CN101336440A - 形成安全化图像的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种形成安全化图像的方法，所述方法包括：获得观察者可见的主图像，获得隐藏在主图像中的潜像，调整主图像和潜像中至少一个的区域的饱和度，使得当调整后的潜像和主图像随后进行组合时，组合区域的饱和度将更接近于原始主图像的对应区域的饱和度；并将调整后的潜像和主图像进行组合，形成安全化图像。

Description

形成安全化图像的方法

技术领域

本发明涉及一种形成安全化图像的方法，也涉及一种使用安全化图像的安全设备。在一个实施例中，编码后的潜像被隐藏在可见的主图像中。本发明的实施例可以应用于提供安全设备，安全设备可用于验证文档或例如信用卡之类的证书的合法性和存在性。其他实施例可用于提供抵御伪造的新颖内容。

背景技术

为了鉴定和验证例如钞票、信用卡之类的文档和装置的原始性并防止对其进行的非授权复制或修改，经常使用安全设备。安全设备被设计为提供某种鉴定的证明并防止复制。尽管已经有多种可用技术，但总是需要能够应用于提供安全设备的进一步的技术。

多种技术已经被开发用于将潜像隐藏在安全文档或装置中。最早的这样的技术可能是水印。在这种方法中，潜像被设置在纸张衬底上，使得当反射状态下查看纸张时看不到该图像，但在透射状态下可以看到该图像。

用于安全应用的更新近的隐藏图像的方法包括被称为“加扰标记(Scrambled Indicia)”，在美国专利3,937,565中以模拟的形式描述，在专利WO 97/20298中以计算机化、数字版本的形式描述。在后者的技术中，计算机程序有效地分片将要被隐藏入称为“输入图像片”的平行长条中的图像。接着它们被加扰，产生一系列更薄的“输出图像片”，“输出图像片”被以人眼看来毫无条理的形式结合入图像中。然而，当通过包含许多显微小透镜的特殊设备查看时，原始图像被重建，从而呈现出可见的隐藏图像。

这种加扰图像可以通过调整加扰图像中的特征的厚度来结合入可见的背景图片中。

专利WO 97/20298也描述了加扰图像如何通过计算机算法程序化地被结合入可见图片。原始图像被数字化，并被分离为青色、品红色、黄色和黑色分量。接着，一个或更多加扰图像被结合入青色和品红色的分离部分。它们被用于替代原始部分，并照常进行印制。

多种专利也描述了通过“调制”用于印制图像的线-或点图案来隐藏潜像。为了印制图像，专业的打印机使用各种被称为“屏幕(screening)”的技术。其中包括圆屏幕、随机屏幕、线屏幕和椭圆屏幕。这样的屏幕的示例参见美国专利6,104,812。实质上，图片被分割为一系列图像元素，典型地，图像元素是各种形状的点或线及其组合。这些点和线通常极小，比人眼能观察到的要小很多。因此，使用这样的屏幕印制的图像在人眼看来具有连续的色调和浓度。

可以通过将两个看起来类似的线和点屏幕彼此并置来创建隐藏图像。通过改变用于印制屏幕的线元素的位置、形状或方向来隐藏图像的处理过程被正式地称为“线调制”。打印机屏幕的点被变形或移动以潜像的处理过程被称为“点调制”。

线和点调制的理论由Amidror描述(Issac Amidror，“The Theory ofthe MoiréPhenomenon”，Kluwer Academic Publishers，Dordrecht，2000，pages 185-187)。当两个具有相同周期的局部周期性结构彼此叠加时，产生的图像在两个周期性结构显示了α＝0°的角度差的区域的微结构可能被改变(而不产生规则的Moiré图案)。微结构的改变的程度可以被用于产生潜像，该潜像仅当局部周期结构被相关叠加时才对观察者清晰可见。因此，仅当潜像被叠加以对应的非调制的结构时才可以被观察到。相应地，调制图像可以被结合入原始文档和对应于非调制结构的解码屏幕，解码屏幕用于通过例如在调制图像上重叠非调制解码屏幕以呈现潜像来检查文档是否是原始的。

使用线调制隐藏潜像的示例描述于下列多个专利中：US6,104,812、US 5,374,976、CA 1,066,109、CA 1,172,282、WO03/013870-A2、US 4,143,967、WO 91/11331和WO2004/110773 A1。一种被称为屏幕角度调制“SAM”的技术或其微观对等技术“μ-SAM”详细描述于美国专利号5,374,976以及Sybrand Spannenberg在书“Optical Document Security，Second Edition”(编者：Rudolph L.vanRenesse，Artech House，London，1998，page169-199)中的第8章，均结合在此作为参考。在本技术中，在周期设置的微缩短线段的图案中，通过以连续或截断的方式调制微缩短线段相对于彼此的角度来创建潜像。以肉眼查看时，模式表现为均匀的中间颜色或灰度，当它被重叠以透明衬底上的相同的非调制图案时，可以观察到潜像。

使用点调制隐藏潜像的示例描述于各种专利中，包括WO02/23481-A1。

为了克服使用加扰、线或点调制进行隐含的潜像在光学放大下经常清晰可见的限制，近期我们开发了处理打印机可用的最小可能图像元素(像素)以创建全新类型的印制屏幕的技术。这样的技术可以被描述为“半色调”隐藏图像。已知至少有两种处理打印机像素以创建半色调隐藏图像的方法。这些方法被广泛地称为“调制数字图像”(MDI)。这样的处理过程的示例在WO2005002880-A1和WO2004109599-A1中描述，所描述的设备称为PhaseGram和BinaGram。

在PhaseGram中，多个如相片之类的图像被数字化并接着被分离为各种灰度或色调饱和度。接着，具有各种置换的线屏幕被覆盖在每个分离部分的黑色区域，线屏幕根据分离部分的灰度或色调饱和度进行置换。调整后的图像接着被组合，以创建新的印制屏幕。所有这些都是由计算机算法在数字处理过程中完成的。使用数字计算机方法允许各种在使用可比的模拟(照相)的处理中不可能达到的隐藏图像的构造和最终表现。新的印制屏幕极其复杂，即使在完全放大的情况下，人眼也不能观察到隐藏图像。

BinaGram的概念与PhaseGram类似，包括使用计算机算法产生新的印制屏幕。然而，在这种情况下，所使用的基本原理不是置换线屏幕，而是补偿原理，其中隐藏图像的每个元素与互补浓度的新元素成对。

使用WO2005/069198-A1所述的称为TonaGram的技术，这样的设备可以被结合入可视图像。TonaGram包括用于处理一个或多个潜像和主图像的色调值的技术，通过为潜像分配色调范围来隐藏潜像。按照这种方式，潜像，如BinaGram、PhaseGram或其他隐藏图像，可以被隐藏在可见的主图像中。

提供另一个在可见图像中隐藏一个或更多图像的技术将是有利的。

发明内容

在实施例中，本发明提供了一种形成安全化图像的方法，所述方法包括：

a)获得观察者可见的主图像；

b)获得要隐藏入主图像的潜像；

c)调整主图像和潜像中至少一个的区域的饱和度，使得当调整后的潜像和主图像随后进行组合时，组合区域的饱和度更接近于原始主图像的对应区域的饱和度；以及

d)将调整后的潜像和主图像进行组合，形成安全化图像。

在实施例中，本发明包括调整饱和度，以便最小化由潜像和调整后的主图像组合成的图像的饱和度与原始主图像的饱和度的差别。

在实施例中，本发明包括调整至少一个主图像和潜像中的区域的饱和度，包括：

将每个主图像和潜像分离为在进行组合时完整定义每个图像的数字化灰度或色彩饱和度的集合；

对每个灰度或色彩饱和度，应用匹配算法，将潜像中的图像元素的灰度或色彩特征与主图像的相同灰度或色彩饱和度的对应图像元素进行匹配。

在实施例中，本发明包括组合调整后潜像和的主图像，包括：

根据所选潜像的对应图像元素的可视特征，对主图像中每个灰度或色彩饱和度的所选图像元素进行转换，以形成修订的分离部分；以及

组合修订的分离部分从而创建安全化图像。

在实施例中，本发明包括获得潜像，包括选择一个或更多要隐含入主图像的图像以及形成包含一个或更多图像的潜像。

在实施例中，本发明包括：

a)至少获得要隐藏的另一潜像；

b)调整安全化图像和另一潜像中至少一个的区域的饱和度，使得当调整后的另一潜像和安全化图像随后进行组合时，组合区域的饱和度将更接近于原始安全化图像的对应区域的饱和度；以及

c)将调整后的另一潜像和安全化图像进行组合，形成另一安全化图像。

在实施例中，本发明包括潜像是编码的隐藏图像，所述编码的隐藏图像可以使用解码屏幕进行解码。

在实施例中，本发明包括通过从下列组中选择的技术形成潜像：加扰标记、线或点调制、PhaseGram和BinaGram。

在实施例中，潜像是数字调制图像。

在实施例中，本发明包括多个潜像以各自可被不同的解码器解码的方式隐藏入可见的安全化图像。

本发明还扩展至使用根据上述方法制成的安全化图像的安全设备。

这样的安全设备可以是独立设备(例如印制在衬底上)或可以结合为文档、文件等的一部分，例如，可以被用于护照、安全卡、信用卡和钞票。

因此，本发明提供了一种安全设备，包括安全化图像，其中，潜像通过下列方法被隐藏入主图像中：调整主图像和潜像中至少一个的区域的饱和度，使得当调整后的潜像和主图像随后进行组合时，组合区域的饱和度更接近于原始主图像的对应区域的饱和度，并将潜像和调整后的主图像进行组合形成安全化图像。

在实施例中，本发明包括潜像是编码的隐藏图像，所述编码的隐藏图像可以使用解码屏幕进行解码。

在实施例中，潜像是数字调制图像。

在实施例中，本发明包括多个潜像以每个被不同的解码器解码的方式隐藏入可见的安全化图像。

本领域技术人员可以认识到，本发明的方法可以典型地嵌入实施上述方法(或使用户进行如选择之类的步骤)的程序代码中，本发明扩展为这样的程序代码。这样的程序代码典型地嵌入存储介质中。

相应地，本发明提供了计算机程序代码，可以由计算机执行，使计算机实施形成安全化图像的方法，所述方法包括：

a)获得观察者可见的主图像；

b)获得要隐藏入主图像的潜像；

c)调整主图像和潜像中至少一个的区域的饱和度，使得当调整后的潜像和主图像随后进行组合时，组合区域的饱和度更接近于原始主图像的对应区域的饱和度；以及

d)将调整后的潜像和主图像进行组合，形成安全化图像。

术语“安全化图像”用于指包含一个或更多隐藏图像的图像。可以认识到，隐藏图像只要是安全化图像区域的一部分。由于处理色彩或灰度色调以潜像，这样的安全化图像此处被称为“总色彩管理”或“TCM”设备。

在说明书中，“图像元素”指集中处理的图像部分。典型地，这是显示器或所选重显技术可用的最小图像元素(例如打印机或显示设备的像素)，然而，它们可以是最小可用图像元素组(例如2×2像素矩阵)，取决于所需分辨率和再现技术。

此处，术语“主可视特征”用于指图像元素在数字化之后可具有的可能的可视特征集合。主可视特征将取决于原始图像的特性，对于彩色图像，主可视特征将取决于所使用的色彩分离技术。

对于灰度图像，主可视特征典型地取决于黑和白。

对于彩色图像，典型地，可以使用如RGB或CYMK之类的色彩分离技术。对于RGB，主可视特征是红色、绿色和蓝色，每个都具有最大饱和度。对于CYMK，主可视特征是青色、黄色、品红色和黑色，每个具有最大饱和度。

典型地，在转换之后，可视特征取值与图像元素的浓度相关。也就是说，当原始图像是灰度图像，可视特征是灰度值，当原始图像是彩色图像，可视特征是图像元素的色调的饱和度值。

互补可视特征是灰色或色调的浓度与原始可视特征组合，传递了中间色调。对于灰度元素，中间色调是灰色。对于彩色图像元素，互补色调如下：

色调                  互补色调

青色                  红色

品红色                绿色

黄色                  蓝色

黑色                  白色

红色                  青色

绿色                  品红色

蓝色                  黄色

典型地，主图像或隐藏图像中的图像元素是矩形阵列。然而，图像元素可以被设置为其他形状。

通过以下对本发明实施例的描述，本发明的其它特征将变得显而易见。

附图说明

以下参照附图描述本发明的优选实施例：

图1是示出了根据第一优选实施例的如何将单色潜像隐藏在彩色主图像中的示例的流程图；

图2是示出了根据第一优选实施例的用于修改主图像以包含隐藏的潜像的算法的示例的流程图；

图3是用于第一优选实施例的算法的图形解释；

图4A和4B是示出了潜像和主图像如何分离为构成色彩分离部分的流程图；

图5是示出了彩色潜像如何典型地被转换为彩色PhaseGra的构成CYMK分离部分的流程图；

图6A至6D是示出了CYMK潜像的“原始的”青色、品红色、黄色和黑色的分离部分如何通过考虑其他分离部分的负片的互补色，典型地被转换为“修订的”青色、品红色、黄色和黑色的分离部分的流程图；

图7A至7D是示出了主图像的分离部分如何根据对应的“修订的”潜像的分离部分被转换为由此创建最终的安全化图像的分离部分的流程图；以及

图8是优选实施例的计算系统的框图。

具体实施方式

优选实施例提供了用于形成安全化图像的技术。潜像被隐藏在人类观察者可见的主图像之内。通过以下方法创建安全化图像：调整潜像中至少一个主图像的区域的饱和度，使得当潜像和调整后的主图像随后进行组合时，组合区域的饱和度更接近于原始主图像的对应区域的饱和度。

本领域技术人员可以认识到，或通过实施步骤或通过要求用户对系统输入如主图像或潜像的选择之类的信息，计算机程序代码可以用于实施以下所述的技术。这样的程序代码可以在磁盘上提供或以其他如通过因特网下载的方式提供给用户。

优选实施例1：

本实施例最适于，但不局限于主图像是黑白(灰度)或彩色，但潜像仅是黑白的情况。

在灰度图像中，原始图像典型地是由具有不同灰色深浅度的像素阵列组成的图像。每个灰色深浅度对应于不同的黑色(或其互补色白色)强度。然而，图像可能是彩色图像，该彩色图像经过附加图像处理步骤形成灰度图像，以在最终的安全化图像中创建灰度效果。

在彩色图像中，原始图像典型地是由具有不同色调的像素阵列组成的图片，每个像素具有对应于色调(或其互补色调)强度的相关联的饱和度。

主色调是可以通过本领域技术人员已知的各种方法从原始图像中分离出来的色彩。主色调与其他不同饱和度(强度)的主色调的组合提供了比描述对象图像所需的更大范围的色彩感知。可以用于提供主色调的方案的示例是RGB色彩方案中的红色、绿色和蓝色和CYMK色彩方案中的青色、品红色、黄色和黑色。两种色彩方案也可以同时使用。也可以使用其他色空间或将图像色调分离为任意数量的具有对应互补色的主色的分离部分。

在黑白图像中，只有一个色调：黑色(其对应互补色调为白)。如此，黑白图像可以被认为是特殊的彩色图像。

饱和度是在原始图像的每个像素内的特定主色调的强度等级。无色是可用最低的饱和度；最高的饱和度对应于可以在该处再现主色调的最大强度。

任何用于显示连续色调图像的数字系统必须将深浅度等级数量减小为离散值。这对灰度和彩色图像均适用。根据一个标准(8比特)，所采用的深浅度范围是256，从0编号至255，定义为计算机显示器输出的明亮等级。因此，在灰度表示中，255是白色，0是黑色(即对红、绿和蓝的每一个有8个比特)。使用红绿蓝(RGB)色彩系统，(255R，255G，255B)是白色，(0R，0G，0B)是黑色。其他标准使用65,536色调(至少针对灰色；16比特标准)和4096色调(12比特标准)。类似的标准可以用于其他如CYMK之类的色彩分离技术。

因此，饱和度可以被表示为分数(即无色＝0，最大色调＝1)或百分数(即无色＝0％，最大色调＝100％)或本领域技术人员使用的其他标准值(例如在256色彩方案中在0(最大饱和度)和255(无色)之间的值)。

图像中主色调(N_H)及其互补色和混合色调的数量典型地取决于用于产生图像的介质。在RGB和CYMK主色彩方案中，互补色调如下：

          色调                互补色调

A.CYMK    青色                红色(由品红色和黄色组成)

          品红色              绿色(由青色和黄色组成)

          黄色                蓝色(由青色和品红色组成)

          黑色                白

          白               黑色(在印制中至少由青色、品红

                           色和黄色组成)

          色调             互补色调

B.RGB     红色             青色(由绿色和蓝色组成)

          绿色             品红色(由红色和蓝色组成)

          蓝色             黄色(由红色和绿色组成)

传统上，白色作为无色像素。

混合色调如下：

          色调             混合色调

A.CYMK    青色+品红色      蓝色

          品红色+黄色      红色

          青色+黄色        绿色

          任意色+黑色      黑色

          任意色+白        该色

          任意色+其自身    该色

          色调             混合色调

B.RGB     红色+蓝色        品红色

          蓝色+绿色        品红色

          红色+绿色        黄色

          任意色+其自身    该色

也可以使用现有技术中已知的其他色空间或将具有对应互补色调的色调分离部分。

在优选实施例中，在选择主图像之后，跟随着有以下步骤：

1.标识潜像所要隐藏入的主图像的区域。这个区域可以是整个主图像或只是主图像的一部分。调整(使用现有技术已知的方法)所要隐藏入该区域的图像，使其具有与该区域一致的大小，使用前述的数字或模拟技术将多于一个图像组合为单个“隐藏”图像。优选地，采用如灰度BinaGram、PhaseGram之类的调制数字图像技术。

产生PhaseGram或BinaGram的处理过程见WO2005002880-A1和WO2004109599-A1的描述。

在PhaseGram中，多个如相片之类的图像被数字化并接着被分离为各种灰度或色调饱和度。接着，具有各种置换的线屏幕被覆盖在每个分离部分的黑色区域，线屏幕根据分离部分的灰度或色调饱和度进行置换。调整后的图像接着被组合，以创建新的印制屏幕。所有这些都是由计算机算法在数字处理过程中完成的。使用数字计算机方法允许各种在使用可比的模拟(照相)的处理中不可能达到的隐藏图像的构造和最终表现。新的印制屏幕极其复杂，即使在完全放大的情况下，人眼也不能观察到隐藏图像。

BinaGram的概念与PhaseGram类似，包括使用计算机算法产生新的印制屏幕。然而，在这种情况下，所使用的基本原理不是置换线屏幕，而是补偿原理，其中隐藏图像的每个元素与互补浓度的新元素成对。

2.现在，若图像未被数字化，每个主图像和潜像通过使用现有技术已知的方法被数字化为像素的等效正则阵列(或矩阵)。也就是说，主图像和潜像被转换为像素集。对于主图像，这些像素可包含一个或更多色调和饱和度。对于潜像，本实施例要求其由黑色(即最大灰度饱和度，例如0)或无色(即最小灰度饱和度，例如255)组成。本领域技术人员可以认识到，对于所采用的如灰度PhaseGram或BinaGram之类的某些数字技术，潜像应当已经是灰度数字潜像。在这种情况下，不需要这一步骤。然而，其他隐藏方法可能不产生这样的数字化。在这些情况下，抖动技术，如顺序抖动或误差扩散抖动(如Floyd-Steinberg、Burkes或Stucki过程，等等)，可以被用于确保潜像中的所有像素都是最大(黑色)或最小(无色)灰度饱和度。

3.接着，主图像被分离为其构成色彩分离部分。这些色彩分离部分典型地与能够被打印机或用于显示最终的安全化图像的设备所呈现的色彩分离部分相匹配。如此，本步骤可以被限于单个分离部分(对黑白呈现)或多个分离部分(例如对于CYMK色彩方案的四个分离部分)。如果分离部分的组合产生近乎精确的原始图像，非传统的分离也是可能的。这些分离部分被称为“原始分离部分”。

4.现在，在潜像和主图像的每个分离部分中，根据像素在主图像的像素[i×j]矩阵中的位置和在潜像像素矩阵[p×q]中的位置，给每个像素分配唯一的地址(i，j)或(p，q)。(若图像不是矩形阵列，则像素的位置可以相对于任意原点进行定义，优选地，原点为坐标i和j或p和q都提供正值)。主图像中潜像所要隐藏入的区域必须包含p×q个像素的矩阵。也就是说，它必须具有同潜像相同的大小并包含与潜像中存在的像素相同的像素排列。

5.在潜像和主图像的每个分离部分中，每个像素被进一步表示为属于主图像(H_ij)或潜像(L_pq)。

6.在潜像和主图像的每个分离部分中，每个像素被分配了描述符h，指示像素是黑色(或白色)还是所选的主色调之一，其中h＝1(色调1)或2(色调2)…NH(色调NH，其中NH＝整数)。每个像素现在被分配为H_ij ^h或L_pq ^h。

7.现在，在潜像和主图像的每个分离部分中，定义每个像素的色调饱和度s，像素被表示为H_ij ^h(s)或L_pq ^h(s)，其中，可用的饱和度等级数量为w，s是0(最大饱和度等级)和w(最小饱和度等级)之间的整数，或者包括0和w。

8.现在，在主图像的每个分离部分中，应用匹配算法，其中对每个值h，根据潜像中的p×q矩阵的可比可视特征，对主图像中像素的p×q矩阵进行转换。取决于特定条件和所采用的潜像，可采用多种匹配算法。总的来说，匹配算法的目标是：

-遵照在图像的最小可能区域内的主图像的总饱和度保持尽可能接近常数的限制，将主图像中的强度(色调饱和度)从对应潜像的无色(饱和度＝w)区域移动到对应潜像的黑色(饱和度＝0)区域。

因此，当使用全部由不饱和(无色；饱和度＝w)或最大饱和(饱和度＝0)的像素组成的潜像时，匹配算法的优选实施例如下：

对每个值h，通过在L_pq ^h(s)中平均所有的值s，计算潜像的平均饱和度M。则M必须位于w(最小饱和度等级)和0(最大饱和度等级)之间。

现在，每个像素H_pq ^h(s)按照如下进行转换：

●当L_pq ^h(s)具有饱和度s＝w，且H_pq ^h(s)的饱和度s＜M：

-则H_pq ^h(s)转换为H_pq ^h(s′)，其中s′＝(w*s)/M， $s=H_{\mathrm{pq}}^h\left(s\right)$ 的原始饱和度。这个等式反映了需要减小主图像中像素的强度以结合隐藏图像。该等式的导出如示例1所述。

●当L_pq ^h(s)具有饱和度s＝w，且H_pq ^h(s)的饱和度s≥M：

-则H_pq ^h(s)转换为H_pq ^h(s′)，其中s′＝w。这个等式反映了需要增大主图像中像素的强度以结合隐藏图像。该等式的导出如示例1所述。

●当L_pq ^h(s)具有饱和度s＝0，且H_pq ^h(s)的饱和度s＜M：

-则H_pq ^h(s)转换为H_pq ^h(s′)，其中s′＝0。这个等式反映了需要减小主图像中像素的强度以结合隐藏图像。该等式的导出如示例1所述。

●当L_pq ^h(s)具有饱和度s＝0，且H_pq ^h(s)的饱和度s≥M：

-则H_pq ^h(s)转换为H_pq ^h(s′)，其中s′＝{(w*(s-M)/(w-M))}。这个等式反映了需要增大主图像中像素的强度以结合隐藏图像。该等式的导出如示例1所述。

现在，产生的主图像的分离部分包含已经被转换的p×q矩阵中的像素。因此，分离部分被称为“修订的分离部分”。

应理解，各种不同的算法可以用于实现潜像在主图像中的隐藏。例如，上述算法可以被调整为考虑印制安全化图像过程中的点增益。其他如油墨透明度、原料(纸张)的颜色、原料的纹理、点重叠等等，都可能影响所采用的算法。选择性地，可以根据经验修改或改变上述等式，以实现合适的隐藏。本领域技术人员可以认识到，次优技术可以提供足够的隐藏，其中，调整主图像和/或潜像的部分的饱和度以更接近地近似原始主图像的饱和度。为了获得最好的结果，应将潜像的像素与对应主图像的像素进行最佳匹配，从而实现在主图像中不可察觉地隐藏潜像。

9.现在，使用现有技术已知的方法，将修订的分离部分组合为单个图像。例如，每个分离部分可能被将为单色，接着组成分离印制板；在将每个板印制为其对应颜色时，印制板彼此重叠，产生最后的单个图像。选择性地，修订的分离部分可以直接彼此组合，不需要进一步的例如在计算机显示器或其他类型的显示设备中的处理。

新的单个图像被称为“安全化”图像，它包含潜像及不可察觉地隐藏在其中的构成隐藏图像。通过对安全化图像的合适的解码处理，可以展现出隐藏图像。

优选实施例2：

本优选实施例与前述的实施例的区别在于考虑了潜像中的主色调的互补色，从而允许在彩色主图像中的彩色隐藏图像的精确呈现。然而，本实施例适于此应用，但其用途不局限与此应用。

实施例2包含下列步骤：

1.标识潜像所要隐藏入主图像的区域。这个区域可以是整个主图像或只是主图像的一部分。调整(使用现有技术已知的方法)所要隐含入该区域的图像，使其具有与该区域一致的大小。接着，也使用前述的如BinaGram、PhaseGram之类的数字或模拟技术将要隐含入该区的图像组合为单个“潜”像。本优选实施例包括但不局限于使用彩色的潜像，即包含具有不同主色调的图像元素的潜像。

2.接着，主图像和潜像被分离为其构成色彩分离部分。这些色彩分离部分典型地与能够被打印机或用于显示最终的安全化图像的设备所呈现的色彩分离部分相匹配。如此，本步骤可以被限于单个分离部分(对黑色白呈现)或多个分离部分(例如对于CYMK色彩方案的四个分离部分)。如果分离部分的组合产生相当精确的原始图像，非传统的分离也是可能的。在所有这些情况下，这些分离部分被称为“原始分离部分”。

3.若图像未被数字化，现在，每个主图像和潜像通过使用现有技术已知的方法被数字化为像素的等效正则阵列(或矩阵)。也就是说，主图像和潜像被转换为像素集。这些像素可包含一个或更多色调和饱和度。本领域技术人员可以认识到，对于所采用的如灰度PhaseGram或BinaGram之类的某些数字技术，彩色数字化潜像已经存在。在这种情况下，不需要这一步骤。然而，其他隐藏方法可能不产生这样的数字化。在这些情况下，抖动技术，如顺序抖动或误差扩散抖动(如Floyd-Steinberg、Burkes或Stucki过程，等等)，可以被用于确保潜像中的所有像素都合适的色调及其相应的饱和度。

应注意，必须在进行色彩分离之前对创建潜像的某些方法进行数字化和编码，而其他方法必须在数字化之前进行色彩分离。因此，步骤2和3可以同时实施或以不同于上述顺序的顺序实施。

使用如PhaseGram或BinaGram之类的技术，隐藏隐藏图像并将隐藏图像分离为其构成色彩分离部分的优选方法包括以下过程：

(a)将模拟或数字的隐藏图像分离为其构成色彩，

(b)将每个色彩分离部分数字化为包含预选定的深浅度数量的灰度图像。

(c)使用上述方法将每个色彩分离部分转换为其各自的PhaseGram或BinaGram。

(d)调整由上述(c)产生的色彩分离的PhaseGram的强度范围，以匹配上述(b)中所述的数字图像的强度范围。

(e)产生的图像被转换回其原始的主色调，提供数字化的、包含隐藏图像的色彩分离部分。

(f)当已经隐藏了多个图像时，使用现有技术已知的方法，将所有具有相同色调的分离部分组合为单个色彩分离部分。若产生的色彩分离部分被组合为单个图像，则产生了潜像。当使用合适的方法解码时，潜像中的图像将以彩色方式被展现。

4.现在，在潜像和主图像的每个分离部分中，根据像素在主图像的像素矩阵[i×j]中的位置和在潜像像素矩阵[p×q]中的位置，给每个像素分配唯一的地址(i，j)或(p，q)。(若图像不是矩形阵列，则像素的位置可以相对于任意原点进行定义，优选地，原点为坐标i和j或p和q都提供正值)。主图像中潜像所要隐藏入的区域必须包含p×q个像素的矩阵。也就是说，它必须具有同潜像相同的大小并包含与潜像中存在的像素相同的像素排列。

5.在潜像和主图像的每个分离部分中，每个像素被进一步表示为属于主图像(H_ij)或潜像(L_pq)。

6.在潜像和主图像的每个分离部分中，每个像素被分配了描述符h，指示像素是黑色(或白色)还是所选的主色调之一，其中h＝1(色调1)或2(色调2)…NH(色调NH，其中NH＝整数)。每个像素现在被分配为H_ij ^h或L_pq ^h。

7.现在，在潜像和主图像的每个分离部分中，定义每个像素的色调饱和度s，像素被表示为H_ij ^h(s)或L_pq ^h(s)，其中，可用的饱和度等级数量为w，s是0(最大饱和度等级)和w(最小饱和度等级)之间的整数，或者包括0和w。

8.现在，使用现有技术已知的方法，将潜像的每个分离部分转换为其负片。在这个处理过程中，每个像素的主色调将被转换为其互补色调。互补色被表示为h＝-1(色调1的互补色调)，-2(色调2的互补色调)，…-NH(色调NH的互补色调)。因此，将分离的潜像转换为其互补色调的处理将造成像素L_pq ^h(s)一般地变为L_pq ^-h(s)。而且，由于每个互补色调由原始主色调的混合组成，L_pq ^-h(s)可以被表示为L_pq ^h′+h″(s)，其中色调h′+h″给出了色调-h。像素L_pq ^h′+h″(s)进一步被表示为L_pq ^h′(s)+L_pq ^h″(s)。

例如，青色像素(即h＝1)被转换为其负片时将变为红色像素(h＝-1)。然而，红色由品红色(即h＝2)和黄色(即h＝3)组成。因此，产生像素(L_pq ¹(s))的负片使用了两个其他主色调(L_pq ²⁺³(s))的组合。现在这被表示为L_pq ²(s)+L_pq ³(s)。

9.现在，潜像的每个原始分离部分中包含相同主色调的像素及其负片被组合为单个分离部分。因此，潜像的每个原始分离部分L_pq ^h(s)现在加上了对应地着色为潜像的其他分离部分(L_pq ^h′+h″(s))的负片的像素。也就是说，对于对应潜像中的色调h的原始分离部分，每个像素L_pq ^h(s)，若h′＝h则加上L_pq ^h′(s)，或若h″＝h则加上L_pq ^h″(s)。产生的分离部分被表示为L_pq ^h (s)并被称为“修订的潜像分离部分”。

10.现在，抖动每个潜像分离部分，使像素的饱和度变为不饱和(无色；饱和度＝w)或最大饱和(饱和度＝0)。也就是说，L_pq ^h (s)被转换为L_pq ^h (s＝0)或L_pq ^h (s＝w)。这可以通过抖动技术，如顺序抖动或误差扩散抖动(如Floyd-Steinberg、Burkes或Stucki过程，等等)来实现。

11.现在，在潜像和主图像的每个分离部分中，应用匹配算法，其中针对每个值h，根据潜像中的p×q矩阵的可比可视特征对主图像中像素的p×q矩阵进行转换。取决于特定条件和所采用的潜像，可采用多种匹配算法。总的来说，匹配算法的目标是：

-遵照在图像的更加小的区域内的主图像的总饱和度保持尽可能接近常数的限制，将主图像中的强度(色调饱和度)从对应潜像的无色(饱和度＝0)区域移动到对应潜像的黑色(饱和度＝最大)区域。

因此，匹配算法的优选实施例如下：

对每个值h，通过在

中平均所有的值s，计算潜像的平均饱和度M，其中s可以是原始s(如步骤8中所找到的)或s是被限制为0或w(如步骤9中所完成的)。则M必须位于0(最小饱和度等级)和w(最大饱和度等级)之间。

现在，每个像素H_pq ^h(s)按照如下进行转换：

●当L_pq ^h(s＝0或w)具有饱和度s＝w，且H_pq ^h(s)的饱和度s＜M：

-则H_pq ^h(s)转换为H_pq ^h(s′)，其中s′＝(w*s)/M，其中 $s=H_{\mathrm{pq}}^h\left(s\right)$ 的原始饱和度。这个等式反映了需要减小主图像中像素的强度以结合隐藏图像。该等式的导出如示例1所述。

●当L_pq ^h(s＝0或w)具有饱和度s＝w，且H_pq ^h(s)的饱和度s≥M：

-则H_pq ^h(s)转换为H_pq ^h(s′)，其中s′＝w。这个等式反映了需要增大主图像中像素的强度以结合隐藏图像。该等式的导出如示例1所述。

●当L_pq ^h(s＝0或w)具有饱和度s＝0，且H_pq ^h(s)的饱和度s＜M：

-则H_pq ^h(s)转换为H_pq ^h(s′)，其中s′＝0。这个等式反映了需要减小主图像中像素的强度以结合隐藏图像。该等式的导出如示例1所述。

●当L_pq ^h(s＝0或w)具有饱和度s＝0，且H_pq ^h(s)的饱和度s≥M：

-则H_pq ^h(s)转换为H_pq ^h(s′)，其中s′＝{(w*(s-M)/(w-M))}。这个等式反映了需要增大主图像中像素的强度以结合隐藏图像。该等式的导出如示例1所述。

现在，产生的主图像的分离部分包含已经被转换的p×q矩阵中的像素。因此，分离部分被称为“修订的分离部分”。

应理解，各种不同的算法可以用于实现潜像在主图像中的隐藏。例如，上述算法可以被调整为考虑印制安全化图像过程中的点增益。其他如油墨透明度、原料(纸张)的颜色、原料的纹理、点重叠等等，都可能影响所采用的算法。选择性地，可以根据经验修改或改变上述等式，以实现合适的隐藏。本领域技术人员可以认识到，次优技术可以提供足够的隐藏，其中，调整主图像和/或潜像的部分的饱和度以更接近地近似原始主图像的饱和度。为了获得最好的结果，应将潜像的像素与对应主图像的像素进行最佳匹配，从而实现在主图像中不可察觉地隐藏潜像。

12.现在，使用现有技术已知的方法，将修订的分离部分组合为单个图像。例如，每个分离部分可能被降为单色，接着组成分离印制板；在将每个板印制为其对应颜色时，印制板彼此重叠，产生最后的单个图像。选择性地，修订的分离部分可以直接彼此组合，不需要进一步的例如在计算机显示器或其他类型的显示设备中的处理。

新的单个图像被称为“安全化”图像，它包含潜像及不可察觉地隐藏在其中的构成隐藏图像。通过对安全化图像的合适的解码处理，可以揭示隐藏图像。

图8示出了优选实施例的计算系统。计算系统包括输入部分802、图像处理部分835和输出部分880。输入部分802被设置为允许用户输入随后要处理的隐藏图像和主图像。隐藏图像选择器805允许用户在计算机文件系统中浏览以存取将要隐含的图像。典型地，从隐藏图像数据库808检索隐藏图像(或多于一个隐藏图像)。一旦用户使用隐藏图像选择器805选择了隐藏图像，该隐藏图像就被提供给潜像形成器810。潜像形成器可通过应用潜像算法或用户从潜像算法数据库815中选择的算法，自动形成潜像。

所获得的主图像可以是例如与将要产生的身份证相关的人的图片。相应地，系统包括如数字照相机之类的与系统连接的主图像捕捉器825，以及用于选择所捕捉的主图像用于进一步处理的主图像选择器820。本领域技术人员也可以认识到，可以使用文件系统来检索主图像。

系统还结合了工作区选择器830，允许用户选择潜像将要结合如主图像中的何处。例如图像的子区域。本领域技术人员也可以认识到，可以在工作区选择器830中实现自动定位潜像的的规则。

在工作区被选择之后，主图像与定义了工作区的数据以及潜像一起被提供给图像处理部分835。图像处理部分包括饱和度分离器840、灰度/色彩匹配器850、修订分离部分形成器860以及修订分离部分组合器870。一旦修订分离部分组合器870对修订分离部分进行组合，就形成了安全化图像并将安全化图像提供给安全化图像输出880。典型地，安全化图像输出将是打印机的形式，用于印制安全化图像。

示例1(单色潜像在全彩色主图像中)：

参照图1：主图像由标为1的全彩色图片组成。典型地，主图像1由执行了采用本技术以产生效果的程序代码的计算机的用户输入。例如，通过选择存储在计算机中的主图像。将要隐含在主图像中的图像2是单色的(黑白)。主图像被分离为其构成主色调。在本示例中，采用CYMK分离程序，使主图像被分离为：

-品红色(M)分离部分，3

-黄色(Y)分离部分，4

-黑色(K)分离部分，5

-青色(C)分离部分，6

典型地，隐藏图像2由用户以与主图像相同的方式输入。隐藏图像被转换为潜像7，例如在本示例中使用PhaseGram技术。潜像所要隐藏入主图像的区域标识为1a。区域1a具有与潜像7相同数量和排列的像素。对每个分离部分，该区域与潜像7进行比较。在图1中，潜像所要隐藏的青色分离部分的区域示为6a。区域6a通过将其重叠100与潜像7进行比较，并应用算法，使在潜像白色像素下的主图像部分的区域更浅12，在潜像黑色像素下的区域更深13。图2详细描述了该算法。

6a部分中的每个像素H_pq具有青色主色调，饱和度为s，s位于0≤s≤w之间(其中w＝最小饱和度；0＝最大饱和度)。潜像L_pq中的平均像素的平均饱和度为M。

该方法包括在步骤200确定对于L_pq，s＝0或是w。若对于L_pq，s＝0，则对应像素H_pq的饱和度被调整为s′。这包括在步骤202确定H_pq的s是＜M或是≥M。若H_pq的s＜M，在步骤240，调整s′＝(w*s)/M，或者若H_pq的s≥M，则在步骤230调整s′＝w。主图像中受影响的像素相应地变深，如图1的图像12所述。

若对于L_pq，s＝w，则在步骤204确定H_pq的s是＜M或是≥M之后，对应像素H_pq的饱和度被调整为s′。若H_pq的s≥M，则在步骤210调整s′＝w*(s-M)/(w-M)，或者若H_pq的s＜M，在步骤220，调整s′＝0，主图像中受影响的像素相应地变浅，如图像13所述。

这些等式源自不可察觉地将潜像嵌入主图像中的需要。为了实现这一点，主图像中对应于潜像黑色像素的像素必须变深，而主图像中对应于潜像无色像素的白色像素必须相应地变浅。这是在最大可能程度地保持在最小可能区域内的主图像总饱和度的同时完成的。

图3和图3B描述了在潜像L_pq中假定的像素化部分L_p′q′310。该区域中的像素总数为w。在这样的区域中，所有像素都被限制为最大(s＝0)或最小(无色；s＝w)饱和度。出现的像素总数w因此对应于可使用这样的像素化区域再现的最大可能的深浅度(饱和度)数量。在图3B中，一定数量的像素被设为最大饱和370，其它具有最小饱和330。为了方便起见，最大饱和像素被从无色像素中分离并在图3B的左手侧合为一组。因此，像素化区域的平均饱和度将等于无色像素的绝对数量M乘以其饱和度w，加上最大饱和像素的绝对数量(w-M)乘以其饱和度0，除以像素总数w(图3)。

也就是说，潜像L_pq中区域L_p′q′的平均饱和度为：

$s\left(L_{p^{\′}{q}^{\′}}\right)=\frac{0*(w-M)}{w}+\frac{w\left(M\right)}{w}=M...\left(1\right)$

为了将该区域与主图像H_pq中的对应区域H_p′q′相匹配，M必须等于矩阵H_p′q′中的主图像平均饱和度s′(H_p′q′)。

若s′(H_p′q′)的值小于M，则该区域在主图像中比在潜像中更深，必须从该区域中移除强度(饱和度)。也就是说，在该区域的主图像中的最大饱和像素必须被无色像素替代。因此，必须创建额外数量的无色像素。新的饱和度s′有效地代入下列等式(1)：

$s\left(L_{p^{\′}{q}^{\′}}\right)=\frac{0*(w-M)}{w}+\frac{s^{\′}\left(M\right)}{w}$

重置该等式，得到：

s′(H_p′q′)＝(w*s)/M    ...(2)

然而，若s′(H_p′q′)的值大于于M，则该区域在主图像中比在潜像中更浅，必须对该区域加入强度(饱和度)。也就是说，在该区域的主图像中的无色像素必须被最大饱和像素替代。新的饱和度s′有效地代入下列等式(1)：

$s\left(L_{p^{\′}{q}^{\′}}\right)=\frac{s^{\′*}(w-M)}{w}+\frac{w\left(M\right)}{w}$

重置该等式，得到：

s′＝(w*(s-M))/(w-M)     ...(3)

为了将此减小为逐像素比较，潜像L_pq中的每个像素只能具有s＝0(最大饱和)或s＝w(无色)的饱和度。

因此，若s(L_pq)＝w且若s(H_pq)＜M，则适用等式(2)；即

s′＝(w*s)/M

然而，若s≥M，s′变得大于或等于w。s′大于w显然是不可能的，因此最佳的s′被设为：

s′＝w

然而，若s(L_pq)＝0且若s(H_pq)≥M，则适用等式(3)；即

s′＝w*(s-M)/(w-M)

然而，若s＜M，s′变为零或负值。s′变为负值是不可能的，因此s′可以被有效地设为等于0；即

s′＝0

因此，与无色的潜像像素相对应的主图像的像素强度减小。而且，与最大饱和的潜像像素相对应的主图像的像素强度增大。这都是通过保持像素的甚至最小集合的平均饱和度尽可能接近其先前的平均值的方式来完成的。

因此，该算法的应用构成了抖动的形式，其中强度被重新分布于最小可能区域从而将潜像嵌入主图像中。

现在回到图1；产生的具有主色调青色的主图像的修改部分14，被代入主图像的青色分离部分6，产生修订的青色分离部分9。修订的青色分离部分9被降为单色图像10。

对主图像的每个其他分离部分3、4、5重复整个过程。接着，修订的分离部分被重新组合并产生安全化图像。

示例2(彩色潜像在彩色主图像中)：

参照图4：主图像400由彩色图片组成。使用现有技术已知的方法，将主图像分离410为其构成色彩分离部分；在这种情况下，有青色(HC)421、品红色(HM)422、黄色(HY)423和黑色(HK)424分离部分。

类似地，潜像430被分离为它的青色(LC)431、品红色(LM)432、黄色(LY)433和黑色(LK)434分离部分。这些分离部分可作为创建安全化的最终图像的“原始”分离部分。选择性地，这些分离部分可以被进一步处理，使其能够被用作创建安全化的最终图像的“原始”分离部分。

图5示出了图4中的潜像分离部分的进一步处理的示范流程图；在这种情况下，进一步处理包含准备色彩分离部分用于结合色彩phasegram。青色(LC)、品红色(LM)、黄色(LY)和黑色(LK)分离部分431-434中的每一个被降为包含预定深浅度(N)501-504数量的灰度图像。接着使用先前所述的方法，将每个分离部分转换为PhaseGram511-514。使用先前所述的方法，产生的分离的PhaseGram的强度范围被调整为匹配原始分离部分521-524的强度范围。现在，强度匹配的图像被转换回其各自的色调，给出校正的青色(PCc)、品红色(PMc)、黄色(PYc)和黑色(PKc)分离部分531-534。这些分离部分现在可以被用于创建最终的安全化图像。

图6A-6D示出了将“原始”的潜像分离部分转换为“修订”的潜像分离部分的典型程序。每个原始分离部分被加上在其他分离部分的负片中它的色调对应的饱和度。这对于正确平衡在主图像中的潜像的色彩是必要的。产生的潜像分离部分接着被抖动，以产生其中像素具有最大或最小饱和度的“修订”的潜像分离部分。

因此，在图6A中，原始的青色分离部分(PCc)531被加上品红色532、黄色533和黑色534分离部分的负片602、603、604的青色分量611。在所需的抖动之后，产生的“修订”的青色分离部分是PCa621。类似地在图6B中，原始的品红色分离部分(PMc)532被加上青色531、黄色533和黑色534分离部分的负片601、603、604的青色分量612。在所需的抖动之后，产生的“修订”的品红色分离部分是PMa 622。

图6C和6D示出了这如何扩展至黄色和黑色分离部分。因此，原始的黄色分离部分(PYc)533被加上青色531、品红色532和黑色534分离部分的负片601、602、604的黄色分量613。在所需的抖动之后，产生的“修订”的黄色分离部分是PYa 623。类似地，原始的黑色分离部分(PKc)534被加上青色531、品红色532和黄色533分离部分的负片602、603、604的黑色分量614。在所需的抖动之后，产生的“修订”的黑色分离部分是PKa 624。

图7A至图7D示出了主图像如何通过与对应的修订潜像分离部分的比较，被转换为最终的安全化图像。因此，主青色分离部分(HC)421与修订的潜像青色分离部分(PCa)621进行逐像素比较。应用示例1中所述的算法700，从而产生最终的安全化图像的青色分离部分(CC)711。类似地，主品红色分离部分(HM)422与修订的潜像品红色分离部分(PMa)622进行逐像素比较。应用示例1中所述的算法700，从而产生最终的安全化图像的品红色分离部分(CM)712。

主黄色分离部分(HY)423也与修订的潜像黄色分离部分623(PYa)进行逐像素比较。应用示例1中所述的算法700，从而产生最终的安全化图像的黄色分离部分(CY)713。类似地，主黑色分离部分(HK)424与修订的潜像黑色分离部分(PKa)624进行逐像素比较。应用示例1中所述的算法700，从而产生最终的安全化图像的黑色分离部分(CK)。

使用现有技术已知的合适方法，将分离部分CC、CM、CY和CK进行组合，创建最终安全化图像。

其他实施例

上述算法提供了最广的一般对比范围和对大多数调制数字图像的最佳隐藏，然而，其他算法可能更适合特定的应用。而且，其他算法可能更适合其他隐藏方法。因此，本领域技术人员可以认识到，可以对前述的本发明的实施例做出多种变化。应当清楚地理解，所有这样的变化都包括在本发明的范围内。

此外，本发明可以具有其他表现。例如，现有技术已知，色调及其对应互补色调的色彩空间或分离部分可以被用于选择性实施例。

本领域技术人员可以认识到，可以使用其他潜像技术。例如，“加扰标记(Scrambled Indicia)”，在美国专利3,937,565中以模拟的形式描述，在专利WO 97/20298中以计算机化、数字版本的形式描述。在后者的技术中，计算机程序有效地切割将要被隐含入称为“输入图像片”的平行长条中的图像。接着它们被加扰，产生一系列更薄的“输出图像片”，“输出图像片”被以人眼看来毫无条理的形式结合入图像中。然而，当通过包含许多显微小镜头的特殊设备查看时，原始图像被重建，从而呈现出可见的隐藏图像。

这种加扰图像可以通过将隐藏图像的灰度或色彩饱和度与背景图片匹配来结合入可见的背景图片中。这是通过调整加扰图像中的特征的厚度来实现的。

潜像也可以通过“调制”用于印制图像的线-或点图案来形成。为了印制图像，专业的打印机使用各种被称为“屏幕”的技术。其中包括圆屏幕、随机屏幕、线屏幕和椭圆屏幕。这样的屏幕的示例见美国专利6,104,812。实质上，图片被分割为一系列图像元素，典型地，图像元素是各种形状的点或线及其组合。这些点和线通常极小，比人眼能观察到的要小很多。因此，使用这样的屏幕印制的图像在人眼看来具有连续的色调和浓度。

隐藏图像可以通过将两个看起来类似的线和点屏幕彼此并置来创建。通过改变用于印制屏幕的线元素的位置、形状或方向来隐藏图像的处理过程被正式地称为“线调制”。打印机屏幕的点被变形或移动以潜像的处理过程被称为“点调制”。线和点调制的理论由Amidror描述(Issac Amidror，“The Theory of the MoiréPhenomenon”，KluwerAcademic Publishers，Dordrecht，2000，pages 185-187)。当两个具有相同周期的局部周期性结构彼此叠加时，产生的图像在两个周期性结构显示了α＝0°的角度差的区域的微结构可能被改变(而不产生规则的Moiré图案)。微结构的改变的程度可以被用于产生潜像，该潜像仅当局部周期结构被相关叠加时才对观察者清晰可见。因此，仅当潜像被叠加以对应的非调制的结构时才可以被观察到。相应地，调制图像可以被结合入原始文档和对应于非调制结构的解码屏幕，解码屏幕用于通过例如在调制图像上重叠非调制解码屏幕以呈现潜像来检查文档是否是原始的。

使用线调制隐藏潜像的示例描述于下列多个专利中：US6,104,812、US 5,374,976、CA 1,066,109、CA 1,172,282、WO03/013870-A2、US 4,143,967、WO 91/11331和WO2004/110773 A1。一种被称为屏幕角度调制“SAM”的技术或其微观对等技术“μ-SAM”详细描述于美国专利号5,374,976以及Sybrand Spannenberg在书“Optical Document Security，Second Edition”(编者：Rudolph L.vanRenesse，Artech House，London，1998，page169-199)中的第8章，均结合在此作为参考。在本技术中，在周期设置的微缩短线段的图案中，通过以连续或截断的方式调制微缩短线段相对于彼此的角度来创建潜像。以肉眼查看时，图案表现为均匀的中间颜色或灰度，当它被重叠以透明衬底上的相同的非调制图案上时，可以观察到潜像。

使用点调制隐藏潜像的示例描述于各种专利中，包括WO02/23481-A1。

进一步的安全性增强可以包括使用只有真钞票或其他安全文档的制造者才可以使用的彩色油墨，以及荧光油墨或在图像中嵌入组成图案的网格或形状。

本发明的上述实施例的方法可以被用于制造安全设备，从而在如票据、护照、执照、货币和邮件介质之类物品的防伪能力方面增强安全性。其他有用的应用可包括信用卡，照片身份证，票据，可转让票据，银行支票，旅行支票，服装、药物、酒类、视频录影带或类似物的标签，出生证明，车辆登记卡，土地契约证明和签证。

典型地，安全设备由在一种前述文档或证书中嵌入安全化图像并单独地提供解码屏幕来提供。然而，安全化图像可以在钞票的一端实现，而在另一端实现解码屏幕，以允许验证钞票是否是伪造的。

选择性地，优选实施例可以用于如玩具或编码设备之类的新物品的制造。

Claims (29)

1.一种形成安全化图像的方法，包括：

a)获得观察者可见的主图像；

b)获得要隐藏入主图像的潜像；

c)调整主图像和潜像中至少一个的区域的饱和度，使得当调整后的潜像和主图像随后进行组合时，组合区域的饱和度更接近于原始主图像的对应区域的饱和度；以及

d)将潜像和调整后的主图像进行组合，以形成安全化图像。

2.如权利要求1所述的方法，包括调整饱和度，以便最小化由调整后的潜像和主图像组合成的图像的饱和度与原始主图像的饱和度的差别。

3.如权利要求1所述的方法，其中，调整至少一个主图像和潜像中的区域的饱和度包括：

将主图像和潜像的每一个分离为在进行组合时完整定义每个图像的数字化灰度或色彩饱和度的集合；

对每个灰度或色彩饱和度应用匹配算法，将潜像中的图像元素的灰度或色彩特征与主图像的相同灰度或色彩饱和度的对应图像元素进行匹配。

4.如权利要求1所述的方法，其中，组合调整后的潜像和主图像包括：

根据潜像的所选图像元素的可视特征，对主图像中每个灰度或色彩饱和度的所选对应图像元素进行转换，以形成修订的分离部分；以及

组合修订的分离部分从而创建安全化图像。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，获得潜像包括：选择一个或更多要隐藏入主图像的图像以及形成包含一个或更多图像的潜像。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

a)至少获得要隐藏的另一潜像；

b)调整安全化图像和另一潜像中至少一个的区域的饱和度，使得当调整后的另一潜像和安全化图像随后进行组合时，组合区域的饱和度将更接近于原始安全化图像的对应区域的饱和度；以及

c)将调整后的另一潜像和安全化图像进行组合，形成另一安全化图像。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，潜像是编码的隐藏图像，所述编码的隐藏图像可以使用解码屏幕进行解码。

8.如权利要求7所述的方法，包括通过从下列组中选择的技术形成潜像：加扰标记、线或点调制、PhaseGram和BinaGram。

9.如权利要求7所述的方法，其中，潜像是数字调制图像。

10.如权利要求5或6所述的方法，其中，多个潜像以各自可被不同的解码器解码的方式隐藏入可见的安全化图像。

11.一种安全设备，包括安全化图像，在所述安全化图像中，潜像通过下列方法被隐藏入主图像中：调整主图像和潜像中至少一个的区域的饱和度，使得当调整后的潜像和主图像随后进行组合时，组合区域的饱和度将更接近于原始主图像的对应区域的饱和度，并将调整后的潜像和主图像进行组合形成安全化图像。

12.如权利要求11所述的安全设备，其中，潜像是编码的隐藏图像，所述编码的隐藏图像可以使用解码屏幕进行解码。

13.如权利要求12所述的安全设备，其中，潜像是数字调制图像。

14.如权利要求12或13所述的安全设备，其中，多个潜像以各自可被不同的解码器解码的方式隐藏入可见的安全化图像。

15.计算机程序代码，当由计算机执行所述计算机程序代码时使计算机实施一种形成安全化图像的方法，所述方法包括：

a)获得观察者可见的主图像；

b)获得要隐藏入主图像的潜像；

c)调整主图像和潜像中至少一个的区域的饱和度，使得当调整后的潜像和主图像随后进行组合时，组合区域的饱和度更接近于原始主图像的对应区域的饱和度；以及

d)将调整后的潜像和主图像进行组合，以形成安全化图像。

16.如权利要求15所述的计算机程序代码，被设置为调整饱和度，以便最小化由调整后的潜像和主图像组合成的图像的饱和度与原始主图像的饱和度的差别。

17.如权利要求16所述的计算机程序代码，被设置为通过以下方式来调整主图像和潜像中至少一个的区域的饱和度：

将主图像和潜像的每一个分离为在进行组合时完整定义每个图像的数字化灰度或色彩饱和度的集合；

对每个灰度或色彩饱和度，应用匹配算法，将潜像中的图像元素的灰度或色彩特征与主图像的相同灰度或色彩饱和度的对应图像元素进行匹配。

18.如权利要求17所述的计算机程序代码，被设置为通过以下方式来组合潜像和调整后的主图像：

根据潜像的所选图像元素的可视特征，对主图像中每个灰度或色彩饱和度的所选对应图像元素进行转换，以形成修订的分离部分；以及

组合修订的分离部分从而创建安全化图像。

19.如权利要求15所述的计算机程序代码，其中，计算机程序代码被设置为允许用户输入主图像从而获得主图像。

20.如权利要求15所述的计算机程序代码，其中，获得潜像包括：选择一个或更多要隐藏入主图像的图像以及形成包含一个或更多图像的潜像。

21.如权利要求20所述的计算机程序代码，被设置为允许用户选择要隐含的一个或更多图像。

22.如权利要求15所述的计算机程序代码，被设置为：

a)至少获得要隐藏的另一潜像；

b)调整安全化图像和另一潜像中至少一个的区域的饱和度，使得当调整后的另一潜像和安全化图像随后进行组合时，组合区域的饱和度将更接近于原始安全化图像的对应区域的饱和度；以及

c)将调整后的另一潜像和安全化图像进行组合，形成另一安全化图像。

23.如权利要求15至19中任一项所述的计算机程序代码，潜像是编码的隐藏图像，所述编码的隐藏图像可以使用解码屏幕进行解码。

24.如权利要求17所述的计算机程序代码，被设置为通过从下列组中选择的技术形成潜像：加扰标记、线或点调制、PhaseGram和BinaGram。

25.如权利要求23所述的计算机程序代码，其中，潜像是数字调制图像。

26.如权利要求20或22所述的计算机程序代码，被设置为多个潜像以各自可被不同的解码器解码的方式隐藏入可见的安全化图像。

27.一种用于产生安全化图像的计算系统，包括：

图像输入部分，被设置为获得主图像和要隐藏入主图像的潜像；以及

图像处理部分，被设置为：

调整主图像和潜像中至少一个的区域的饱和度，使得当调整后的潜像和主图像随后进行组合时，组合区域的饱和度更接近于原始主图像的对应区域的饱和度；以及

将调整后的潜像和主图像进行组合，以形成安全化图像。

28.如权利要求27所述的计算系统，其中，图像处理部分被设置为：

通过将主图像和潜像的每一个分离为在进行组合时完整定义每个图像的数字化灰度或色彩饱和度的集合来调整饱和度；

对每个灰度或色彩饱和度，应用匹配算法，将潜像中的图像元素的灰度或色彩特征与主图像的相同灰度或色彩饱和度的对应图像元素进行匹配。

29.如权利要求27所述的计算系统，被设置为组合调整后的潜像和主图像，根据潜像的所选图像元素的可视特征，对主图像中每个灰度或色彩饱和度的所选对应图像元素进行转换，以形成修订的分离部分；以及

组合修订的分离部分从而创建安全化图像。

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