CN102257539A - 由尺寸决定的标记码 - Google Patents

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Abstract

一种包含放射性粒子的安全标记材料，并且放射性粒子能够被分成具有不同尺寸分布的至少两组，并且尺寸分布满足以下公式：[(x-z)2/(Sx 2+Sz 2)1/2＞1，其中，x和z分别是两组粒子分布的体积加权平均等效球形直径，而Sx和Sz是相同两组分布的标准偏差。安全标记材料是安全系统的一部分，并且鉴别基于包括涉及标记尺寸和尺寸分布的响应的标准。本发明提供一种产生更复杂、难以复制的安全码的较便宜方法。

Description

由尺寸决定的标记码
技术领域
本发明主要涉及放射性安全标记以及鉴别这些标记的方法。其具体涉及以非常低的水平施加在物体上的安全标记，当以适当波长的光激发时，其发射放射线，后者产生独特的图像，用于鉴别和识别物体。标记图像涉及施加在物体上的粒子安全标记的尺寸以及尺寸分布。
背景技术
如果商品不真，那么已发生产品伪造。如果商品已从其有意的商品通道转移，例如通过进入合同或法律禁止该商品的国家，那么该商品已遭受产品转移。
产品伪造发生在以下物品中，即艺术品、CD、DVD、记录在CD或磁盘上的计算机软件、香水、名牌服装、手提包、公文包、汽车和飞机部件、有价证券(例如股票)、身份证件(驾驶执照、护照、签证、绿卡)、信用卡、智能卡和医药品。根据世界卫生组织统计，世界医药品中超过7％都是伪造的。该百分比在有些国家更高，例如哥伦比亚，相信其所有药物中高达40％是伪造的。直到目前为止，美国境内的伪造药物百分比实际上都可以忽略不计，因为严格的监管系统使伪造者非常难以销售或分发可疑的药物。然而，最近来自其他国家的互联网药品销售爆发以及日益成熟的伪造技术已显著增加了进入美国的假药品的量。
上述很多商品也发生产品转移。该转移将引起商品不按照该商品销售的市场中所需的产品规范销售和分配。例如，准备在较低空气污染标准地区销售的无催化式排气净化器的摩托车可被转移至要求催化式排气净化器的地区。其他的负面影响包括：特定市场中的价格不公平、有些制造商或销售商造成的排他性损失、以及善意损害、专利权和制造商的商标权。转移商品有时称为“灰市”商品。因为商品不真，有时难以确定商品是否被不适当地转移。对于以下多种商品尤其正确，例如衣服、医药品和化妆品。
现有技术领域中已知这样一种应用，其用于鉴别目标商品的来源和目标市场的物体或产品的安全标记和添加物。这些安全标记能够被包含以下部件中，即组成物体的组件或贴在物体的纸张、墨水或油漆，或者包含在贴在物体上的标签或物体的包装中。安全标记的出现检验物体的可信来源，并且通过与标记的特别性质相称的装置检验。
标记的探测方法很多并且与标记的特别性质相称。探测方法能够为破坏性的和非破坏性的。破坏性探测方法的一个例子是物体和施加的标记的化学成分的元素分析。元素分析通常需要物体一部分的化学性消化以及结果溶液的分析，从而量化其中包含的元素或化合物。因此，破坏性方法耗时并且昂贵。
更便利地，探测方法为非破坏性的。例如，能够使用在原处探测标记的光学或磁性性能的鉴别装置，而不需要改变或破坏标记所在的物体。一种非常普通的鉴别非破坏性方法是标记材料的反射、吸收或放射性响应的探测。放射性材料通常作为安全标记。
安全标记有两种类型，其取决于用于将其施加到物品上的载体中的标记材料的溶解性。在第一种情况下，如果标记分散在油漆载体中并且其不溶于油漆，其称为基于粒子或基于基于颜料的标记。基于粒子或基于颜料的标记在油漆中保持完整，并且当使用显微镜检查时将以粒子出现。在第二种情况下，标记材料在墨水或油漆中溶解，并且以分子水平分布在载体中。该标记称为染料。当以显微镜检查被标记的载体时，观察不到个别标记粒子。特定的标记能够在一个载体中起染料的作用，其中染料可溶，而特定的标记在不同的载体中能起基于粒子的作用，其中染料不可溶。
有机原料有时定义为这样的材料，即其含有至少一个碳氢链。能够在大多数墨水、油漆或其他载体中作为粒子标记使用的无机放射性材料的例子在美国专利No.6,436,314(Oshima等人)中给出，并且参考T.Soukka等人的“Photochemical Characterization of Up-ConvertingInorganic Lanthahide Phosphors as Potential Labels”，Journal ofFluorescence，2005年七月15卷4号，513-528页。另外的粒子包括但是不限于：CaWO4:Eu；CaMoO4:Mn，Eu；BaFBr:Eu；Y2O2S:Tb；Y2O2S:Er，Yb；Y2O2S:Er；Y2O2S:Eu；Y2O3:Eu；Y2O2S:Eu+Fe2O3；Gd2O2S:Tb；Gd2O2S:Eu；Gd2O2S:Nd；Gd2O2S:Yb，Nd；Gd2O2S:Yb，Tm；Gd2O2S:Yb，Tb；Gd2O2S:Yb，Eu；；LaOF:Eu；La2O2S:Eu；，La2O2S:Eu Tb；La2O2S:Tb；BaMgAl16O27:Eu；Y2SiO5:Tb，Ce；Y3Al5O12:Ce；Y3Al2.5Ga2.5O12:Ce；YVO4:Nd；YVO4:Eu；Sr5(PO4)3Cl:Eu；CaS:Eu；ZnS:Ag，Tm和Ca2MgSi2O7:Ce，ZnS:Cu，ZnS:Cu，Au，Al；ZnS:Ag；ZnSiO4:Mn；CaSiO3:Mn，ZnS:Bi；(Ca，Sr)S:Bi；(Zn，Mg)F2:Mn；CaWO4；CaMoO4；ZnO:Zn；ZnO:Bi和KMgF3:Mn。粒子标记能够由有机或无机材料组成。
可在以下网站中得到放射性颜料的例子，vendors Epolin(www.epolin.com)、Fabric Color Holding Inc.(www.fabricolorholding.com/browse.php)、Beaver Luminescers(www.luminescers.com/products.html)和LDP LLC dyes and pigments(www.maxmax.com/aSpecialtyInks.htm)。能够作为有机放射性颜料UVXPBR、能UV激发材料、放射红色可见光的材料的具体例子可在www.maxmax.com中得到。UVXPBR不溶于水，并且能够用于生产包含放射性有机颜料粒子的水基分散液。
任何粒子组都包含尺寸分布的粒子。能够通过粒子尺寸和标准偏差特征化粒子组，而标准偏差表现粒子组中的粒子从组平均值的偏离。如果90％的粒子具有粒子组平均尺寸+/-5％之内的尺寸，那么粒子组就能够被描述为单分散性的。如果少于90％的粒子具有粒子组平均尺寸5％之内的尺寸，那么就认为该粒子组为多分散性的。大多数粒子安全标记都为多分散性的。
如果给定尺寸对尺寸的粒子的数量(频率)图示出超过一个最大值，那么该粒子组就被描述为具有多峰分布尺寸。图中每个最大值都称为一个众数(mode)。例如，如果图中有两个最大值，该粒子尺寸分布称为双峰的。如果图中只有一个最大值，该粒子尺寸分布称为单峰的。在此，如果一批粒子具有多峰尺寸分布，我们将把相应于给定众数的粒子选择称为粒子组。
能够通过多种方法特征化粒子尺寸。这些方法包括以下这样的方法，其中粒子悬浮在液体中，并且通过电阻方法例如库尔特计数器、沉降方法、激光衍射或声谱分析进行分析。在执行粒子尺寸测量之前，确保粒子在液体中彻底分散，并且确保聚集成两个或两个以上粒子组成的群很重要。粒子解聚集通常通过以下手段实现，即粒子悬浮液的均质化和/或声波降解，或者偶尔通过添加化学分散剂实现，其中化学分散剂覆盖在粒子表面并且限制聚集。
粒子能够以多种形状存在；然而，上述方法测量的粒子直径通常以等效球形直径(ESD)的形式提供。其为具有实际上通常为非球形粒子的相同体积的球体的直径。
能够获得平均粒子直径的不同类型，而获得的类型取决于用于获得粒子尺寸分布的测量技术。以下的例子使用体积加权平均ESD和标准偏差，从而特征化粒子分布。不同类型平均粒子直径包括体积加权平均直径的完全定义和讨论由Maarten Alderliesten给出，见MeanParticle Diameters Part II：Standardization of Nomenclature，Particles andParticle System Characterization，1991年第8卷，237-241页。
放射性标记和包含放射性标记的物体的真实性基于其放射性响应的特征。用于反射性标记鉴别的特征包括激发波长或多个激发波长、放射波长或多个放射波长、放射强度和放射的时间周期。放射性标记只在以适当的激发波长激发使才放射，而如果以其他激发波长激发不放射。因而，带有放射性标记的物品的鉴别可基于这样的事实，即当被特定光谱区域中电磁辐射照射时，在特定光谱区域中的放射性响应出现。该鉴别可另外需要当标记被特定光谱区域中电磁辐射照射时，在特定光谱区域中不出现放射响应。鉴别标准可要求，当以特定的探测系统测量时，探测的标记放射在一定的强度范围(亮度范围)内。
对于能够测量标记放射性响应的时间演变和衰减的探测系统，鉴别标准可基于该响应的时间参数。因而，放射性标记通过一套参数特征化，包括激发和放射波长响应、放射强度和放射时间响应。能够建立探测系统，从而探测这些参数中的一个或更多个参数。完善的探测系统不仅探测标记参数，而且也测试其是否在鉴别规格之内。如果所有的制定参数都探测了，而且其在鉴别规格之内，那么就认为包含放射标记的该物品为真。用于鉴别探测的一套标记参数和鉴别标准代表安全标记码。
用于增加被标记的物品安全的一条途径是以特定的比率组合多个标记，从而产生新的安全标记码。因为标记码变得更复杂，要求多个激发源并要求探测多种波长放射的能力，所以探测系统的成本增加。当需要大范围分配探测系统时，其尤其不利，例如鉴别票证、护照或其他安全文件。
仅基于放射性特征鉴别安全标记出现的进一步缺点在于，如果拥有专门技术和资源，伪造者能够计算包含安全标记的商品的放射性响应。然后，伪造者能够购买复制该放射性响应的标记材料，并且将这些标记材料施加在伪造的商品上。
安全提供者通常尽力将安全标记保持在低水平，并且尽力将安全标记隐藏在被标记商品的选择区域中；然而，随着仪器技术提高，能够探测低标记水平的分光计的价格下降，并且可更广泛获得探测和复制标记码所需的技术。另外，随着使用互联网提供标记直接销售而消费者审查最小化的安全公司的数量增加，有权使用安全标记的公司增加。
本发明使用涉及标记尺寸和尺寸分布作为标记码一部分的响应，提供产生更复杂、难以复制的安全码的较便宜的方法。
发明内容
简要地，依照本发明的一方面，本发明提供包含放射性粒子的安全标记材料，其能够归类为具有不同尺寸分布的至少两组。
本发明的第二方面是一种安全系统，其包括：安全标记材料，后者包含能够被归类为具有不同尺寸分布的至少两组的放射性粒子；在物品中或物品上放置安全标记；以一种或更多种特定的光谱带中的电磁辐射激发安全标记；以成像方式探测一种或更多种特定光谱带中的安全标记放射的电磁辐射；分析和特征化图像的特征；比较图像特征和预置鉴别标准。选择尺寸分布，以便一旦施加在物体上，标记放射的成像探测能够辨别至少两种粒子尺寸分布之间的差别。本发明提供一种产生更复杂、难以复制的安全码的较便宜方法。
本发明及其目的和优点在以下呈现的优选实施例的详细描述中将变得更明显。
附图说明
图1示出安全标记探测系统图。
图2示出来自安全标记材料的放射图像。
图3示出具有两种不同尺寸分布的两组标记粒子组的粒子尺寸分布图，以及优值为4.4的图。
图4示出示出具有两种不同尺寸分布的两组标记粒子组的粒子尺寸分布图，以及优值为2.2的图。
图5示出示出具有两种不同尺寸分布的两组标记粒子组的粒子尺寸分布图，以及优值为1的图。
图6示出两种标记粒子组的粒子尺寸分布图，其中之一具有三峰尺寸分布。
图7示出来自具有大粒子尺寸的标记放射图，其涂在白卡片上。
图8示出来自具有小粒子尺寸的标记放射图，其涂在白卡片上。
图9示出分别由图7和图8中相等部分的小标记粒子和大标记粒子组成的安全标记材料的标记放射图，其涂在白卡片上。该混合物的优值为1.9。
图10示出来自图9中描述的安全标记材料的复制图层的标记放射图。
参考标记
10：安全标记探测系统
12：将被鉴别的物品(商标)
14：油漆护膜
16a：放射性标记
16b：放射性标记
18：电磁辐射
20：电磁辐射
22：第一照射装置
24：第二照射装置
26：电磁辐射
28：电磁辐射
30：光学过滤器组
32：透镜组合件
34：相机组合件
36：成像探测器
38：图像处理单元
40：显示器单元
42：控制电路
44：过滤器阵列
具体实施方式
本发明涉及施加在物品上的放射性粒子安全材料，并且涉及来自标记物品的光放射的成像捕捉，其中当以适当波长的电磁辐射照射时放射光(虽然在此使用“光”这个词，该术语不意味着排除可见光谱之外的波长)。物品的鉴别通过以下方法而定，即评估放射性标记的图像以及匹配特定的图像特征和预定的标准。
在本发明的一个实施例中，标记粒子分散在载体中，例如墨水、尤其或调色剂中，并且印刷、喷涂或以其他方式涂在或施加在将被鉴别的物品上。该物品的例子包括商标、包装材料、塑料叠合板和薄膜。选择不溶于所选载体的放射性安全材料，以便选择的标记将起所选载体中粒子标记的作用。在本实施例中，使用良好的分散技术很重要，从而确保标记粒子充分地在载体中分散而不聚集。粒子分散技术领域技术人员众所周知该分散技术。
在本发明的第二实施例中，标记粒子被包含在物品本身之中。例如，可将标记放入聚合体母料中，并且因此被包含在从该标记母料生产的挤压塑料物品、薄膜或细丝中。由被标记的织标或布将包含该标记。类似地，该标记能够被包含在用于生产纸张或纸板的成分中。在本第二实施例中，以最小化标记粒子聚集的方式设计标记的另外处理也很重要。
在本发明的第一和第二实施例中，选择安全标记材料，从而包含至少两种不同尺寸分布的放射性粒子组。在两个实施例中，可另外选择两组粒子，从而在化学成分上不同。使人能够生产具有独特放射性特性和/或其他提高的特性的“常规”安全标记材料，例如低磨损性或者对光衰减的抵抗增加。
在这些实施例中，通过以下方法探测正在鉴别的物品上的安全标记材料的出现，即以特别选择用以激发安全标记的一个或更多光谱带中的电磁辐射照射该物品，探测选择用以匹配安全标记材料放射性的一个或更多光谱带中的电磁辐射，并且以成像的方式探测该放射的电磁辐射。
选择该尺寸分布，以便一旦施加在物体上，至少两种粒子尺寸分布之间的差别能够通过标记放射的成像探测分辨。鉴别标准包括涉及标记尺寸和尺寸分布的响应。
能够以光谱中的紫外、可见或红外区域中的电磁辐射激发安全标记。类似地，能够通过测量光谱中的紫外、可见或红外区域中的放射而探测安全标记。在优选实施例中，通过在大于700纳米波长激发或探测安全标记使不道德个人更难探测标记。在特别优选实施例中，标记的探测通过在大于700纳米波长激发和探测安全标记两者发生。
能够通过使用数字图像捕捉装置完成图像捕捉，例如具有2维CMOS、CCD或作为射线敏感元件的光敏二极管或微测辐射热计阵列(microbolometer array)的相机。也能够通过使用类似捕捉装置完成图像捕捉，例如基于卤化银薄膜的相机。在一个实施例中，通过图像视觉检查、任选地将其与标准图像比较而完成图像的评价。在进一步实施例中，使用自动图像分析算法处理图像数据，并且CPU比较该结果和预定的标准。
图1示出安全标记探测系统10，其能够按照本发明所需，用于以成像方式探测安全标记材料的放射。图1也示出将被鉴别的物品12，其为具有作为护膜施加的透明油漆14的薄涂层的商标。为了清晰放大了油漆护膜14的相对厚度。油漆护膜14包含具有不同尺寸分布16a、16b的两组放射性标记粒子。安全标记探测系统10以照射装置22和24产生的电磁辐射18和20照射放射性标记。
电磁辐射18和20被放射性标记16a和16b吸收。标记中的电子被电磁辐射激发至高能状态，并且放射电磁辐射26和26后从该能态衰减。放射的电磁辐射26和28被过滤器组30过滤，通过透镜组合件32会聚并选择性地放大并进入，相机组合件34，在成像探测器36的平面上形成图像。在到达成像探测器36的平面之前，电磁辐射可穿过过滤器阵列44。
来自图像探测器36的信息传送至图像处理单元38。在图像处理单元38中执行图像分析算法，其比较标记图像的特征和用于图像鉴别的预置标准。如果标记图像满足这些标准，就向显示器单元40传送信号，指示标记图像的可信性质。照射装置22和24的开-关循环和相机组合件的图像获取时间通过控制电路42控制。
设计安全标记探测系统10，从而收集标记放射的电磁辐射18和20，并且排除外部辐射，例如周围的光或用于激发标记的电磁辐射26和28。安全标记探测系统10可任选地能够进行放大。相机组合件34可为照相机或摄像机。
可任选地，安全标记探测系统能够包含一个、两个或更多照射装置。这些装置能够相同，或者能够选择，从而产生不同波段的辐射。在图1中示出两种照射装置(22和24)。总鉴别系统的复杂性和安全性能够通过使用所选标记的组合而增加，以便一种标记由一种波段的辐射激发，而另一种标记由第二种波段的辐射激发。例如在图1中，能够选择标记16a，以便其能够被电磁辐射18而不是电磁辐射20激发，而能够选择标记16b，反之亦然。
能够选择并安置安全标记探测系统10中的过滤器组30和过滤器阵列44，以便只探测特定波段内的电磁辐射。任选地，能够设计安全标记系统，从而选择性地探测一种以上波段中的电磁辐射。能够设计安全标记探测系统10，从而选择性地只响应标记16a放射的电磁辐射26以及标记16b放射的电磁辐射28。安全标记探测系统10可任选地分别以成像的方式探测标记16a和16b的时间响应。
在本发明中，选择使用的粒子标记的数量，以便来自标记粒子的放射图像表现为响应来自孤立标记粒子的离散亮点。当选择正确的粒子标记图像时，施加在将鉴别的物品上的安全标记材料的放射图像表现为黑色背景上的孤立亮点。图2中示出一个例子。该图像中的粒子具有小于20微米的体积加权平均ESD。通过具有小于20倍放大倍率的安全标记探测系统获取该图像。
在本发明中，必须选择包含安全标记的粒子的尺寸，以便适合用于将标记施加将被鉴别的物品中或物品上的方法。例如，很多印刷应用要求标记粒子小于10微米，从而允许粒子通过印刷过程转移，并且将粒子保持在薄墨水或油墨层中。对于有些标记的喷涂应用，通常优选小于1微米的粒子尺寸。另一方面，能够在聚合体母料中添加更大的标记粒子，并融入挤压成的塑料块中。然而，通常安全应用要求小于30微米并常常小于10微米的标记粒子。
可以通过最小的放大倍率获得来自该小分散标记粒子的放射图像。这是因为粒子放射的光是全方向的。横切图像平面的光圆锥体比放射性粒子本身大很多。亮点的尺寸取决于原始粒子尺寸，取决于粒子所在其中或所在其上的物品的光学特性，并且取决于安全标记探测系统的细节，例如灵敏性、放大倍率和景深。
在本发明的第一和第二实施例两者中，选择安全标记材料，从而包含具有不同尺寸分布的至少两组放射性粒子。选择两组粒子，以便其平均直径之间的差别大至足以在这样的图像中分辨，即施加在将要鉴别的物品上的粒子放射图像。有用的优值(FOM)已通过经验定义，其使预测可行，其中放射性标记粒子组能够组合，从而提供具有独特粒子放射图像的标记材料。
FOM只是两组粒子的平均体积加权等效球形直径除以两组粒子的合并标准偏差的绝对值。该数学表达式为下列形式：FOM＝[2(x-z)2/(Sx 2+Sz 2)]1/2，其中x和z分别是两组粒子分布的体积加权平均等效球形直径，而Sx和Sz是相同两组分布的标准偏差。定义的FOM具有有用的性质，即只要两组粒子分布的平均等效球形直径的比率和两组粒子分布的标准偏差的比率保持不变，其就与粒子尺寸等级无关。
图3-5示出粒子尺寸分布的例子，例如来自无机标记粒子的激光衍射分析测量中获得的分布。在每幅图中，y值都代表具有等效球形直径x的粒子在该粒子分布中的频率(百分比)。X轴以对数绘制。图3-5中，每幅图都示出两组粒子尺寸分布。相应的FOM在每幅图中示出。下表示出体积加权平均ESD和标准偏差，以及图3-5中粒子分布的FOM。这些粒子分布为无机安全标记总体中可见的典型多分散型分布。
表1.用于图3-5中示出的粒子分布的粒子尺寸数据和FOM。尺寸为微米。
Figure BPA00001390178700111
通过标准偏差和ESD的比率提供粒子分布的相对标准偏差。FOM值适合于这样的安全标记粒子组，即具有从1微米至20微米范围的体积加权等效球形直径以及具有从0.10至0.50范围的相对标准偏差的粒子组。尺寸数据从标记粒子的水分散体中获得，其通过美国加利福尼亚州欧文城Horiba Instruments制造的Horiba LA-920激光衍射粒子尺寸分析器分析。
选择若干对安全标记粒子组，并且以1∶1的比例结合，从而生产出具有0.5至5范围的FOM的安全标记材料。安全标记粒子组的混合通过以下方法完成，即称取相等量的每组标记装入小瓶，在小瓶中加入已知量的透明油漆，通过均质化和声波降解法分散两组标记组。然后通过旋涂法将这样被标记的油漆涂在白卡片上，从而产生3至4微米厚的透明油漆层。通过类似于图1所示的安全标记探测系统捕捉粒子放射图像，其中选择照射装置22和24、过滤器组和过滤器阵列30和44，从而匹配安全标记材料的激发和放射特性。在所有的情况下，油漆中的标记水平都按经验调整，从而提供相应于孤立标记粒子的分散亮点。
来自这些安全标记材料的放射图像通过视觉评估，而在软件程序ImageJ中可得到粒子分析算法，其可从美国国家卫生研究院获得((http://rsbweb.nih.gov/ij/)。确定需要至少为1.4的FOM，从而能够视觉或自动分辨来自包含标记材料的白卡片的放射性图像的差异，其中标记材料是(i)具有第一种尺寸分布的标记材料，(ii)具有第二中尺寸分布的标记材料，或(iii)具有不同尺寸分布的两种标记材料的组合。
因而，选择本发明的本实施例的安全标记材料，从而包含具有不同尺寸分布的至少两组放射性粒子，其中满足以下标准：[(x-z)/(Sx+Sz)]＞1，其中x和z分别是两组粒子分布的体积加权平均等效球形直径，而Sx和Sz是相同两组分布的标准偏差。
图6示出两组标记材料中一组的尺寸分布，其单独或联合成像。标记组中的一组具有多峰尺寸分布。通过认为ESD和标准偏差是包括三种粒子尺寸众数的样本总体标记组而评估FOM。来自该粒子混合物的放射图像仅从其两个成分的图像中可分辨。计算FOM，并且理论上能够从包含结合图6中虚线所示的尺寸分布的粒子的较小两种尺寸众数的粒子组中获得一个FOM。明显地，与包含三峰粒子组的两组对比，该假设标记组的FOM更高。通常优选具有单峰尺寸分布的标记粒子实践本发明。
图9和图10示出由两种具有不同尺寸分布的粒子组成的安全标记材料获得的标记放射图像，其中选择尺寸分布，从而产生为1.9的FOM。图7和图8示出图9和图10中使用的混合物的单独标记成分的标记放射图像。来自包含两种标记尺寸分布(图9和图10)的安全标记的放射图像可清晰地与单独标记成分(图7和图8)的放射图像分辨。图7-10中的图像已通过底片方式(白底黑点)打印，从而帮助探测小亮点。
因为人眼非常熟练于评估和探测图像之间的差别，期望可以用自动方式评估粒子放射图像，或者以计算机评估图像各批，或者通过将评估算法包含进手持式安全标记探测器评估。作为评估算法如何发展的例子，使用软件ImageJ中的粒子分析程序评估图7-10中所示的图像，并且产生涉及每张图像中放射点的尺寸和分布的参数。然后发展算法，其将仅鉴别包含两种粒子尺寸的混合物的放射图像，并且其将拒绝单独成分的放射图像。包含评估和列表该点尺寸的算法在给出的图像中为降序排列。计算最大的六个粒子的平均尺寸并且计算最小的25％的粒子的平均尺寸。如果最大的六个粒子具有大于160像素的平均尺寸，并且小的25％的粒子具有小于30的平均尺寸，然后该图像通过，并且认为该标记的物品为真。图2示出用于图9和图10中所示的两种安全标记材料图像的粒子参数，以及另外两幅相同材料复制层的图像。表2也示出图7和图8中示出的成分标记材料图像的粒子参数。表2中清晰可见，只有来自包含粒子混合物的标记材料涂层的放射图像通过鉴别标准。
表2.包含具有FOM为2.7(图7-10)的两种粒子尺寸的安全标记材料图像的粒子参数和鉴别标准。尺寸为相对(任意)单位。
Figure BPA00001390178700131
来自安全标记材料的精确特性取决于安全标记、其施加的物品以及成像安全标记探测器的设计。因此，鉴别标准必须按每种新的安全标记材料、衬底和探测器的组合而定制。
在特别优选实施例中，以下参数中至少一种被用作鉴别标准：相应于粒子放射图像中的亮点的像素亮度值(强度)；相应于粒子放射图像中亮点的像素亮度值分布；相应于粒子放射图像中亮点的像素亮度值的时间衰减；相应于粒子放射图像中亮点的粒子激发波长；相应于粒子放射图像中亮点的粒子放射波长。已定义的FOM具有有用的特性，即只要两组粒子分布的平均等效球形直径的比率和两组粒子分布的标准偏差的比率保持不变，其就与粒子尺寸等级无关。
在以上粒子中，通过混合具有不同尺寸分布的两组粒子而产生独特的标记材料，其中尺寸分布满足这样的要求：[(x-z)/(Sx+Sz)]＞1。同样可以直接合成具有独特多峰尺寸分布的标记材料，而排除粒子混合步骤。
因而，选择安全标记或安全标记的组合，以便当通过适当的探测器系统成像时，提供放射标记的独特图像。如果标记图像特性是标记码的一部分，就不能使用非成像分析方法例如分光镜方法确定标记码的所有部分。如果标记放射图像特性是标记码的一部分，在缺乏用于产生标记图像的精确鉴别系统时，就很难使用成像分析方法确定标记码中基于图像的部分，因为标记图像非常依赖用于产生图像的装置，而伪造者不知道标记图像的哪方面重要而去复制。

Claims (20)

1.一种包含放射性粒子的安全标记材料，并且所述放射性粒子能够被分成具有不同尺寸分布的至少两组，并且所述尺寸分布满足以下公式：
[(x-z)2/(Sx 2+Sz 2)]1/2＞1
其中，x和z分别是所述两组粒子分布的体积加权平均等效球形直径，而Sx和Sz是相同两组分布的标准偏差。
2.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中所述放射性材料是无机化合物。
3.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中所述放射性材料是有机颜料。
4.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中所述放射性材料包含无机化合物和有机颜料两者。
5.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中至少一组粒子具有小于10微米的体积加权等效球形直径。
6.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中至少一组粒子具有小于3微米的体积加权等效球形直径。
7.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中至少一组粒子由第一光谱带中的电磁辐射激发，而一组粒子由第二光谱带中的电磁辐射激发。
8.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中至少一组粒子放射第一光谱带中的电磁辐射，而一组粒子放射第二光谱带中的电磁辐射。
9.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中所述第一组粒子具有第一放射时间响应，而第二组粒子具有第二放射时间响应。
10.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中至少一组粒子由具有超过700纳米波长的电磁辐射激发。
11.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中至少一组粒子放射超过700纳米波长的电磁辐射。
12.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中具有不同尺寸分布的各组通过混合两组或两组以上具有不同尺寸分布的粒子产生。
13.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中具有不同尺寸分布的各组在所述安全标记材料的最初合成期间产生。
14.根据权利要求1所述的安全标记材料，其中具有不同尺寸分布的两组粒子包含具有不同化学成分的粒子组。
15.一种安全系统，包含：
包含放射性粒子的安全标记材料，并且所述放射性粒子能够被分成具有不同尺寸分布的至少两组，并且所述尺寸分布满足以下公式：
[(x-z)2/(Sx 2+Sz 2)]1/2＞1
其中，x和z分别是所述两组粒子分布的体积加权平均等效球形直径，而Sx和Sz是相同两组分布的标准偏差；
将所述放射性材料放置在物品中或物品上；
以一个或更多指定光谱带中的电磁辐射激发所述放射性材料；
以成像方式探测来自所述放射性材料的一个或更多光谱带中的电磁辐射；
分析和特征化所述图像的特质；以及
比较所述图像的特质和鉴别标准，从而确定被标记物品的真实性。
16.根据权利要求15所述的安全系统，其中所述物品为以下物品中的一种：印刷的商标、硬纸箱、织标、文件、身份卡、药用容器、线、薄膜、全息图、变色墨水组。
17.根据权利要求15所述的安全系统，其中通过印刷或喷涂将所述放射性材料施加在物品上。
18.根据权利要求15所述的安全系统，其中所述鉴别标准中至少一条包含以下参数中的至少一个：
粒子放射图像中的亮点的相对尺寸；
特定尺寸的粒子放射图像中的亮点的数目；
对应于粒子放射图像中的亮点的像素的亮度值；
对应于粒子放射图像中的亮点的像素的亮度值的平均值和分布；
对应于粒子放射图像中的亮点的像素的亮度值的时间衰减；
对应于粒子放射图像中的亮点的粒子激发波长；
对应于粒子放射图像中的亮点的粒子放射波长。
19.根据权利要求12所述的安全系统，其中自动进行图像分析、特征化和与鉴别标准的比较。
20.根据权利要求12所述的安全系统，其中通过可视检查进行图像分析、特征化和与鉴别标准的比较。
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