相干辐照。

在某些情形中也可以使用结合局域化激发和局域化探测的混合系统。

图6B示意地在平面图中示出这样的用于读取器的混合成像结构的光足迹，其中结合具有细长光束的局域辐照使用定向探测器。该例子可被当作图1中例子的发展，其中提供定向探测器。在该例子中，提供了三组定向探测器，其中每组被用来从沿‘l×w’激发带的不同部分收集光。读取空间平面的收集区以虚圆圈示出，从而第一组例如2个探测器收集来自激发带上部的光信号，第二组探测器收集来自激发带中间部分的光信号，而第三组探测器收集来自激发带下部的光信号。所示出的每组探测器的圆形收集区的直径约为l/m，其中m是激发带被细分的数目，其中在本例中m＝3。以该方式，对于给定的扫描长度l，独立数据点的数目可以以因子m被增加。如下面进一步的说明，不同组定向探测器中一个或多个可被用于收集采样斑点图案的光信号以外的用途。例如，一个组可被用于收集为条形码扫描优化的光信号。如果在该情形中，通常该组只包含一个探测器就足够了，因为当仅为了对比而扫描时，获取交叉相关没有优势。

前面已经说明了各种读取器装置的主要结构部件和功能部件，下面将介绍用于确定签名的数值处理。可以理解，该数值处理大部分可以以在具有隶属于PIC 30的某些元件的处理器34上运行的计算机程序实现。在可替换例子中，可由硬件或固件形式的专用数值处理设备执行数值处理。

图7A是纸张表面的显微图，其中图像覆盖面积约0.5×0.2毫米。该图示出宏观平整的表面、诸如纸张表面在很多情形下在微观尺度上被高度结构化。对于纸张，由于形成纸张的木质纤维或其他纤维的相互交织的网络，表面被微观地高度结构化。图中还示出了大约为10微米的木质纤维的特征长度。该尺寸具有与本例中相干光束的光波长的正确关系，以产生衍射，并因此产生斑点和漫散射，其中漫散射的轮廓取决于纤维取向。因此，可以理解，如果读取器要被设计用于特定类型的物品，则激光的波长可被设计为要扫描物品的结构特征尺寸。从图中还可以看出，每张纸的局部表面结构是唯一的，因为其取决于各木质纤维如何布置。因此，一张纸不同于特别产生的标志，诸如特殊树脂标志或现有技术的磁性材料沉积，因为其结构是唯一的，这是由于其是通过由自然定律决定的制造工艺制造的。这同样适用于许多其他类型的物品和材料，例如塑料可被用来在文档上形成保护性压膜或作为文档基底。

图7B示出塑料表面的等效图像。该原子力显微图像清楚地示出了宏观平滑塑料表面的不平坦表面。如可从图中看出的那样，该表面比图7A中所示的纸张表面平滑，但即使是这样的表面波动水平也可利用本例的签名生成方案被唯一地标识。

换句话说，当可以以直接方式从多种日常物品测量唯一特征时，花费精力和钱财制作特殊标志实际上是无意义的。下面介绍利用物品表面自然结构(或在透射情形中为内部结构)的散射信号的数据收集和数值处理。

图8A示出了来自图1中读取器的光电探测器16a...d中一个的原始数据。曲线相对于点数目n绘出任意单位(a.u.)的信号强度I(参看图2)。I＝0-250之间的较高迹线波动是来自光电探测器16a的原始信号数据。较低迹线是约在I＝50处从标志28(参看图2)拾取的编码器信号。

图8B示出在以编码器信号线性化后图8A中的光电探测器数据(n.b.虽然x轴与图8A中比例不同，但这不重要)。如上所述，如果物品相对于扫描器的移动基本上是线性的，则可能不需要使用相对于对齐标记的线性化。此外，已经计算了强度的平均，并从强度值中将其减去。因此，处理后的数据值在零上下波动。

图8C示出数字化后图8B的数据。所采用的数字化方案是简单的二进制方案，其中任何正强度值被设定为值1，而任何负强度值被设定为零。可以理解，可替代地使用多态数字化，或众多可能的其他数字化方法中的任意一种。数字化的最重要特征只是始终应用相同数字化方案。

图9的流程图示出了如何从扫描产生物品的签名。

步骤S1是数据采集步骤，在该步骤中，在整个扫描长度过程中约每隔1ms采集每个光电探测器处的光学强度。同时，编码器信号作为时间的函数被采集。应该指出，如果扫描电机具有高度线性化精度(例如步进电机)，则可以不需要数据的线性化。数据通过PIC 30从ADC 31取数据而被采集。数据点被实时地从PIC 30转移到处理器34。可替换地，数据点可被存储在PIC 30中的存储器中，并且然后在扫描结束时传递到处理器34。每次扫描中所收集的每个探测器通道的数据点数目n在下面被定义为N。此外，值a_k(i)被定义为来自光电探测器k的第i个被存储强度值，其中i从1到N。从这样的扫描所获得的两个原始数据集的例子在图8A中示出。

步骤S2使用数值内插值来局部地扩展和收缩a_k(i)，从而编码器过渡在时间上被均匀隔开。这校正了电机速度的局部变化。该步骤可在处理器34中通过计算机程序执行。

步骤S3是可选步骤。如果执行，则该步骤对于时间对数据进行数值微分。还可能希望对数据应用弱平滑函数。微分可能对于高度结构化的表面是有用的，因为其用来相对于相关(斑点)贡献减弱来自信号的不相关贡献。

在步骤S4中，对于每个光电探测器，在N个数据点上求被记录信号的平均数。对于每个光电探测器，从所有这些数据点中减去该平均数，使得数据分布在零强度附近。参考图8B，其示出了线性化并减去所计算的平均值之后扫描数据的例子。

步骤S5数字化模拟光电探测器数据，以计算扫描的数字签名表示。数字签名通过应用以下规则而获得：a_k(i)＞0映射到二进制“1”，而a_k(i)＜＝0映射到二进制“0”。数字化的数据集被定义为d_k(i)，其中i从1到N。除了前述强度数据的数字化签名之外，物品的签名还可包括其他分量。这些其他可选签名分量在下面说明。

步骤S6是可选步骤，其中创建较小的“缩略图(thumbnail)”数字签名。这是通过对相邻组的m个读数进行平均而实现的，或者更优选地通过拾取每第c个数据点而实现的，其中c是缩略图的压缩因子。因为平均可能不成比例地放大噪声，所有后者是优选的。然后，步骤S5中所用的相同数字化规则被用来减小数据集。缩略图数字化被定义为t_k(i)，其中i从1到N/c，而c是压缩因子。

步骤S7是可选步骤，其可在存在多个探测器通道时应用。附加成分是从不同光电探测器所获得的强度数据之间所计算的交叉相关成分。对于2个通道，存在一个可能的交叉相关系数，对于3个通道存在多达3个可能的交叉相关系数，而4个通道存在多达6个可能的交叉相关系数，等等。交叉相关系数是有用的，因为已经发现它们是很好的材料类型指示符。例如，对于特定类型的文档，诸如给定类型的护照、或激光打印机纸张，交叉相关系数总是出现在可预测的范围内。归一化后的交叉相关可在a_k(i)和a_l(i)之间被计算，其中k≠l，且k、l在所有光电探测器通道数目范围上变化。归一化后的交叉相关函数Γ定义如下：

Γ (k, l) = \frac{Σ_{i = 1}^{N} a_{k} (i) a_{l} (i)}{\sqrt{(Σ_{i = 1}^{N} a_{k} {(i)}^{2}) (Σ_{i = 1}^{N} a_{l} {(i)}^{2})}}

可被存储以用于以后验证的交叉相关函数的另一方面是交叉相关函数中峰值的宽度，例如半峰全宽(FWHM：full width halfmaximum)。验证处理中使用交叉相关系数将在下面进一步说明。

步骤S8是另一可选步骤，该步骤用于计算表示信号强度分布的简单强度平均值。该平均值可以是不同探测器的平均值中每一个的总平均，或每个探测器的平均，诸如a_k(i)的均方根(rms)。如果探测器被成对布置在垂直入射任一侧，如上述读取器中那样，则可使用每对探测器的平均值。已经发现强度值是良好的材料类型粗滤波器，因为其是样品的总反射率和粗糙度的简单指示。例如，可以将除去平均值、即DC背景后的未归一化的rms值用作强度值。

从扫描物品而获得的签名数据可以与保存在签名数据库中的记录比较以便验证，和/或被写到数据库以添加签名的新记录以便扩大现有数据库。

新的数据库记录将包括在步骤S5中所获得的数字签名。这可选地可以由在步骤S6中为每个光电探测器通道所获得的其较小缩略图版本、在步骤S7中所获得的交叉相关系数、和在步骤S8中所获得的平均值中的一个或多个补充。可替换地，缩略图可被存储在为快速检索优化的独立数据库中，而其余数据(包括缩略图)被存储在主数据库中。

图10是流程图，其示出如何相对于签名数据库验证从扫描所获得的物品的签名。

在一种简单实现中，数据库可简单地被搜索，以基于签名数据的全部集合寻找匹配。然而，为了加速验证过程，过程可使用较小缩略图和基于所计算的平均值和交叉相关系数的预筛选，如下面所述。

验证步骤V1是验证过程的第一步，该步骤用于按照上述过程扫描物品，即执行扫描步骤S1到S8。

验证步骤V2取每个缩略图条目并估算其与t_k(i+j)之间的匹配位的数目，其中j是位偏移，j被改变以补偿被扫描区域的定位误差。确定j的值，然后确定提供最大数目的匹配位的缩略图条目。这是用于进一步处理的“命中(hit)”。

验证步骤V3是可选的预筛选测试，其在相对于被扫描数字签名分析为记录所存储的所有数字签名前被执行。在该预筛选过程中，将扫描步骤S8中所获得的rms值与命中的数据库记录中相应的存储值比较。如果各平均值在预定范围内不一致，则“命中”被从进一步处理拒绝。然后，物品作为未验证而被拒绝(即，跳转到验证步骤V6并发出失败结果)。

验证步骤V4是另一可选预筛选测试，其在分析全部数字签名前执行。在该预筛选中，将在扫描步骤S7中所获得的交叉相关系数与命中的数据库记录中相应的存储值比较。如果各交叉相关系数在预定范围内不一致，则“命中”被从进一步处理拒绝。然后，物品作为未验证而被拒绝(即，跳转到验证步骤V6并发出失败结果)。

可在验证步骤V4中执行的使用交叉相关系数的另一检查是检查交叉相关函数的峰值的宽度，其中交叉相关函数是通过比较上面扫描步骤S7中初始扫描所存储的值与被重新扫描的值而估算的：

Γ_{kl} (j) = \frac{Σ_{i = 1}^{N} a_{k} (i) a_{l} (i + j)}{\sqrt{(Σ_{i = 1}^{N} a_{k} {(i)}^{2}) (Σ_{i = 1}^{N} a_{l} {(i)}^{2})}}

如果被重新扫描的峰值的宽度显著高于初始扫描的宽度，则这可作为表示被重新扫描的物品已经被窜改或以其他方式可疑的指示符。例如，该检查应该通过以光电探测器从被扫描表面所预期的相同强度变化打印条形码或其他图案而揭露试图欺骗系统的欺诈者。

验证步骤V5是扫描步骤S5中所获得的扫描数字签名和命中的数据库记录中相应的存储值之间的比较。完全存储的数字签名d_k ^db(i)被分成k个探测器通道上n块q个相邻位，即每个块有qk个位。q的典型值是4，而k的典型值是4，从而每个块通常有16位。然后，将qk个位与所存储的数字签名d_k ^db(i+j)中qk个相应位匹配。如果块内匹配位的数目大于或等于某预定义阈值z_thresh，则匹配块的数目递增。z_thresh的典型值为13。对所有n个块重复该过程。为不同偏移值j重复这整个过程，从而补偿被扫描区域的定位误差，直到找到最大数目的匹配块。定义M为匹配块的最大数目，意外匹配的概率通过估算下式而被计算的：

p (M) = Σ_{w = n - M}^{n} s^{w} {(1 - s)}^{n - w} C_{w}^{n}

其中s是任何两个块之间意外匹配的概率(其又取决于所选的z_thresh值)，M是匹配块的数目，而p(M)是M或更多个块意外匹配的概率。s的值通过比较来自类似材料的不同物体的扫描、例如纸张文档等的大量扫描的数据库内的块而被确定。对于q＝4，k＝4且z_thresh＝13的情形，s的典型值为0.1。如果qk个位是完全独立的，则根据概率理论，对于z_thresh＝13，s＝0.01。经验发现较高的值是因为k个探测器通道之间的相关性和由于有限激光光斑宽度所产生的块内相邻位之间的相关性。当与一张纸的数据库条目比较时，该张纸的典型扫描在总共510个块中产生约314个匹配块。对于上面的等式设定M＝314，n＝510，s＝0.1，则意外匹配的概率为10-177。

验证步骤V6发出验证过程的结果。在验证步骤V5中所获得的概率结果可被用在通过/失败测试中，其中基准是预定义的概率阈值。在该情形中，概率阈值可由系统设定在某个水平，或者可以是用户选择的水平处的可变参数集。可替换地，概率结果可作为置信水平被输出到用户，以概率自身的原始形式或以使用相对术语(例如无匹配/匹配差/匹配好/匹配优秀)的修改形式或其他分类。

可以理解，许多变化都是可能的。例如，不是将交叉相关系数作为预筛选成分，而是将其与数字化后的强度数据一起作为主签名的一部分。例如，交叉相关系数可以被数字化并被加到数字化的强度数据。交叉相关系数也可对其自身数字化，并被用来生成位串等，然后以上述相同的方式为数字化的强度数据的缩略图搜索该位串，以便找到命中。

因此，上面已经说明了用于扫描物品以基于该物品的内在特性获得签名的多个示例结构。已经说明了可以如何从在扫描过程中所收集的数据生成签名，以及可以如何将签名与来自同一物品或不同物品的以后扫描比较从而提供有多大可能性在该以后扫描中已经扫描同一物品的量度。

这样的系统具有许多应用，其中包括物品的安全和可信筛选以便防欺诈和物品追踪。

在某些例子中，从被扫描物品提取签名的方法可被优化，以提供物品的可靠识别，即使该物品例如由于伸展或收缩而变形。物品的这样的伸展或收缩例如可以是由于水对纸张或基于纸板的物品的损坏而引起的。

而且，如果物品相对于扫描器中传感器的速度是非线性的，则其在扫描器看来可能是伸展或收缩的。例如如果物品正沿传输系统移动，或如果物品正被手持该物品的人移动通过扫描器，则可能发生该情形。可能发生该现象的情形的一个例子是使用非线性物品输送系统，诸如在机器内，其中物品沿物品转移路径移动，或人直接为物品提供输送运动。

如上所述，如果扫描器基于在扫描器单元中相对于扫描器内的物品或相对于扫描器保持静止的物品移动的扫描头，则可以通过可选的距离标记28提供线性化导引，从而解决扫描头运动的任何非线性。如果物品由非线性输送系统移动，则这些非线性可能被显著夸大。而且，如果这样的线性标记不可用，则甚至在宏观尺度上高度线性的物品输送系统也可能在待扫描物品表面织构的尺度上是显著非线性的。

为了解决这些可能由非线性效应所导致的识别问题，可以调整物品扫描的分析阶段。因此，下面参考图11介绍改进的验证过程。在该例中执行的过程使用数据的按块(block-wise)分析以解决非线性。

按照图11执行的过程可包括参考图9所述的对数据进行平滑和微分、计算和减去平均数、数字化以获得签名和缩略图这些步骤中一些或全部，但图11没有示出以便更清楚地呈现该图的内容。

如图11所示，使用按块分析的验证扫描的扫描过程通过执行物品的扫描以采集描述物品内在特性的数据而开始于步骤S21。然后，在步骤S22中，该被扫描数据被划分为连续块(其可在数字化或任何平滑/微分等之前或之后执行)。在一个例子中，64毫米的扫描长度被分成8个相等长度块。因此，每个块表示被扫描物品的被扫描区域的子段。

对于每个块，对于在步骤S23中物品要与其比较的每个存储的签名，相对于等价块执行相关交叉。这可利用缩略图方法执行，其中每个块一个缩略图。然后分析这些交叉相关计算的结果，以识别交叉相关峰值的位置。然后，对于在物品的原始和随后扫描之间存在完美线性关系的情形，在步骤S24将交叉相关峰值的位置与预期的峰值位置比较。

该关系可被图形表示，如图12A、12B和12C所示。在图12A的例子中，交叉相关峰值精确地位于预期的位置处，从而扫描头相对于物品的运动已经是完美线性的，且物品没有经历伸展或收缩。因此，实际峰值位置相对于预期峰值的绘图得到通过原点且梯度为1的直线。

在图12B的例子中，交叉相关峰值比预期的靠得更近，使得最佳拟合线的梯度小于1。因此，物品相对于其在初始扫描时的物理特征有收缩。而且，最佳拟合线不通过图的原点。因此，与其在初始扫描时的位置相比，物品相对于扫描头偏移。

在图12C的例子中，交叉相关峰值不形成直线。在该例子中，它们近似拟合到表示y²函数的曲线。因此，物品相对于扫描头的移动在扫描过程中已经减缓。而且，因为最佳拟合曲线不经过原点，所以显然物品相对于其在初始扫描时的位置被偏移。

多种函数可被测试拟合到交叉相关峰值点的绘图上，以找到最佳拟合函数。因此，可使用解决伸展、收缩、未对准、加速、减速、及其组合的曲线。合适函数的例子可包括直线函数、幂函数、三角函数、x²函数和x³函数。

一旦在步骤S25已经识别最佳拟合函数，就可在步骤S26确定一组变化参数，其表示每个交叉相关峰值从其预期位置偏移多少。然后，在步骤S27，这些补偿参数可被应用于来自步骤S21所进行的扫描的数据，以便基本上消除收缩、伸展、未对准、加速或减速对来自扫描的数据的影响。可以理解，在步骤S25所获得的最佳拟合函数拟合扫描数据越好，则补偿效果越好。

然后，在步骤S28，补偿后的扫描数据被分解为连续块，如步骤S22一样。然后，在步骤S29，这些块逐个与来自被存储签名的各块数据交叉相关，以获得交叉相关系数。这时，在步骤S29，交叉相关峰值的大小被分析以确定唯一性因子。因此，可以判断被扫描物品是否与在创建被存储签名时所扫描的物品相同。

因此，已经说明了用于补偿被扫描物品的物理变形和用于物品相对于扫描器的运动非线性的方法的例子。使用该方法，可根据从先前的物品扫描所获得的被存储的该物品的签名检查被扫描物品，从而以高度确定性判断后来的扫描所出现的是否是相同物品。因而，能够可靠地识别由易扭曲材料构造的物品。而且，可以使用其中扫描器相对于物品的运动可以是非线性的扫描器，从而允许使用低成本扫描器而无需运动控制元件。

可利用对基于物品内在特性而生成的签名的按块分析检测的物品的另一特征是对物品的局部损伤。例如，这样的技术可被用来检测在初始记录扫描后进行的物品的修改。

例如，许多文档、诸如护照、ID卡和驾驶执照包括持有人照片。如果这样的物品的真实性扫描包括部分照片，则将检测对该照片进行的任何改变。以将签名分成10个块为任意例子，其中3个块可覆盖文档上的照片，而其他7个块覆盖文档的另一部分，诸如背景材料。如果照片被更换，则随后对文档的再次扫描可被期望提供其中没有发生修改的这7个块的良好匹配，但更换后的照片将提供非常差的匹配。通过了解这3个块对应于照片，所有3个块都提供非常差的匹配这个事实可被用来自动地使文档验证失败，而不管整个签名上的平均分。

而且，许多文档包括一个或多个人员的手写表示，例如护照、驾驶执照、或身份证上所标识的人员的名字和银行帐号持有者的名字。许多文档还包括持有人或证明人手写签名的位置。对为验证而获得的签名使用按块分析可检测改变打印或手写到文档上的姓名或其他重要字词或数字的修改。对应于被改变的打印或手写位置的块预期比没有发生修改的块产生质量差很多的匹配。因此，修改后的名称或写入的签名可被检测，且文档在验证测试中失败，即使文档的总匹配高到足以获得通过结果。

因此，在一般情形中，可以看到用于物品真实性的测试可包括测试验证签名和用于整个签名的记录签名之间足够高质量的匹配，和签名的至少被选块上足够高的匹配。因此，可选择对评估物品真实性重要的区域作为对实现肯定的真实性结果很关键。

在某些例子中，除了被选为关键块的那些块以外的其他块可被允许提供差的匹配结果。因此，文档可被接受为真品，尽管部分破损或以其他方式被损坏，只要关键块提供好的匹配且签名作为整体提供好的匹配。

因此，已经说明了大量用于识别对文档的局部损坏和用于拒绝在预定区域中具有局部损坏或改变的物品为不真实的系统、方法和装置。其他区域中的损坏或改变可忽视，从而允许文档被识别为真品。

在某些扫描器装置中，还可能的是，可能难以判断被扫描区域在哪里开始和结束。一种解决该困难的方法是将扫描区域限定为在物品边缘处开始。由于在物品通过先前为自由空间的位置时在扫描头所接收的数据将经历明显的阶跃变化，所以在扫描头处所接收的数据可被用来确定扫描从哪里开始。

在该例子中，在将物品应用到扫描器之前，扫描头是操作的。因此，初始，扫描头接收对应于扫描头前面未占据空间的数据。随着物品在扫描头前面通过，扫描头所接收的数据立即改变为描述物品的数据。因此，可以监视数据，以确定物品在哪里起始，且在其之前的所有数据被丢弃。扫描区域相对于物品前沿的位置和长度可以以多种方式被确定。最简单的是使扫描区域是物品的整个长度，从而可通过扫描头再次拾取对应于自由空间的数据而探测到结束。另一方法是与前沿相距预定数目的扫描读数开始和/或停止记录的数据。假定物品总是以近似相同的速度移动通过扫描头，则这将导致一致的扫描区域。另一可选方式是使用物品上的实际标记来开始和停止扫描区域，虽然这可能在数据处理方面要求更多工作以确定哪个捕获的数据对应于扫描区域以及哪个数据可被丢弃。

因此，已经说明了大量用于基于物品内在特性扫描项目以收集数据、在必需时补偿物品损伤或扫描过程的非线性、和比较物品与基于先前物品扫描所存储的签名以确定这两次扫描是否出现同一物品的技术。

再次参考图4和5，并参考结合图6到12所述的处理技术和方法，显然，要利用拷贝机器(诸如影印机、传真机或扫描仪/打印机对)拷贝的文档可利用使用上述一种或多种技术的扫描头识别。类似地，也可利用使用上面概括的一种或多种技术的扫描头扫描从这样的机器输出的文档副本。

因此，已经说明了适于在用于可追踪和安全拷贝文档的机制中使用的扫描和签名生成装置的例子。这样的系统可被配置为允许文档被扫描，作为拷贝或电子传输过程(这样的传输过程可被当作拷贝过程，其中在被拷贝文档远程位置产生副本)的一部分。因而，待拷贝的文档可通过扫描头扫描，并且从中所获得的签名可根据签名数据库检查，以判断该文档是否已经被记录在数据库中。如果文档没有被记录在数据库中，则可阻止拷贝(在只可拷贝记录在数据库中的文档的例子中)，或被自由允许(在没有记录在数据库中的文档的复制被自由允许的例子中)。如果文档被记录在数据库中，则可以执行检查过程以判断是否允许使用已经扫描文档的拷贝设备(影印机、传真机等)拷贝文档。检查过程可能的结果可包括：拷贝允许(可能受到最大数目的拷贝)；以及拷贝不允许。根据检查过程的结果，可利用拷贝装置产生文档的副本。

为了限制进一步的文档拷贝，拷贝设备所产生的副本可在副本产生过程中被扫描。如上面参考图4和5所述，拷贝装置的输出盘可装配有扫描头以从新创建的副本提取签名。如可理解的那样，该扫描头可被设置在拷贝机器的纸张路径内的任何位置。在某些例子中，扫描头被设置在确保新创建的副本在用户能够访问该副本以将其从拷贝机器取走之前被扫描的纸张路径的一部分中。每个新副本的签名然后可被添加到数据库，以提供对于新副本的拷贝限制。在某些例子中，可能希望新副本不能被用于进一步拷贝，或可具有不同于“母本”文档的拷贝策略。在这样的例子中，副本的签名可具有与原始文档记录不同的数据库记录，从而新记录可被标记为绝不允许拷贝。在其他例子中，新副本可具有与“母本”文档相同的拷贝限制，且因此副本的签名可被添加到母本文档的记录作为可被用来授权拷贝的另一签名。

在某些例子中，文档和副本的进一步安全性和可追踪性可利用安全机制来应用，以控制对拷贝装置的访问。例如，可以要求拷贝装置的用户在被允许操作拷贝机器之前提供某些形式的标识。这可通过请求为访问拷贝机器或在利用拷贝机器执行拷贝功能之前提供安全口令、标志、密钥或键码来执行。因此，特定于给定个体进行给定文档的拷贝限制。因而，可以为特定用户剪裁用于判断是否可拷贝文档的检查过程的结果。

可被执行以判断是否允许文档被拷贝的检查过程的一个例子在图13中示出。

该过程在步骤C1开始，其中文档在拷贝机器文档输入端被扫描。然后，在步骤C2处，扫描结果被用来为文档生成签名。步骤C1和C2可基本上遵从上面参考图9和11说明的过程，使用可能期望的任何或所有可选步骤。

然后，在步骤C3，所确定的签名可与签名数据库比较，该过程可使用上面参考图10概括的步骤。一旦发现数据库匹配，则可在步骤C4处从与匹配的签名相关联的数据库记录检索文档的拷贝策略。然后，可在步骤C5处检查所检索的策略，以判断拷贝该文档是否要求人员身份，从而仅预定列表中的人员有权拷贝该文档，或是否需要追踪该文档所有副本的最初人员。

如果不要求人员身份，则在步骤C6，可检查策略以判断是否允许文档拷贝。该检查可包括检查是否已经达到副本极限，以及是否允许拷贝该文档。

如果拷贝不被允许，则在步骤C7阻止文档拷贝，这可能导致文档被返回给用户，或文档可由机器保留以供授权的管理员以后检索。然后，过程结束。

另一方面，如果在步骤C6确定允许拷贝，则在步骤C8，允许副本制作。该副本制作可以被限制到最大数目的副本。一旦已经制作了副本，就在步骤C9执行检查以判断该文档的策略是否要求保持所制作的副本数目的日志。如果否，则过程结束。如果是，则在步骤C10，所做的副本数目的记录被写到数据库，然后过程结束。

如果在步骤C5确定要求人员身份，则在步骤C11，向机器的操作员请求个人身份。该请求可通过视觉信号、或通过声音信号、或这两者指示。人员身份可以采用标识码的形式，或通过标识物品，诸如密钥或标志，诸如磁条卡(magnetic swipe card)、智能卡或射频识别(RFID)标签。在某些例子中，标识物品可由扫描头扫描，该扫描头可操作地以与上面参考图1到图3和图6到图12说明的相同方式为物品确定签名。在某些例子中，可根据标识细节的数据库检查所提供的标识，以允许检查标识的有效性。

然后，在步骤C12，根据保存在文档策略中的授权操作员列表检查所提供的人员身份。在另一例子中，操作员被授权拷贝的文档或文档类别的列表可与人员身份相关联，在标识物品中或在与标识物品或码相关的记录中标识细节的数据库中。如果确定操作员没有被授权制作该文档的副本，则处理在步骤C7继续，其中阻止拷贝。另一方面，如果确定操作员被授权拷贝文档，则处理在步骤C6继续，其中执行“拷贝被允许？”。在本例中，除了身份检查之外还执行该检查，在步骤C6，检查可包括根据可能与个体授权无关地应用的最大数目副本阈值的检查。而且，特定文档可具有忽略“不复制”指令，这忽略个体的授权以制造副本。

在某些例子中，可在拷贝机器中提供多个扫描头，以考虑文档和副本在通过机器时的未对准。因而，可通过使文档扫描与为其存储的签名匹配的可能性最大化而减小用于拷贝的文本的误拒绝。同样，通过多次扫描副本，可存储该副本的大量签名，从而增大文档在随后的验证扫描过程中不被误拒绝的可能性。由于这样的签名的肯定匹配筹建特别高的可信度，所以允许物品的多个稍微不同的扫描创建有效签名对肯定匹配的可信度的影响可忽略不计。

因此，已经说明了用于控制文档拷贝的多种方法和装置。控制可按文档、按文档类型(例如保密等级，商业敏感度等)、按用户、按拷贝类型(例如单一影印机，传真传输等)或为上述的组合应用。

在某些例子中，可实现这样的系统，以提供对敏感的或机密的文档的授权拷贝。这样的文档可包括商业信息或身份文档，诸如护照、驾驶执照和其他身份卡或标志。因此，这样的文档的拷贝可被用于拷贝该文档的机器“证明”。该证明可采取副本的生物签名被记录在用于存储这样的被证明副本的细节的数据库中的形式。因此，例如，标识文档的被证明的副本可被提供给金融服务公司，以识别产品、诸如贷款的申请人。因而，金融服务公司可以确定副本的真实性，且护照的持有人不必将护照提交给公司，同时公司基于护照执行检查。

而且，可通过使用基于ID的拷贝权限限制和约束被授权制造这样的副本的个人本身。因此，商业敏感文档可被分发给大量人员，但其中仅有有限数目的人员有权制作进一步副本，或经传真传送这些文档。这样的系统可被用来防止商业敏感的或机密的文档被传送到授权出现的办公室或办公场所外。在一个例子中，这样的系统可用来限制机密或保密文档流通到预定集合的授权人员外的能力。在另一例子中，这样的系统可被用于管理机密性协议和/或联合投资协议。按照这样的例子，协议所覆盖的所有文档可被跟踪和/或控制，且可能地，在协议结束时销毁的要求可以被实现。

在某些例子中，可限制进一步的拷贝。例如，诸如护照这样的文档通常不被限于仅出现在某些受限区域中。因此，可无限制地在任何拷贝装置上制作该护照的副本，且可制作副本的副本(即第二代副本和更后代的副本)。然而，如果要求护照的经过证明的副本，则包括生物扫描器(诸如扫描头10)的拷贝装置可检查护照的现有副本，以判断现有副本是否被证明。如果确定被证明，则可从该第一被证明的副本制作进一步的被证明副本。如果第一副本没有被证明，则要么可产生未经证明的副本，要么可阻止拷贝。因此，可以执行文档的安全证明，而无需访问原件。这样的过程可被用于需要其被证明副本的任何文档，除了护照之外，其他身份或权利文档或标志、诸如驾驶执照或身份证也可使用。而且，官方文档、诸如商业公司的证明或发票可以该方式被拷贝。

在某些例子中，使用标识系统来确保仅授权用户可拷贝文档可被用来跟踪文档。如果在拷贝时，被标识为授权制作副本的操作员的个体被记录在存储制作副本细节的数据库中，则每个副本随后可被扫描以创建签名，其中该签名可与数据库比较以确定谁制造了该副本。因此，例如泄漏的商业或政府文档可被追踪到制造该副本的个人。因而，任何信息泄漏的追踪可简化。

虽然上面详细说明了实施例，多种变化和修改对完全理解了本公开的本领域技术人员来说是显然的。权利要求包括所有这些变化和修改以及它们的等效物。

Claims

1.一种控制文档复制的系统，所述系统包括：

签名确定单元，可操作地基于文档的内在特征，从所述文档确定签名；

比较单元，可操作地比较所确定的签名和所存储的签名；以及

复制装置，可操作地根据所述比较单元的比较结果创建所述文档的复制品。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述签名确定单元包括：

用于容纳所述文档的读取空间；

用于生成相干光束的光源；

探测器结构，用于从在所述相干光束从所述读取空间中物品的不同部分散射时所获得的信号收集包括多个数据点组的集合，其中所述多个数据点组中的不同组涉及从物品各不同部分的散射；以及

数据采集和处理单元，用于从所述数据点组的集合确定物品的签名。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述比较单元进一步可操作来检索被存储的所述文档的复制策略。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述复制装置可操作地根据所检索的复制策略创建所述文档的复制品。

5.如前述任一权利要求所述的系统，进一步包括身份验证单元，可操作地判断所提供的身份输入是否与被授权创建所述文档的复制品的用户匹配。

6.如前述任一权利要求所述的系统，其中所述复制单元可操作地根据文档标识、文档类型、用户身份、和复制类型中一个或多个来创建文档的复制品。

7.如前述任一权利要求所述的系统，其中所述复制单元包括影印机、传真机、扫描仪和打印机中一个或多个。

8.如前述任一权利要求所述的系统，其中所述文档是身份文档、机密文档、和商业敏感文档中一个或多个。

9.如前述任一权利要求所述的系统，进一步包括：

签名确定单元，可操作地基于文档复制品的内在特征从所述文档复制品确定签名；和

存储单元，可操作地将所确定的签名存储在复制签名的数据库中。

10.如权利要求9所述的系统，其中所存储的签名具有相关联的复制策略。

11.一种控制文档拷贝的方法，所述方法包括：

基于文档的内在特征确定所述文档的签名；

比较所确定的签名与所存储的签名；以及

根据比较结果创建所述文档的副本。

12.基本如前面所述的一种拷贝控制系统。

13.基本如前面所述的一种控制拷贝的方法。