CN104160430A - 用于视障人士的可听凭证识别 - Google Patents

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Abstract

公开一种凭证或物品，其承载所述凭证或物品的用于可听鉴定的信息，其中所述信息以频率相对于时间的谱密度函数(声谱图)的形式位于所述凭证或物品之内或之上，所述声谱图使用凭证防伪工具实现。进一步公开一种用于制作所述凭证或物品的方法；用于表现来自所述凭证或物品的可听鉴定信息的读取设备，一种用于鉴定所述凭证或物品的方法以及出于凭证鉴定目的对声谱图的使用。

Description

用于视障人士的可听凭证识别
技术领域
本发明涉及凭证(document)或物品的可听识别。本发明公开特别是旨在帮助视障人士识别诸如货币、身份证或准入凭证以及其它任何类型的凭证或产品之类的凭证或物品的可听凭证识别特征。
背景技术
凭证识别——特别是指日常交易中的货币识别——成为视障人士或盲人的主要障碍，他们几乎完全依靠自己的触觉来评估凭证(例如，钞票)的性质和真实性。
在评估货币真实性时，盲人依赖于压印纸(钞票)的特征性触感和硬度以及可触知的浮雕(例如，凹雕)的存在。也可以触摸的方式，通过将钞票长度与某一触觉基准比较，例如通过沿伸出的手指折叠钞票，来估计钞票面额。
另一方面，仍缺乏专门针对盲人设计的特征。为此，美国国家研究委员会在1995年发布的报告(“Currency Features for Visually ImpairedPeople(用于视障人士的货币特征)”National Academic Press(美国学术出版社)，1995年)中鼓励开发用于视障人士的特殊货币特征。
该报告发布之后，有人开始致力于开发特殊的触觉鉴定特征，例如视障人士可通过触觉感知的压纹、修饰角或穿孔，这些特征承载有关所考虑的钞票的性质和面值的信息。参考US 2004/0008871 A1(Smith著)、EP1 741 564 A1(Reich等人著)、WO 2009/050733 A2(Jayaraman著)、US 2008/0134849 A1(McGough著)、以及US 2010/0164216 A1(Fracek著)。
但是，这种仅可触知的特征到目前为止无法证明足够可靠地令盲人区分凭证(例如，货币)真伪，主要因为触觉的本质太粗放。基于这些原因，还进行努力将可视鉴定特征转换为能够提供更精细区分的可听特征。此类转换必须通过专用电子设备实现。
US 3,906,449(Marchak著)公开纸币识别器，当沿钞票扫描时，该识别器将光学半透明值转换为音高可变的乐音。其缺点在于所表现的可听声音与凭证性质或值之间无直接关联，人类用户必须通过与真实样本进行比较以及学习来建立此关联。
US 5,692,068(Bryenton著)公开手持便携式钞票读取器，该读取器包括成像装置、存储装置和处理装置，所述处理装置可将钞票上确定的图案与内部存储的图案进行比较，然后借助语音通知人类用户钞票是否有效。但是，其缺点在于人类用户无法直接接触凭证上包括的防伪(security)特征，即，语音指示并非凭证性质的转换，而只是比较结果的指示。
用于视障人士评估钞票和其它凭证的读取装置在WO 97/30415 A1(Sears著)中公开。该装置通过光学字符识别(OCR)将从凭证获取的图像解码为其符号意义，然后通过语音合成器重现所述意义。借助鼠标型设备扫描凭证，该装置可用于读取任何字符印刷信息，例如食品包装、药瓶、价签、钞票以及印张上的字符印刷信息。但是，需要信息采用可识别字符集的形式并以可识别语言表示；否则OCR和/或语音合成器无法正确地重现符号内容。
用于视障人士的进一步的技术还在DE 197 06 966 A1(Wendl著)和US 2008/0130980 A1(Gildersleeve等人著)中公开。
仍然需要可听信息特征，即，凭证上易于转换为适合视障人士的可听信息的特征，这些特征可应用于防伪凭证，例如钞票、有价证券、身份凭证、准入凭证或其它授权凭证，另外还可应用于任何种类的物品。
凭证或物品上的所述可听信息特征应该能表示可被人耳感知的任何口语或任何声音，并且应该足够紧凑，以便允许有用信息量甚至可位于小凭证区域(例如，钞票上通常可用的小区域)。
迄今为止所提出的用于视障人士或盲人的众多特征的缺陷进一步在于，它们不依赖任何特殊的凭证防伪工具(means)，结果这些特征很容易被伪造者模仿。例如，借助开口边或穿孔实现的货币鉴定特征很容易通过初级工具模仿。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于视障人士或盲人，且无法被伪造者容易模仿的可靠防伪特征。
本发明通过在凭证之内或之上提供可听信息解决了上述问题，这些可听信息以声谱图的形式实现，也称为“时间-频率分布”或“频率相对于(versus)时间的函数”，该声谱图指示信号的谱密度如何随着时间变化。由于声谱图涉及可听信息，因此它还被称为声波图或声音打印。
根据本发明，承载用于凭证或物品可听鉴定的信息的所述凭证或物品的特征在于，所述信息以声谱图的形式位于所述凭证或物品之内或之上；所述声谱图使用凭证防伪工具实现。
在此说明的上下文中，“凭证防伪工具”应该表示任何基于特殊材料的或由材料实现的特征，该特征可以是所述凭证或物品上的机器可读特征，用于区分所考虑的凭证或物品与不承载此特征的凭证或物品。
附图说明
可借助以下附图解释本发明：
图1示出从振幅相对于时间的语音信号(图1a)，经STFT产生的“作为频率和时间的函数的谱密度”表示(图1b)的派生图，也称为“时间-频率分布”或“声谱图”。
图2示意性地示出具有印刷声谱图(A)的钞票(S)，其中以频率原点(0)和频率上限(1)指示符作为参考。
图3示意性地示出借助手持读取设备(R)扫描钞票(A)，该钞票承载根据本发明的不可见声谱图。
图4示出Yb2O3中的镱(3+)离子在频谱波长范围900-1,000nm内的选择性IR吸收。
图5示出UV发光的激发和发射光谱。
具体实施方式
在第一优选实施例中，所述声谱图被实现为凭证基底中的水印。水印是凭证防伪工具，其必须在纸张制造过程期间实现在纸张中；这样制造的纸张以此进行标记。
在第二优选实施例中，所述声谱图被在凭证基底中实现为激光打标或激光打孔的微穿孔图案。激光打标图案可通过具有适当波长和强度的激光束与能够吸收该激光束能量的基底之间进行交互以改变基底物理构成来生成。微穿孔是激光达标的进一步发展，其中将微型孔穿入所述基底；它被用作凭证防伪工具，只能使用特殊、而非一般可用的激光设备来生成。
在第三优选实施例中，所述声谱图以油墨的形式实现，例如包括特殊着色剂、或被实现为颜料或染料的特殊窄带吸收或反射成分的油墨。
在第四优选实施例中，所述声谱图以磁化图案的形式实现，该图案可使用读磁头读取。磁化图案可通过在凭证或物品上选择性磁化均匀的、非零矫顽磁性的磁性涂层中的特殊区域，或者通过在凭证或物品上选择性沉积(例如，通过印刷)磁性材料的特殊区域来生成。
在第五优选实施例中，所述声谱图以磁性颜料定向图案的形式实现，该图案优选地通过以下方式生成：即，使用雕刻磁板以定向所应用的油墨或涂层成分中的磁性或可磁化颜料粒子，然后硬化所述油墨或涂层成分。WO 2005/002866是此类雕刻磁板的实例。特别优选的磁性或可磁化颜料粒子从例如US 4,838,648和WO 02/73250中公开的光学可变磁性薄膜干涉颜料中选择。
优选地，此类声谱图使用防伪油墨印刷，从而在压印区域提供特殊可检测物理性质。所述特殊可检测物理性质优选地从200到400nm波长范围内的UV吸收、400到700nm波长范围内的可见吸收、700到2500nm波长范围内的IR吸收、UV(200到400nm)、可见(400到700nm)、或IR(700到2500nm)波长范围内的光发射、铁或亚铁磁性、介电常数变化、导电性变化以及射频吸收变化所构成的组中选择。
特别优选的光发射性质可使用本领域中公知的化合物实现，例如，WO03/101755中公开的，记载于Kirk Othmer Encyclopaedia of ChemicalTechnology(Kirk Othmer化工百科全书)第四版(1994年出版)：在第11卷，第227-241页标题为“Fluorescent Whitening Agents(荧光增白剂)”的条目以及第15卷，第518-607页标题为“Luminescent Materials(发光材料)”的条目，尤其是第562-584页标题为“Phosphors(发光体)”的子条目以及第584-607页标题为“Luminescent Materials(Fluorescent)(发光材料(荧光))”的子条目，或者记载于S.Shionoya和W.M.Yen所著的“Phosphor Handbook”(发光体手册)，CRC Press(CRC出版社)，1999年。在本公开的上下文中，光发射应被理解为同时包括即时发射(也称为荧光性)和/或延迟发射(也称为磷光性)。
凭证或物品的基底优选地从诸如纸、硬纸板和闪纺高密度聚乙烯纤维等之类的非织物基底、诸如纺织品之类的织物基底、金属箔、以及塑料聚合物基底所构成的组中选择。
凭证可以是防伪凭证，优选地从钞票、有价证券、身份证件、准入凭证以及它们的组成部分所构成的组中选择。
所述防伪凭证的组成部分例如为集成在防伪凭证内的防伪线、防伪条或防伪窗，以及诸如全息图和其它衍射光学可变成像器件(DOVID)之类的附着在防伪凭证表面上的防伪箔。
另外还公开用于制作根据本发明的凭证或物品的方法，该凭证或物品承载用于其可听鉴定的信息，所述方法包括以下步骤：
a)提供可听鉴定信息；
b)以声谱图的形式表示所述可听鉴定信息；
c)使用凭证防伪工具在凭证或物品之内或之上实现步骤b)中的声谱图。
进一步公开用于鉴定根据本发明的凭证或物品的读取设备，所述凭证或物品承载用于其可听鉴定的采用声谱图形式的信息，从而使用凭证防伪工具实现所述声谱图，所述读取设备包括：对所述凭证防伪工具敏感并且能够从所述凭证或物品获取所述声谱图的数字表示的感测装置；能够存储所述声谱图的所述数字表示的存储装置；能够将所存储的声谱图的表示转换为振幅相对于时间的表示的处理装置；以及能够将所述振幅相对于时间的表示表现为可听声音信号的表现装置。
进一步公开鉴定凭证或物品的方法，所述凭证或物品承载根据本发明的用于所述凭证或物品的可听鉴定的信息，所述方法包括以下步骤：
a)提供承载有采用声谱图形式的可听鉴定信息的凭证或物品；
b)将所述凭证或物品暴露于根据本发明的读取设备，用于将所述可听鉴定信息表现为声音信号。
进一步公开声谱图的使用，所述声谱图使用凭证防伪工具而实现在凭证或物品之内或之上，用于所述凭证或物品的识别或鉴定。
本发明的目标是以声音记录的形式(例如，可听防伪标记)将信息实现在凭证或物品之上或之内。所述凭证或物品可以是诸如钞票或身份证件、或其它任何类型商品之类的防伪凭证。
人耳敏感度频域(对于年轻人，范围从大约10Hz到大约20kHz)中的声音记录能够表示可被人类感知的任何口语和任何可听通信信号，此记录可直接被表示为振幅相对于时间的函数，但是需要存储大量信息。
可听清的人声信号可在较小的频谱带宽(大约2到3kHz)中传输，但是根据奈奎斯特定理，这样仍导致针对每秒记录的语音信号的4,000到6,000个离散振幅值，其必须在凭证上重现，例如作为压纹或具有不同长度的条。假设压印或印刷分辨率为50μm，如果希望直接重现语音信号的振幅相对于时间的函数，则每秒的语音信号因此将在凭证上占用20到30cm的长度。
凭证上此类语音信号的直接表示可通过简单的手段重现——在压印的语音信号的情况下，例如使用手指甲在其上简单滑过——但是振幅相对于时间的信号无法充分压缩以允许在凭证(例如，钞票)上的小型可用区域中实现有用的信息量。
语音或音频信号的振幅相对于时间的表示进一步对任何分辨率损失具有极高敏感度，特别是其高频部会特别受印刷或压印工艺瑕疵的影响。
根据本发明，因此在凭证或物品上实现更稳定、紧凑的语音或音频信号表示。为此，语音或音频信号(即，可听防伪标记)被表示为声谱图，即，频率相对于时间的谱密度函数，而非振幅相对于时间的函数。声谱图表示相同的音频信息，但是不需要任何高分辨率表示，也不对分辨率损失敏感。
参考图1，振幅相对于(versus)时间的语音信号(“one hundred USdollar(一百美元)”；图1a，信号的各个节拍没有被沿时间轴分解为详细信息)被分解为“频率相对于时间的谱密度”表示，也称为“声谱图”(图1b)。
可借助本领域中公知的短时傅里叶变换(STFT)算法，根据振幅相对于时间的函数获取声谱图。短时傅里叶变换将初始的、连续的振幅相对于时间的语音或音频信号切割为小的、重叠的时间段(一般长度约为10到50ms)，然后针对每个时间段应用窗(window)函数(例如，cos2window＝“Hann窗(汉宁窗)”)以在时间段的两端将振幅值置为零，最后通过快速傅里叶变换(FFT)将每个窗口化时间段变换为谱域，从而计算出频谱。选择时间重叠，即，在cos2window的情况下为50％(即，如果时间段宽度被选择为40ms，则每20ms计算一次频谱)，以便保留频谱总能量。通过全部这样计算的频谱的有序时间序列来形成声谱图。
所获取的声谱图比从中导出该声谱图的原始的振幅相对于时间的函数紧凑得到多，因此容易放入到凭证或物品(例如，钞票或另一类型的凭证)上的可用空间。
尽管一般使用短时傅里叶变换(STFT)计算声谱图，但是本发明绝不限于通过此特殊方法获取声谱图。本领域中公知的根据振幅相对于时间的函数获取声谱图的备选方法为，例如借助短时小波变换、短时线调频小波变换，以及信号处理的技术人员公知的另一些数学变换，或者使用包括一系列带通滤波器的滤波器组以模拟方式获取。
在本说明书的上下文中，声谱图应该指的是时变谱密度表示，也称为“时间-频率分布”或“频率相对于时间的函数”，其指示信号的谱密度如何随着时间变化。
语音或音频信号的声谱图表示具有以下优点：即非常稳定，不受分辨率丢失(例如，很容易在印刷工艺中发生)影响，另外没有特别受此类由于印刷瑕疵所导致的分辨率丢失影响的频域。而且，声谱图可简化为基本部分，从而在不影响语音可懂度的情况下抑制高频和噪声分量。
参考图2，根据本发明，声音记录因此以声谱图形式包含在凭证或物品(例如，钞票)之内或之上。声谱图然后可由读取设备读取(图3)，该读取设备将频谱信息反向转换回振幅相对于时间的表示，并将其表现为可听声音信号。信号的反向转换以声谱图的反向推导实现，对每个记录的频谱段应用反向傅里叶变换，然后根据在推导声谱图时应用的时间重叠将所生成的振幅相对于时间的信号块加在一起。
根据本发明，声谱图优选地以包括凭证防伪工具的形式包含在凭证中。
声谱图的特别优选的实施例借助油墨，尤其是显示特殊物理性质的防伪油墨，不然，特殊物理性质不会出现在凭证的该区域上。此类性质的实例包括：紫外线(UV；200到400nm)、可见光(400到700nm)或红外线(IR；700到2,500nm)谱域中窄带的特定吸收，UV、可见或IR光发射、铁磁性或亚铁磁性、介电常数变化、导电性变化以及射频(RF)吸收变化。
本上下文中特别优选的是包括IR吸收体(图4)的油墨或包括UV发光物质(图5)的油墨。
该油墨可针对任何适当的印刷工艺配制并且通过此印刷工艺印刷，例如平版印刷、凸版印刷、丝网印刷、凹版/柔性版印刷、“铜版”凹版印刷或喷墨印刷。
备选地，声谱图可印刷在辅助基底上并且在单独的步骤中作为“贴花”转印到凭证或物品，例如同一申请人的WO 2011/012520中公开的那样。
特别优选的是包括采用颜料或染料形式的窄带IR吸收体化合物的油墨，所述化合物例如是磷酸镱(YbPO4)、钒酸镱(YbVO4)或另一包含氧化物、玻璃或有机化合物的镱(3+)离子。值得注意，镱(3+)离子在400到700nm波长的可视频谱范围中没有着色性质，并且展现出位于900与1000nm波长之间的相对较窄吸收带(图4)，即，位于其中多数已知的有机着色材料不进行吸收的频谱区域中。这样为本发明提供可在不干扰可视印刷特征或凭证上其它防伪要素的情况下对防伪凭证执行操作的优点。
提供大约950nm波长范围内的特定照明的发光二极管(LED)在市场上可买到，常见的、基于硅的光电探测器阵列的灵敏度范围扩展到1,100nm波长。根据本发明的一方面，一般可用的扫描设备因此被修改为读取可听防伪标记，其中通过将照明系统仅改变为例如950nm LED，并且可选地在基于硅的光电探测器/读取单元前面添加例如900到1000nm光学带通滤波器。扫描设备然后专门检测凭证上在窄波长范围(通常位于900到1000nm之间)内的吸收变化，基于镱(3+)的标记在该范围内进行吸收，因此扫描设备专门读取在该频谱区域中进行吸收的不可见声谱图。
声谱图优选地作为印刷基层被包含在凭证上，所述基层优选地可被后续各层(例如货币面值、肖像、文字或装饰性印花)套印，其中预知后续各层不会妨碍声谱图的读取。为此，后续各层必须对于用来读取印刷声谱图所用的防伪油墨的特殊物理性质的装置而言“透明”。
也可使用其它IR吸收体化合物(例如本领域中公知的有机IR吸收染料或颜料，或者无机IR吸收化合物)替代镱化合物来实现本发明。
另一特别优选的声谱图实施例采用包括UV、可见或IR光发光体的油墨的形式。此类发光体优选地具有弱的自有体色，该体色位于可见(400到700nm)域，从而不会干扰印刷防伪凭证的可视感知。另一方面，适当的发光体包括有机发光物质，该有机发光物质以溶解的形式或作为不能溶解的颜料存在于油墨中，另一方面，适当的发光体包括无机发光物质，该无机发光物质作为颜料存在于油墨中。
另一方面，有机发光物质包括纯有机发光化合物，例如光亮剂、荧光素、若丹明或包含二萘嵌苯基的分子等；针对此方面，请参阅在此通过引用纳入的WO 03/101755，另一方面，有机发光物质包括发光稀土激活剂离子(例如Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Tb3+、Gd3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+)与适当有机配体的复合物。
无机发光物质包括采用颜料形式的适当主晶材料(例如ZnO、ZnS、Al2O3、YPO4、YVO4、Y2O2S、Y3Al5O12等)，该主晶材料与一种或多种激活剂离子掺杂，这些激活剂离子从过渡元素离子(例如Cu+、Ag+、Cr3+、Ti3+等)和/或从稀土元素离子(例如Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Tb3+、Gd3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+等)中选择。
优选地提供发光声谱图作为以其它方式做表面处理的防伪凭证之上的顶部涂层，该涂层在应用最后的保护漆层之前提供。这样确保来自声谱图的光发射很容易被读取，而不会受到来自套印的其它层的阻碍。对应的读取设备具有用于刺激光发射的光源，并且具有对光的发射辐射敏感的读取单元。读取单元优选地可包括二维焦面摄影机(硅CMOS或CCD)或一维线扫描摄影机。
参考图2，根据本发明的凭证(S)包括可听声谱图(A)，以及此类凭证上一般存在的其它要素，例如钞票中的面值(D)和肖像(P)。可听声谱图(S)优选地具有基线(O)，该基线对读取设备而言充当零频参考。频率上限指示线(1)也可优选地存在，以定义声谱图的频率尺度。频率上限一般为2到3kHz的量级。
可听声谱图可包含进一步的信息，例如采取适当形式的二进制图案，以指示频率上限的实际值。
此外，也可通过适当的时间标记定义时间尺度。备选地和优选地，时间尺度仅在扫描期间从扫描速度推导。
还公开根据本发明用于鉴定凭证或物品的读取设备，所述凭证或物品承载用于其可听鉴定的信息，所述读取设备包括：对选择的特殊物理性质敏感的感测装置，该装置通过操作以从所述凭证或物品获取防伪印刷声谱图的数字表示；存储装置，该装置通过操作以存储所述声谱图的数字表示；处理装置，该装置通过操作以将所存储的声谱图数字表示转换为振幅相对于时间的表示；以及表现装置，该装置通过操作以将所述振幅相对于时间的表示表现为可听声音信号。
读取设备可优选地为手持式扫描仪。该读取设备可进一步包括用于在特定的第一光波长范围内照亮声谱图的照明系统，以及用于该读取单元的光滤波器，该滤波器用于使读取单元对特定的第二光波长范围敏感。
所述第一和所述第二光波长范围可进一步重叠或基本相同，从而提供特定于波长的吸收、反射或半透明扫描。
因此，配备读取设备(图3)以根据对应于选择的特殊物理性质的凭证响应，扫描凭证上的声谱图。优选地，使用适合于读取防伪印刷声谱图的手持式扫描仪。进一步提供照明系统以适合，例如特殊的IR吸收化合物，以及提供用于读取单元的光滤波器，用于使读取单元例如对特殊的反射或发射波长敏感，还为扫描仪提供了操作程序以便执行扫描的声谱图到振幅相对于时间的表示的反向变换，以及通过扬声器将所述振幅相对于时间的表示表现为可听声音信号。
声谱图也可以纸张水印的形式包含在凭证中。纸张水印在本领域中公知作为纸张内的凭证防伪工具，其特征在于纸张的半透明变化。以水印形式实现声谱图必须作为纸张制造工艺的一部分完成，或者作为纸张厚度调整(如本领域中公知的那样，例如借助“水印辊”或通过应用适当的网笼，在Foudrinier造纸机上制作)，或者作为纸张半透明调整(例如，根据EP 0 721531，通过在造纸机上将透明化树脂应用于未做表面处理的多孔纸张的各部分，然后如本领域中所公知的，使用上浆树脂浸透多孔纸张并对其进行处理以形成一张纸来制作)。
读取此类水印声谱图需要半透明读取设备。再次优选地，声谱图的读取在其中许多有机着色材料不进行吸收的IR频谱范围内实现。
在进一步的实施例中，声谱图可被实现为激光打标或微穿孔图案；例如根据WO 97/18092。此类仅半透明可见的标记或图案借助专门设计的激光设备(一般不可用于公众)在经表面处理的凭证中制作，从而表示有价值的防伪工具。所述微穿孔在此可被应用为具有任何适当大小和形状的孔并且位于相对于纸张表面的任何适当方向上。再次，此类声谱图的读取需要半透明读取设备。
在更进一步的优选实施例中，声谱图被使用具有适当粒子大小的铁磁性或亚铁磁性颜料实现为磁印刷。磁性颜料在此可具有硬磁性(即，永磁)或软磁性(即，可磁化)。对应的读取设备必须包括磁性图像扫描仪。
在进一步的优选实施例中，声谱图以磁性颜料定向图案的形式实现，优选地使用雕刻磁板以及与用于在所应用的油墨或涂层成分中定向磁性或可磁化颜料粒子的磁体的组合来制作，然后硬化所述油墨或涂层成分。特别优选的磁性或可磁化颜料粒子从光学可变的磁性薄膜干涉颜料中选择。可以从通过引用在此纳入的WO 2005/002866、WO 2008/046702、US4,838,648和WO 02/73250中找到实例。
在更进一步的优选实施例中，声谱图可使用具有适当导电性和粒子大小的导电颜料而被实现为导电印刷。对应的读取设备被设计为扫描导电图像图案。这可通过各种方式实现，最优选的是通过扫描凭证的本地射频传输/吸收性质实现。
进一步公开用于制作凭证或物品的方法，所述凭证或物品承载根据本发明的所述凭证或物品的用于可听鉴定的信息，所述方法包括：使用凭证防伪工具在凭证或物品之内或之上实现表示可听信息的声谱图。
在本发明的上下文中，凭证防伪工具应该包括任何基于材料或由材料实现的用于制造防伪纸张的机器可读特征，例如应用水印、绘图板(planchette)、发光化合物或离子、光干涉粒子，特别是光学可变颜料、磁性粒子、线、金属箔等；以及包括任何基于材料或由材料实现的用于制造防伪凭证的机器可读特征，例如使用防伪墨水的压印、凹雕压印、凹凸印、微穿孔等。进而，防伪油墨可包括作标记的物质，例如UV/Vis/IR吸收体、UV/Vis/IR发光物质(例如，荧光物质或磷光物质)、光干涉粒子，特别是光学可变颜料、磁性粒子、导电化合物等。
图1b)中的声谱图可使用可变信息印刷工艺(例如，喷墨印刷、激光印刷、激光打标或激光穿孔)而被直接转印到基底。备选地，声谱图可使用光刻法或本领域中技术人员公知的等效图像转印技术而被转印到印刷板上、印花网板内或水印模具内。
进一步公开用于鉴定凭证或物品的方法，所述凭证或物品承载根据本发明的所述凭证或物品的用于可听鉴定的信息，所述方法包括以下步骤：
a)提供承载有采用声谱图形式的可听鉴定信息的凭证或物品；
b)将所述凭证或物品暴露于根据本发明的用于将所述用于可听鉴定的信息表现为声音信号的读取设备。
还公开声谱图的使用，用于凭证或物品的识别或鉴定，所述声谱图使用凭证防伪工具而实现在凭证或物品之内或之上。
实例
在图2示意性地示出的实例中，语音句子“one hundred US dollars”被记录并表示为声谱图，其中包括位于100Hz与2kHz之间范围内的频率。该声谱图具有基线(0)，其表示频率尺度的零，以及顶线(1)，其表示选择的频率上限2kHz。
语音句子的记录和对应声谱图的产生使用市场上可购买到的适用于的声音记录和编辑软件“WavePad”而执行，该软件由“NCHSoftware”发布。图1示出书面句子(位于顶部)、对应的语音记录的振幅-时间轨迹(a)，以及对应的时间-频率分布(b)。语音记录的总长度约为3秒(请参阅附图中部指示的时间尺度)。需要指出，振幅-时间轨迹的信号在印刷中未被完全分解，因为它在振幅-时间轨迹上包括大约20,000个振幅点；因此不可能使用此印刷作为重现语音句子的记录。另一方面，采用图1b)中的对应时间-频率分布(声谱图)来表示和重现信号更容易得多。
图1b)的声谱图可使用可变信息印刷工艺(例如，喷墨印刷、激光印刷、激光打标或激光穿孔)而被直接转印到基底。备选地，声谱图可使用光刻法或本领域中技术人员公知的等效图像转印技术而被转印到印刷板上、印花网板内或水印模具内。
根据图1b的声谱图被以光刻的方式转印到印花网板，从而在平台丝网印刷机上使用。
承载细线胶版背景印刷的钞票纸(S)使用具有以下配方的可UV固化的丝网印刷油墨而被丝网压印上声谱图：
成分 配方wt％
环氧丙烯酸酯低聚物(Sartomer CN118) 30
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体 10
三丙二醇二丙烯酸酯单体 10
稳定剂(Genorad 16，Rahn) 1
引发剂(Irgacure 500，CIBA) 7
引发剂(Genocure EPD，Rahn) 2
氧化镱(Yb2O3) 40
总计 100
进行UV固化之后，通过铜版凹雕印刷工艺在已有的胶版印刷特征和丝网印刷特征上印刷肖像(P)和面值(D)，然后在钞票上应用编号以及最后的保护漆。
以此方式获取的钞票上的印刷声谱图使用根据图3的图像行扫描仪来读取，该扫描仪配备950nm LED照明系统，以便专门在900到1000nm波长范围内扫描。扫描仪操作程序通过操作以执行所扫描的印刷声谱图的数字图像捕捉和正确缩放，从而执行所扫描的声谱图到振幅相对于时间的表示的反向变换，并且通过扫描仪内集成的扬声器将所述振幅相对于时间的表示表现为可听声音信号。
在第二实例中，在造纸机上通过使钞票纸被滚筒丝网压印上透明化树脂(例如，根据EP 0721531)，来使钞票纸被打上水印，从而以半透明调整的形式实现根据图1b)的声谱图。如此被打上水印的钞票纸然后接下来可被压印上诸如胶版背景、铜版凹雕印刷和凸版印刷编号之类的钞票特征，并应用最后的保护漆。
水印声谱图可在半透明，优选地在其中常见的着色材料不进行吸收的900与1000nm之间的IR频谱范围内被读取。但是在套印水印声谱图时必须注意避免使用IR吸收颜料，例如炭黑。
在第三实例中，根据图1b)的声谱图在经过表面处理的钞票中被实现为激光微穿孔图案。水印声谱图可在背面照明下被读取，而没有任何优选的特殊照明波长，然而水印声谱图在正面光照下保持不可见。这样也用于证明真实的微穿孔图案。
在第四实例中，根据图1b)的声谱图通过光亮剂实现，并且使用根据EP 0 730 014的配方被喷墨印刷在经过表面处理、但仍未上保护漆的钞票上：
在基于溶剂的印刷喷墨油墨晾干之后，所印刷的声谱图在环境光线下不可见并且非常耐水和耐羟基化溶剂；通过在钞票上涂覆保护漆，可进一步增加它的耐水及耐羟基化溶剂性。
声谱图中的光亮剂在使用350到400nm波长范围的“长波UV”的照明下，在400到500nm波长范围内可见和可读取(图5)。
以此方式获取的钞票上的印刷声谱图使用根据图3的图像行扫描仪读取，该扫描仪配备380nm LED照明系统以便激发光亮剂发光。扫描仪的读取单元上配备适合于450到500nm波长范围的光传输滤波器，用于将其敏感度限制到光亮剂特征发射范围。扫描仪的操作程序通过操作以执行所扫描的印刷声谱图的数字捕捉和正确缩放，从而执行所扫描的声谱图到振幅相对于时间的表示的反向变换，并且通过扫描仪内集成的扬声器将所述振幅相对于时间的表示表现为可听声音信号。
通过诸如喷墨印刷或激光印刷之类的可变信息印刷技术应用声谱图具有提供防伪凭证个人化的可能性的优点。通过这种方式，诸如护照或准入卡之类的凭证可通过使其承载其所有者的语音记录而实现个人化。此类语音记录例如可被喷墨印刷或激光印刷到防伪凭证上，并且通过层叠有防伪金属箔(例如，本领域中用于保护个性化信息的金属箔)来保护。
在第五实例中，根据图1b)的声谱图通过光学可变磁性印刷油墨中磁性颜料定向图案的形式来实现。为此，声谱图被雕刻到例如根据WO2005/002866的经磁化的永磁“塑料磁铁”板内，该永磁“塑料磁铁”板用于定向可UV固化的丝网印刷油墨成分中光学可变的磁性颜料片，这些颜料片作为矩形油墨片被应用到钞票基底上。然后通过对所应用的油墨成分进行UV固化，将这些颜料片固定在它们各自的方向和位置上。
一方面，被表示为光学可变磁性颜料定向图案的声谱图是非常吸引人的可视装饰特征。另一方面，声谱图的声音值可通过采用磁性图像扫描仪扫描钞票来表现。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.凭证或物品，其承载所述凭证或物品的用于可听鉴定的可听信息，其特征在于所述可听信息以声谱图的形式位于所述凭证或物品之内或之上，所述声谱图使用凭证防伪工具来实现，所述声谱图是频率相对于时间的函数。
2.根据权利要求1的凭证或物品，其中所述声谱图被实现为水印。
3.根据权利要求1的凭证或物品，其中所述声谱图被实现为激光打标或激光打孔的微穿孔图案。
4.根据权利要求1的凭证或物品，其中所述声谱图以油墨的形式实现。
5.根据权利要求1的凭证或物品，其中所述声谱图以磁化图案的形式实现。
6.根据权利要求1的凭证或物品，其中所述声谱图以磁性颜料定向图案的形式实现。
7.根据权利要求4的凭证或物品，其中所述油墨是提供从UV吸收、可见吸收、和IR吸收、UV光发射、可见光发射和IR光发射、铁磁性和亚铁磁性、介电常数变化、导电性变化以及RF吸收变化所构成的组中选择的特殊可检测物理性质的防伪油墨。
8.根据权利要求1至7中一项的凭证或物品，其中所述凭证或物品包括从诸如纸、硬纸板和Tyvek之类的非织物基底、诸如纺织品之类的织物基底、金属箔、以及塑料聚合物基底所构成的组中选择的基底。
9.根据权利要求1至8中一项的凭证或物品，其中所述凭证从钞票、有价证券、身份证件、准入凭证以及它们的组成部分所构成的组中选择。
10.用于制作根据权利要求1至9中一项的凭证或物品的方法，所述凭证或物品承载用于其可听鉴定的可听信息，所述方法包括
使用凭证防伪工具将作为频率相对于时间的函数且表示可听信息的声谱图实现在所述凭证或物品之内或之上。
11.根据权利要求10的方法，其中所述声谱图使用诸如喷墨印刷、激光印刷、激光打标或激光穿孔之类的可变信息印刷工艺而被直接转印到凭证或物品上。
12.根据权利要求10的方法，其中所述声谱图使用光刻法或等效的图像转印技术而被转印到印刷板上、印花网板内或水印模具内。
13.用于鉴定根据权利要求1至9中一项的凭证或物品的读取设备，所述凭证或物品承载用于其可听鉴定的采用声谱图形式的可听信息，从而使用凭证防伪工具实现所述声谱图，所述读取设备包括：对所述凭证防伪工具敏感并且能够从所述凭证或物品获取所述声谱图的数字表示的感测装置；能够存储所述声谱图的所述数字表示的存储装置；能够将所存储的声谱图的表示转换为振幅相对于时间的表示的处理装置；以及能够将所述振幅相对于时间的表示表现为可听声音信号的表现装置。
14.根据权利要求13的读取设备，其中所述读取设备是手持式扫描仪。
15.根据权利要求13至14中一项的读取设备，其中所述读取设备包括用于在特定的第一光波长范围内照亮所述凭证或物品的照明系统，以及能够在特定的第二光波长范围内读取所述凭证或物品的光学感测装置。
16.根据权利要求15的读取设备，其中所述第一和所述第二光波长范围基本相同，从而提供特定于波长的吸收或半透明扫描。
17.用于鉴定凭证或物品的方法，所述凭证或物品承载根据权利要求1至9中一项的所述凭证或物品的用于可听鉴定的可听信息，所述方法包括以下步骤：
a)提供承载有采用作为频率相对于时间的函数的声谱图形式的可听鉴定信息的凭证或物品；
b)将所述凭证或物品暴露于根据权利要求13至16中一项的读取设备，用于将所述可听鉴定信息表现为声音信号。
18.声谱图的使用，所述声谱图是频率相对于时间的函数，所述声谱图实现在凭证或物品之内或之上，用于所述凭证或物品的识别或鉴定。

Claims (18)

1.凭证或物品，其承载所述凭证或物品的用于可听鉴定的信息，其特征在于所述信息以声谱图的形式位于所述凭证或物品之内或之上，所述声谱图使用凭证防伪工具来实现。
2.根据权利要求1的凭证或物品，其中所述声谱图被实现为水印。
3.根据权利要求1的凭证或物品，其中所述声谱图被实现为激光打标或激光打孔的微穿孔图案。
4.根据权利要求1的凭证或物品，其中所述声谱图以油墨的形式实现。
5.根据权利要求1的凭证或物品，其中所述声谱图以磁化图案的形式实现。
6.根据权利要求1的凭证或物品，其中所述声谱图以磁性颜料定向图案的形式实现。
7.根据权利要求4的凭证或物品，其中所述油墨是提供从UV吸收、可见吸收、和IR吸收、UV光发射、可见光发射和IR光发射、铁磁性和亚铁磁性、介电常数变化、导电性变化以及RF吸收变化所构成的组中选择的特殊可检测物理性质的防伪油墨。
8.根据权利要求1至7中一项的凭证或物品，其中所述凭证或物品包括从诸如纸、硬纸板和Tyvek之类的非织物基底、诸如纺织品之类的织物基底、金属箔、以及塑料聚合物基底所构成的组中选择的基底。
9.根据权利要求1至8中一项的凭证或物品，其中所述凭证从钞票、有价证券、身份证件、准入凭证以及它们的组成部分所构成的组中选择。
10.用于制作根据权利要求1至9中一项的凭证或物品的方法，所述凭证或物品承载用于其可听鉴定的信息，所述方法包括
使用凭证防伪工具将表示可听信息的声谱图实现在所述凭证或物品之内或之上。
11.根据权利要求10的方法，其中所述声谱图使用诸如喷墨印刷、激光印刷、激光打标或激光穿孔之类的可变信息印刷工艺而被直接转印到凭证或物品上。
12.根据权利要求10的方法，其中所述声谱图使用光刻法或等效的图像转印技术而被转印到印刷板上、印花网板内或水印模具内。
13.用于鉴定根据权利要求1至9中一项的凭证或物品的读取设备，所述凭证或物品承载用于其可听鉴定的采用声谱图形式的信息，从而使用凭证防伪工具实现所述声谱图，所述读取设备包括：对所述凭证防伪工具敏感并且能够从所述凭证或物品获取所述声谱图的数字表示的感测装置；能够存储所述声谱图的所述数字表示的存储装置；能够将所存储的声谱图的表示转换为振幅相对于时间的表示的处理装置；以及能够将所述振幅相对于时间的表示表现为可听声音信号的表现装置。
14.根据权利要求13的读取设备，其中所述读取设备是手持式扫描仪。
15.根据权利要求13至14中一项的读取设备，其中所述读取设备包括用于在特定的第一光波长范围内照亮所述凭证或物品的照明系统，以及能够在特定的第二光波长范围内读取所述凭证或物品的光学感测装置。
16.根据权利要求15的读取设备，其中所述第一和所述第二光波长范围基本相同，从而提供特定于波长的吸收或半透明扫描。
17.用于鉴定凭证或物品的方法，所述凭证或物品承载根据权利要求1至9中一项的所述凭证或物品的用于可听鉴定的信息，所述方法包括以下步骤：
a)提供承载有采用声谱图形式的可听鉴定信息的凭证或物品；
b)将所述凭证或物品暴露于根据权利要求13至16中一项的读取设备，用于将所述可听鉴定信息表现为声音信号。
18.声谱图的使用，所述声谱图实现在凭证或物品之内或之上，用于所述凭证或物品的识别或鉴定。
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