CN103857531B - 用于印刷产品的防伪标记的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于印刷产品的防伪标记和鉴定的方法，包括以下步骤：利用给定的印刷机来印刷要与产品（P）相关的图像的样本印刷品；数字地获取所述印刷品，以获得数字图像；处理获取的图像，用于从其中提取识别所使用的印刷机的一个或更多个本征特性；以及将包含与印刷产品相关以及与识别印刷机的特性相关的信息的识别标记与所述图像的印刷品合并在印刷产品（P）中。

Description

用于印刷产品的防伪标记的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于印刷产品的防伪标记和鉴定的方法。

术语“伪造”通常广义地使用，包括对仿造原始产品的外观以误导消费者的产品的任何生产制造。

本说明书中所述的是用于印刷产品的可追踪性的防伪方法和装置。更具体地，本发明关于一种使印刷产品不可复制的系统，从而防止未经许可的复制：以这种方式，在例如印刷产品具有敏感信息的情况下可以保护印刷产品自身（例如，证书），或者保护合并有印刷物品的产品和产品包装（例如，标签，包装，标贴等）。

现有技术

在目前现有技术的状态下，产品的伪造现象成为持续增多且横向打击生产中的所有部门的问题，因为其本质改变市场平衡，并且由于出现在市场上的质量较差的商品所导致的盈利损失和产品本身的制造商的形象损失这两方面原因影响与极高成本的竞赛。

为了解决这个问题，各公司在自身权利的保护上和用于应对伪造的技术上投入了大量的资金。许多技术是可用的，其中广泛使用的有光学和电子技术、RFID技术、电子标记或“信息隐藏”的技术、全息技术和2D条形码、化学或机械标记的技术等。

从文献US2006126094中已知一种用于印刷要防止仿造或修改的原始图像的系统。

该图像包括印刷机的要用于检测副本的特性和与印刷机的特性相关的编码的信息：在验证步骤中，检查该图像以判断是否有效地再现了印刷机的特性和编码的信息之间的联系。

然而，在US2006126094中，印刷机的特性未从其有效的行为中本征地获得，而是基于使用的印刷机的现有知识来设定的：换言之，存在预先已知的预设信息，其在隐藏模式下通过系统输入并且在验证步骤中被分析以检查其完整性。此外，在验证步骤中，该信息必须利用预定的图像获取设备来提取，在缺少该图像获取设备的情况下，验证测试不能执行。

从文献EP1286315中已知一种用于鉴定印刷物品的方法，所述印刷物品产生并控制（诱导）印刷的特性变化。事实上，所述方法设想通过“可识别的轨迹”的印刷参数（诸如，例如温度）的修改来引入。以这种方式，插入一种签名，其可以在随后时间被提取，所述签名逐个地标记每个单独的印刷物品。在“可识别的轨迹”已经存放于物品上之前，需要以很多方式来获取然后储存在检查时可访问的数字媒介上。

在EP1286315中描述的方法因此介绍了在大量印刷品验证的情况下的标记限制，在这种情况下，除了连续修改每个单独的印刷物品所需的处理控制之外，随后检查阶段所需的大量数据的储存变得非常重要，无论该储存是在本地媒介上还是在远程媒介上。在正确的时候，所述数据必须被恢复并且处理以进行比较。

所述方法因此在大量印刷物品具有广泛流通的情况下呈现出导致实际不能使用该系统的缺点或在任何方面上的问题。

因而需要用于通用型印刷产品的鉴定和标记的方法，其不需要对生产过程和对要与印刷物品相关的产品的分布的修改、或对产生印刷物品自身的过程的修改，以及最后也不要求用于鉴定和验证步骤的技术限制。

发明目的

本发明的目的是要克服已知技术方案的缺点，提出一种用于印刷产品的防伪标记的处理和系统，无论印刷过程的类型如何，所述处理和系统都将是适用的，并且所述处理和系统将是被动式的，即不需要修改用于印刷产品的装置。同时，所述系统能够通过使用与印刷过程或者与印刷物品的标记技术都不相关的通用光学读取设备，在对检查工具没有任何限制的情况下分析真实性。

发明内容

以上目的通过提供根据所附权利要求的方法来实现。

本发明通过如下来实现预定的目的，将要鉴定的印刷物品与身份认证相关联，所述身份认证与不易复制的信息相联系以及与印刷机的“指纹”有关，印刷机的“指纹”从使用的印刷设备的典型特性中提取，由于印刷机由电子和机械（有限精度）元件组成，所以具有唯一且不可复制的行为，在每个印刷品上留下其自身的指纹。举例而言，可以说每个单独的印刷机的机电元件总体上诱导出唯一的行为，该行为可被表征为印刷机自身的一种指纹，即作为可以被分辨和识别的微观“签名”。前述的典型特性的提取，与验证步骤相似，可以利用包括印刷、获取、以及最后对被称作为“合成图像”的呈数字格式的一个或更多个图像的处理来执行。更详细地，从呈数字格式的图像（以下被称作为“主图像”）开始，进行所述图像的印刷以获得一个或更多个印刷品，其利用术语“引导印刷品”来表示。利用特意提供的转换设备，引导印刷品被重新转换成数字格式，以获得用于分析“指纹”（或“数字签名”）的行为和特性所需的合成图像，所述合成图像被总结为“标识码”，也包含关于印刷物品的信息。标识码指示代表机器可读信息的任何表示，所述机器可读信息即可以通过计算机来读取和翻译的信息。

一旦通过鉴定处理，引导印刷品将出现在最终产品上，所述引导印刷品如之前所述的从主图像和标识码中获得：引导印刷品和标识码的组合定义“识别标记”。

在下文中，表述“直接鉴定”表示标识码伴随用于产生标识码的引导印刷品的情况。

术语“间接鉴定”表示，相反，在产生标识码时同时出现若干引导印刷品的情况：呈现在最终产品上的将是由伴随有主图像的新印刷品的前述码组成的识别标记。

对于本发明的细节，参考对系统的说明部分。

通过印刷与要鉴定的产品的标识码结合的主图像（即，物理引导印刷品），保证印刷机的指纹存在于印刷物品上，其将是印刷物品自身或与其相关联的产品（例如，具有印刷标记的包装内容）。

获得的优点主要在于如下事实，鉴定的处理简单且可重复，成本低，以及不要求昂贵的技术或者不易用在市场上的技术。此外，还可以利用商业类型的光学读取设备来执行真实性的验证，而不需要任何特定的繁重技术或定制用于某应用的技术。

进一步的优点在于如下事实，不使用特定的材料（例如，出于某目的而设计的墨水或纸）。

进一步的优点在于如下事实，提出的技术可以采用简单的方式容易地被引入到产品的分配过程中。

进一步的优点在于如下事实，每个印刷机，不考虑型号或使用者，在不需要任何进一步的干预的情况下在正常印刷过程中将特性踪迹留在印刷物品上，并且其自身代表基本上唯一的真实性签名。

又进一步的优点在于如下事实，通过证明所使用的印刷过程的特性而不是证明物理印刷品，足以使用有限数目的印刷品（例如，几十或几百个物理印刷品）以获得表征所有若干印刷品、甚至可以是数量极多的印刷品的指纹。利用根据本发明的系统，可以鉴定相当大数目的印刷品，甚至百万个印刷品，而不需要逐个地检查它们的特性。

附图列表

从随后的描述和附图中，本领域的技术人员将更好地理解以上和其他的优点，这些由非限制性的实例来提供，其中：

图1是根据本发明的方法的实施例的一个实例的示意图；

图2是鉴定和验证方法的示意图；

图3示出分析和储存真实性签名和可追踪性信息的步骤；

图4详细地示出在本方法的发展和校准步骤中提取真实性签名的步骤；

图5特别地示出提取印刷物品的数字签名的步骤；

图6是在用于多个应用的间接标记的情况下印刷包装物的方法的示意图；

图7是在用于单个应用的直接标记的情况下、在应用于单个印刷物品的情况下所述方法的示意图；

图8是根据本方法的鉴定的步骤的示意图；以及

图9是鉴定方法的应用的示意图。

具体描述

根据本发明的用于印刷产品的防伪标记和真实性验证的方法包括以下步骤：

从主数字图像开始，利用给定的原始印刷机印刷一个（或更多个）物理引导印刷品；

数字地获取所述物理引导印刷品（或多个物理引导印刷品），以获得合成数字图像（或多个合成数字图像）；

处理合成数字图像（或多个合成数字图像），用于从其中提取识别原始印刷机的一个或更多个本征特性；

通过将与产品以及与识别原始印刷机的特性相关的信息编码来产生标识码；

在直接鉴定的情况下，将标识码合并到印刷产品中，所述标识码与已经存在的引导印刷品一起形成识别标记；以及

在间接鉴定的情况下，用下文中描述的形式来贴附识别标记，所述识别标记包括引导印刷品和标识码。

真实性验证的方法还包括以下步骤：

数字地获取要检查的印刷产品，即将标识码和引导印刷品合并以获得合成图像；

提取在所述标识码中包含的信息；

处理获取的（被数字化的）合成图像，用于从其中提取识别原始印刷机的一个或更多个本征特性，正如用于所述标记方法那样；以及

验证处理所获得图像的结果与标识码中包含的信息之间的一致性。

关于印刷机的本征特性，其取决于所使用的印刷技术（喷墨、平版印刷等），并且这些特性在处理之后，可以提取出印刷机自身的独特行为。根据印刷技术，所述特性（仅举例而言）可以包括：

-有限的精确度、振动、缺陷和移动机械部件的磨损；

-屏幕（平版印刷）的产生的校准和精度；

-印刷媒介（纸，卡片等）的拖动；

-印刷媒介的对齐；

-油墨的吸收差异；

-媒介的孔隙率等。

这些特性全部一起、部分地、或者与未提及的其他特性一起彼此结合而在印刷物品中产生特性签名，所述特性签名不取决于单独的印刷品而是系统性的；如此，虽然所述特性是不可控制的或者是不可消除的，但是它们可以被数学地建模以用于产生以大体唯一的方式来识别印刷过程的指纹。

本发明还关于印刷产品自身，其与要被防伪保护的产品相关或贴附于要被防伪保护的产品，例如以标签的形式。

有利的是，印刷物品上的引导印刷品本征地包含识别印刷机的特性，这种特性在目视检查中是隐藏的，但是可以在产生印刷机的数字签名之前利用获取和随后的数字处理来检测出。

优选地，所述方法包括用于鉴定来自给定印刷机的印刷物品的过程的发展和校准步骤。

利用这种解决方案，提取出的数字签名不取决于用于产生合成图像的转换设备（例如，单通道的或多通道的）。

有利的是，用于提取数字签名的图像可以是印刷物品的选定区域，其也可利用递增的分辨率重复获取，以减小由数字转换产生的干扰。

选定区域此外可以在本方法的校准步骤中限定，以消除在图像的数字获取步骤中产生的可能的几何失真，图像的数字获取步骤例如通过如同存在于一些移动电话（例如，在所谓的“可视电话”中）的扫描仪或CCD传感器等来执行。

更详细地，并且参照附图，根据本发明的方法主要包括提取识别印刷机的特性的步骤，所述印刷机用于获得可以检查真实性的印刷产品。

图2是根据本发明的用于标记和检查印刷产品的方法的实例的主要步骤的示意性表示。从逻辑和顺序的观点来看，这些步骤可以被示意性地列出如下：

1）从主图像开始产生一个（或更多个）物理引导印刷品以进行分析，从中提取印刷机的签名；

2）数字地获取在第1点中涉及的物理引导印刷品（或多个物理引导印刷品），以获得合成数字图像（或多个合成数字图像）；

3）分析数字化材料（合成图像或多个合成图像），并且随后提取识别数字签名；

4）产生与数字签名相关的识别标记；

5）例如通过印刷将识别标记应用于产品上；

6）数字地获取呈现在要检查的印刷产品上的识别标记；

7）验证呈现在产品上的识别标记的真实性。

标记功能（列出的1-5点）

参照点1，从主图像的数字源开始，有疑问的印刷机将产生一个或更多个物理印刷品（引导印刷品），从中可以获得一个或更多个数字图像（合成图像）。

图3提供多个印刷物品的应用的一个实例（间接鉴定）：在要被分析的印刷机上印刷包含主数字图像的文件，以产生预定数目的引导印刷品。数字地获取所述印刷品以用于再次产生要被分析的数字文件（合成图像）。一旦已执行分析，数据可以与标识码一起以及与关于产品的一些其他数据一起储存在数据库中。

根据本发明，如图4中所示，一旦印刷品中感兴趣的区域被识别出，则处理获得的相应数字图像（合成图像）用于提取印刷机的数字签名，从而获得印刷机的数值表征：举例而言，数字签名可以通过包含识别印刷机的特性的多个向量（特征向量）的线性或非线性组合（特征混合）来形成，并且被包括在处理的数字图像中。

图5示出如何能够获得印刷机的指纹的数值表征的一个解释性但非约束性实例。

如从附图中可以看出，利用不同的方法从前述文件中可以提取出不同性质的特性。如在信息数字处理领域中的技术人员已知，图像的一些本征特性与图像的颜色不严格相关，而许多其他的本征特性（例如，直方图）与图像的颜色严格相关。因此，在许多情况下，需要补偿获取环境的效果和获取设备的行为这二者，将颜色归一化以使分析和验证尽可能地均匀。在图像处理技术上可用的文献所提供的可能性非常多，因此可以探索用于设计能够表征印刷机的行为的系统的途径同样很多：在对图像中的信息内容的描述方面非常有效的技术是变换域中的技术（傅立叶变换，小波变换，拉东（Radon）变换等），同样地，很多统计方法技术也是良好的应用（局部分布，整体分布，加窗分布等）以及基于形状和纹理描述符的技术（随机场等）。这些技术中的每种（仅通过示例的方式提供）可以提供签名的具体和适当的数值描述：因此，在系统中对一种或更多种技术的组合使用产生一组数值（在图5中被称作为“特性向量），其可以首先基于签名的描述的容量来选择，然后在验证步骤中用作比较项。

一旦获得数值描述，可以进入数据库（DB），不仅是所述数值描述，而且还有关于印刷物品的标识码和其可追踪性（图3和图6）的数据，以及与印刷物品相关的其他的信息，诸如例如与描述产品的页面或者有关于产品的商业特性的网页连接，例如药品。

优选地，数据库（DB）包含获得的数字签名的描述、与印刷物品的可追踪性有关的信息、与印刷物品的识别有关的信息等。

基于刚刚描述的方法，因而可以采用保护模式和加密模式（例如，可以通过计算机翻译的标识码，诸如QR等）来产生标记，其与数字签名和可能的信息相关，数字签名与印刷物品的识别信息有关，可能的信息与有关于印刷物品的产品相关。

产生的标识码最后可以在印刷物品上出现，与从主数字图像开始获得的引导印刷品一起，利用其将形成识别标记，应用作为与产品相关的鉴定，例如包装物或标签。

优选地，引导印刷品和标识码可以同时在印刷物品上复制，或者跟随印刷物品的图像（就其响应于客户的需求或者甚至是由客户创建而由“客户设计”指定，例如，诸如酒等产品的标签），并且可以位于彼此相邻的位置上或位于印刷产品自身的不同点。

在第一实例（在图6中示意性表示），标识码和印刷的图像可以组合在同一个数字文件中，以用于印刷物品的物理印刷。所述数字媒介因而可以更好地与包装物、或者标签、或者标贴的可能图案结合，并且可以被发送至相同的印刷过程，利用其标识码被校准以产生真正的物理印刷物品，而不需要根据特定的印刷品而进行单独的校准。

这种形式对于大规模的工业产品的鉴定是有利的，如用于酒、药品、包装物等的标签。

还可能的是，特别是在大量生产产品的情况下，印刷标贴以随后被应用到产品。

然而，也可以设想单独鉴定的可能性，其被称作为“直接鉴定”。这种形式在证书的情况下非常有用（举例而言）：在这种情况下，甚至通过不是被分析的印刷机来随后应用标识码：这个实例在图7中示意性地表示，其中，可以注意到利用星号来区分两个不同的印刷机：实际上，可以在“客户设计”图像之后应用标识码，并且在这种情况下，不需要但也不排除印刷机是被分析的一个。这种形式在有限或者非确定数目的应用的情况下是有利的。

因而可以确定更具体的校准，以防止相同的印刷过程可能用于产生未被授权的真正的印刷品。这种形式对于鉴定单独的产品是有利的，诸如按需求印刷的证书、合同和文件。

验证功能（列出的6-7点）

根据本发明，刚刚描述的鉴定方法可以设想真实性的验证，由此可以确定印刷物品的原创性，或者其伪造性质。由图8示意性地表示的验证过程优选地包括以下步骤：

1.数字地获取在要检查的印刷物品上呈现的引导印刷品，随后产生合成图像；

2.提取在印刷物品上出现的标识码中包含的信息；

3.通过处理合成图像——其是利用预定的处理方法从印刷物品中获取的，来提取识别印刷机的特性；

4.验证印刷物品与识别印刷机的特性之间的一致性或者所述信息。

优选地，可以从印刷机的另外的标识码中获得相关的“参考数据”的信息，所述另外的标识码被包含在主标识码中以及与外部数据库（可通过例如网页访问）相关。

在第二种情况下，不设想远程在线访问，相关的信息被储存在主标识码自身中。

同样地，提取要比较的数字签名的方法可以在网络服务器上远程执行，或者如果远程线不可用则可以本地执行。

图9中示意性的说明本发明的方法应用于印刷产品P（例如，纸张、包装物），所述印刷产品P利用给定的原始印刷机S印刷。

利用本方法，通过处理系统来处理从印刷机S所产生的引导印刷品中获得的合成图像，所述处理系统实现本方法，并且从合成图像中提取识别所使用的印刷机的一个或更多个本征特性，以及与印刷产品和与识别印刷机的特性相关的信息，例如以数值的形式，其可以合成为机器可读码，例如条形码或矩阵码。

必须通过印刷机S来印刷的标识码CI和主图像I构成标记M，所述标记M然后将被应用于产品P。

有利的是，鉴于用于提取印刷机的数字签名的合成图像必须利用有疑问的印刷机来印刷，为了启动如上所述的其真实性的验证，码CI也可以采用一些其他的方式、以不同的次数、也可以利用不同的印刷机被应用于产品P。

已经根据优选的实施例描述了本发明，但是在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以设计出其等同的变体。

Claims (12)

1.一种用于若干印刷产品(P)的防伪标记的方法，所述印刷产品(P)要利用给定的原始印刷机(S)来印刷，所述方法包括以下步骤：

利用所述原始印刷机来印刷主数字图像的一个或更多个物理引导印刷品，所述一个或更多个物理引导印刷品形成许多印刷产品的一部分；

数字地获取所述一个或更多个物理引导印刷品，以获得一个或更多个合成数字图像；

处理所述一个或更多个合成数字图像；

从所述一个或更多个合成数字图像中提取识别所述原始印刷机的一个或更多个本征特性；

通过将与所述印刷产品相关的信息以及与识别所述原始印刷机的特性相关的信息编码来产生至少一个标识码(CI)；

产生所述印刷产品(P)的识别标记(M)，所述识别标记(M)包括所述标识码结合已经呈现在所述印刷产品上的所述一个或更多个物理引导印刷品；以及

将所述识别标记(M)应用于所述若干印刷产品(P)，

其中，所述合成数字图像的处理包括所述合成数字图像的数值表征，其能够获得识别所述原始印刷机的数字签名，所述数值表征利用选自变换域处理技术、统计方法技术、基于形状和纹理描述符的技术、基于获取通道的多通道分析的技术、或者它们的组合中的一种或更多种图像处理技术来执行。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述标识码应用于所述印刷产品(P)包括：将所述标识码和所述一个或更多个物理引导印刷品组合在同一个数字文件中，以作为用于所述印刷产品的物理印刷的原始物。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在获得所述引导印刷品之后，将所述标识码应用于所述印刷产品(P)。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述识别标记包括与所述印刷产品(P)的可追踪性有关的信息。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，包括以下步骤：将与识别所述原始印刷机的特性有关的信息以及与关于所述印刷产品的可追踪性的信息有关的信息储存在数据库中。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，还包括以下步骤：具有识别标记(M)的印刷产品的真实性的验证，即所述印刷产品是通过所述原始印刷机印刷的还是不是通过所述原始印刷机印刷的；

要验证的所述印刷产品的数字获取，其合并所述标识码和所述引导印刷品以获得一个或更多个合成数字图像；

所述标识码中包含的信息的提取；

所述一个或更多个合成数字图像的处理，用于从其中提取与识别所述原始印刷机的所述一个或更多个本征特性相关的信息；以及

在所述合成数字图像的处理步骤中提取的信息与所述标识码中包含的信息之间的一致性的验证。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述与识别原始印刷机的所述一个或更多个本征特性相关的信息从所述原始印刷机的另外的标识码中获得，所述另外的标识码被包含在所述识别标记中，并且能够涉及可在线访问的外部数据库。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述与识别原始印刷机的所述一个或更多个本征特性相关的信息在所述识别标记自身中。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，与识别特性相关的信息的所述提取通过远程服务器在线执行。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，与识别特性相关的信息的所述提取在本地执行。

11.一种用于印刷产品(P)的防伪标记的系统，所述印刷产品(P)利用给定的原始印刷机(S)来印刷，所述系统包括：

利用所述原始印刷机来数字地获取从主图像开始印刷的物理引导印刷品以及用于获得合成数字图像的装置；

用于利用根据前述权利要求之一所述的方法来处理获取的合成数字图像并且从其中提取识别所述原始印刷机(S)的一个或更多个本征特性的装置；以及

用于将识别标记(M)合并在所述印刷产品(P)中的装置，所述识别标记(M)包含与所述印刷产品(P)相关和与识别所述原始印刷机的特性相关的标识码(CI)以及利用所述原始印刷机而获得的引导印刷品。

12.一种利用给定的原始印刷机(S)印刷的防伪印刷产品，在其中合并有包含标识码(CI)的识别标记(M)，所述标识码(CI)包括与所述印刷产品和识别所述原始印刷机的特性有关的信息，识别特性是通过利用所述原始印刷机来印刷一个或更多个引导印刷品而获得的，从其中已提取识别所述原始印刷机的本征特性。