CN105408821A - 用于验证衍射元件的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在用于认证对象或者文件(2)上的衍射元件、例如全息图的方法中，借助于便携式设备(1)拍摄衍射元件的至少两个图像。所述拍摄在便携式设备相对于衍射元件的不同的空间取向中进行。从所述图像和相关的空间取向中创建拍摄数据。将所述拍摄数据与基准数据进行电子比较。所述比较能够在本地或者基于服务器进行。

Description

用于验证衍射元件的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于借助衍射元件如全息图或者全息显像图认证对象和文件的方法和设备。

背景技术

用全息图或者类似全息图的元件标识对象被广泛传播。全息图和类似全息图的元件的特征在于，其包含衍射结构，所述衍射结构在以可见光照明时引起透射的或反射的光中的可感知到的光学衍射和干涉，类似于在衍射光栅中那样。全息图是借助全息技术制造的对象的二维成像，所述二维成像在以适宜的光照明时因干涉而产生原始对象的三维成像。在数学上看，在全息图中对象根据其傅立叶变换重构。在下文中将具有衍射结构的元件称为类似全息图的元件，所述衍射结构在以可见光照明时产生在视觉上可感知到的衍射和干涉现象，但是所述衍射和干涉现象在此不需要产生原始对象的三维图。类似全息图的元件例如能够是立体图或者具有衍射光的基础图元例如Kinegram^TM(如其例如由OVDKinegramAG研发)的计算机生成的图形，所述元件在从不同的空间方向观察时产生不同的图像，其中不同的图像例如能够提供运动过程的外观。在下文中，术语“衍射元件”用作为具有衍射结构的全息图和类似全息图的元件的总称。

具有衍射元件的视觉标识具有高的再识别值并且例如由于美观的原因作为来源证明来实现以改进防伪安全性、用于说明失效日期，但是也由于其它原因来实现。通常这种衍射元件被安置到标签上。但是也已知打印应用和注塑成型法，借助于所述打印应用和注塑成型法能够直接在对象上产生衍射元件。通常，衍射元件在上述应用中通过肉眼来评估。在衍射元件中所引入的文字和符号例如指示如“正品”或者公司徽标，在此能够用作为辅助信息，以便例如确认产品的真实性。

在此显而易见的是，这种类型的验证仅是定性和主观性质的，并且对于外行以及在没有与原始图案的可比性时甚至会适得其反，因为在这些情况下即使衍射元件的劣质副本也能够容易地冒充对象和文件的原创性或真实性。衍射元件例如能够构造为，使得商标名称仅从特定的图像角度才是可读的。当观察者在全息图往复运动的情况下瞬间看见商标名称显现或再次消失时，对于观察者而言真实性标准已经被满足。但是对于可靠的认证是不足的。此外，集成到衍射元件中的机器可读的数据仅通过眼睛大多是不可识别的并且更不能够进行读取或者以任何其它方式评估。

因此期望一种可客观和定量地使用的方法，以便能够识别并且读取衍射元件如全息图。因为在实践中在实验室中评估衍射元件毫无意义，而是更确切地说必须能够由任何人、即几乎未受培训的使用者执行认证，所以有效的设备支持的评估应或多或少自动地进行，优选直观地操作并且可在移动的、优选还成本适宜并且容易获得的设备上执行。

从现有技术中已知用于以机器评估全息图的方法。例如，EP-A-0880112公开一种方法，其中借助重构光束、零阶的衍射光束从全息图以及两个相关联的基准光束中验证有疑问的对象上的全息图。所提出的方法是相对复杂的并且需要专门为了该目的而构建的检验设备。未受培训的人员的操作也是难以设想的。其它的用于读取全息图的方法例如在US-A-2012/176655、US-A-2007121186或者US-B2-6832003中给出。这些方法也需要复杂的检验设备，所述检验设备专门构建用于评估全息图并且不易获得。

用于认证全息图的另一个方法途径由InkSureTechnologies公司以商品名Smartsure^TM提出。在此使用一种用于检测全息图的成像的移动电话。所述方法的前提是：待验证的全息图包含所谓的“标记物”。在此，其是施加在全息图上的专门的颜料。也就是说，认证并非初级主要经由全息图的全息(衍射)特性实现，而是经由专门的特征实现，所述专门的特征附加地与全息图关联。

在WO-A-2011/045543中描述了一种方法，其中模拟全息图的外观并且将其在移动设备的显示器上示出。根据设备的取向示出全息图的另一个视图。使用者在相同的观察角度下比较所模拟的图像与对应的真实的全息图的图像。但是所述比较仅通过在视觉上经由使用者的眼睛进行从而与使用者的主观感知相关。因此，此外仅可识别并且区分可通过裸眼感知到的特征。

发明内容

本发明提供一种认证衍射元件的方法，所述方法能够半自动地或者全自动地实施并且不需要主观比较。所述方法也能够由未受培训的使用者实施。所述方法也适合于认证具有如下特征的衍射元件，所述特征不可或者难以通过裸眼识别，例如微结构如微型文字，或者所述特征难以彼此区分，例如伪随机的图案(“指纹”)。所述方法获取衍射元件的衍射特征并且不依赖其它的标识机构。所述方法通过便携式设备实施，所述便携式设备具有图像拍摄设备。这种设备易于获得，例如以移动电话的形式，使得不需要专门的、昂贵的和难以获得的设备或者用于所述认证的专门的、复杂的构造。

所述方法包括下述特征：

借助便携式设备拍摄衍射元件的至少两个图像，其中所述图像以便携式设备相对于衍射元件的不同的空间取向拍摄(对此便携式设备和/或衍射元件能够在空间中运动)；

在关于至少两个空间方向拍摄图像时确定便携式设备的空间取向；

从图像和相关的空间取向中创建拍摄数据；以及

进行拍摄数据与基准数据的电子比较。

也就是说，从不同的方向拍摄衍射元件的至少两个、优选三个或更多个图像。这能够通过传统的照相功能以单独触发的照片的形式进行，或者能够拍摄具有多个相继的图像的视频序列，而便携式设备和衍射元件彼此相对枢转。拍摄数据在最简单的情况下能够是下述数据结构，其中图像数据和取向数据以适宜的形式组合。基准数据在这种情况下能够从用于已知的衍射元件(基准元件)的现有数据中计算，其方式为：在给定的空间取向下计算(模拟)基准元件的图像。图像比较因此能够以已知的数字图像处理算法进行。但是也可以考虑的是，例如在使用无损耗的或者有损耗的压缩算法、图案识别算法的条件下和/或在使用哈希函数等的条件下推导出以较复杂的方式从图像数据和取向数据中推导出的拍摄数据。以这种方式可行的是，明显减少在进行比较前的数据量并且简化电子比较。

也能够在不同的照明条件下拍摄两个或多个图像，例如一次在自然的环境光下并且一次利用便携式设备的照明功能拍摄。照明功能例如能够通过集成在便携式设备中的光源例如集成的电子闪光灯或者集成的LED实现或者通过与便携式设备连接的外部的光源实现。也可以考虑的是，在便携式设备的照明功能的不同的照明强度下拍摄图像。在此有利的是，从基本上相同的方向拍摄具有不同的照明条件的至少两个图像，以便能够直接确定不同的照明条件的影响。例如可以考虑的是，在没有闪光灯的情况下触发第一图像并且直接紧随其后在具有闪光灯的情况下触发第二图像，或者反之亦然。在另一个变型形式中，便携式设备具有单独的照明模块，所述照明模块产生有针对性的专门的照明，例如以有取向的光，如由激光二极管产生的光。图像也能够在衍射元件和便携式设备之间的不同的间距下拍摄。

为了也能够分辨衍射元件的小的细节，图像拍摄设备能够具有宏观镜头和/或光学变焦镜头。也可以考虑的是，设有单独的放大模块，所述放大模块构成为用于图像拍摄设备的附加模块并且具有透镜装置，所述透镜装置提高成像比例(例如通过增大镜头的焦距)。当在所述方法中应认证如下衍射元件时，这尤其是有利的，所述衍射元件具有不可通过裸眼识别的结构如微型文字或者随机图案。放大模块和照明模块能够组合成一个单元。该单元能够构成为如下附加模块或者类似物，所述附加模块可与便携式设备可脱离地连接。确定空间取向优选借助于集成在便携式设备中的传感器进行。在此例如涉及一个或多个惯性传感器(线性加速度传感器)、一个或多个陀螺仪(旋转加速度传感器)和/或一个或多个磁力计。在下文中这些传感器简化地总称为取向传感器。传感器通常借助于惯性传感器确定相对于固定的参考系统、例如相对于重力方向(z方向)的至少一个空间取向，并且必要时借助于磁力计确定相对于地磁北极的至少一个空间取向。取向的改变能够附加地通过陀螺仪传感器(电子陀螺仪)检测。为了由此确定便携式设备相对于衍射元件的空间取向，能够使用不同的方法。因此最初例如能够在上述已知的相对于衍射元件的基准取向中执行基准测量，并且后续的取向参考该基准取向。

替选地或者附加地，便携式设备相对于衍射元件的取向能够直接从所拍摄的图像中确定。当衍射元件具有适宜的和预先已知的轮廓形状和/或设有适宜的标识时，这例如是可行的。因此衍射元件的轮廓例如能够是矩形的并且在角部中具有下述标识，所述标识显示何处是“左上方”，或者所述衍射元件例如能够具有不对称的轮廓形状，所述轮廓形状直接实现：明确地确定衍射元件的取向。以这种方式可行的是，从衍射元件的图像中确定图像拍摄设备围绕垂直于衍射元件的表面的法线的取向(极坐标系中的方位角φ，在所述极坐标系中表面法线形成z轴)。此外，从衍射元件的图像基于到图像平面中的投影的高宽比(aspectratio)中能够确定相对于法线的极角(仰角)。根据图像在图像拍摄设备的像场中的尺寸和方位并且根据图像失真此外能够在已知的成像特性如焦距和传感器尺寸中以已知的方式推导出图像拍摄设备相对于衍射元件的间距和横向方位。

同样适用的是，衍射元件设有多个适宜的标识，所述标识例如彼此间以已知的间距和角度关系分布于面上的方式设置在衍射元件的区域中。在这种情况下，衍射元件的形状和尺寸是不重要的。

当便携式设备相对于衍射元件的取向直接从所拍摄的图像中确定时，能够省去便携式设备中的取向传感器。但是因为许多便携式设备、尤其目前大多数智能手机总归自出厂起就装配有这种传感器，所以有利的是，在根据本发明的方法中同样使用相应的信息。由此例如能够改进确定取向的精度，和/或能够提供冗余，其方式是：不相关地以两种不同的方式确定取向。

衍射元件例如能够以标签、贴纸的形式作为印刷字样等施加到文件或者其它对象上，或者作为雕刻、压印、注塑成型或者通过光刻法或侵蚀法引入到对象中。以这种方式构造的表面在以白光照明的条件下在通过裸眼观察时通常显示类似彩虹的图像，所述图像在最简单的情况下在不同的观察和辐照角度下在色彩方面改变。更复杂的形状显示与辐照角度相关的从图案、符号、字符等直至可表观为三维的图像对象和投影的运动，这仅在有取向的相干光下完全可见。也就是说，衍射元件能够选择为，使得所述衍射元件在以白光照明的条件下在从不同的取向中观察时产生下述效果中的至少一个：

颜色偏移；

图像、符号或者字符的改变或者可表观的运动(这也包括运动视差效果，即通常在从不同的空间方向观察三维对象时出现的图像的改变)；和

图像(包括几何图、全息图或者微结构如微型文字)、符号或者字符的出现和消失。

所述方法能够包括有针对性的用户引导。因此所述方法尤其包括：经由视觉的或者声音的接口(例如显示器和/或扬声器)将指示发送输出给用户。示例性地，指示按意义而言能够是：“1.将设备水平地以20cm至30cm的间距保持在衍射元件上方；2.触发相机，以便拍摄第一图像；3.使设备围绕第一轴线枢转至少20°；4.触发相机，以便拍摄第二图像；5.使设备围绕第二轴线枢转至少20°；6.触发相机，以便拍摄第三图像；7.等待…进行评估…；8.结果：衍射元件来自于XYZ。真实性被确认。”显然也可以考虑完全不同的指示。指示优选与所确定的空间取向和其它的测量条件相关，以便有针对性地引导使用者(例如“缓慢地枢转”，“现在围绕其它轴线枢转”，“更强地照明”等)。

图像和相关联的空间取向与基准数据的比较能够完全地或者部分地在便携式设备中进行。为此基准数据能够存储在便携式设备中。基准数据能够静态地存储在便携式设备中，例如存储在本地数据库中，所述本地数据库在安装相关的程序时设置在便携式设备中，或者基准数据能够在执行所述方法期间或者在同步过程中动态地由具有相应的数据库的远程服务器调用，例如经由无线的数据连接和/或网络。因此例如可以考虑的是，便携式设备经由WLAN或者2G/3G/4G/移动无线电连接或者经由短程的连接如红外线路、蓝牙连接、NFC连接等与因特网连接，并且远程服务器同样与因特网连接，使得便携式设备能够经由无线连接和因特网从任意的位置调用数据。

但是也可以考虑的是，拍摄数据与基准数据的比较完全地或者部分地在单独的评估单元中进行，所述评估单元在空间上远离便携式设备设置。为此，拍摄数据被传送给评估单元。这能够经由无线的数据连接和/或网络进行，如这在上文中已经详述的那样。所传送的拍摄数据显然能够在评估单元中在比较之前被进一步处理。

为了简化评估，便携式设备能够将专门用于便携式设备的设备签名发送给评估单元。由此可行的是，在评估时考虑设备专有的特性如所构造的光学系统和所构造的记录芯片的特性。为了简化稍后的再检查或质量控制，设备签名能够与拍摄数据一起保存在电子数据库中。拍摄数据也能够与其它数据结合，如日期、时间、用户信息数据等。

与拍摄数据与基准数据进行比较的位置不相关，有利的是，认证结果被传输给评估单元或服务器和/或电子数据库。以这种方式能够生成关于失败的认证尝试的统计，使得衍射元件的伪造品能够被更好地识别和跟踪。在此，认证结果能够与拍摄数据一起并且必要时与其它数据如设备签名一起保存在电子数据库中。以这种方式可行的是，离线地执行拍摄数据的更精确的分析和/或稍后在真实的数据上训练图像比较算法并且确定是否在改变的图像比较算法中获得改进的识别精度。为了该目的或者也为了其它目的，拍摄数据、基准数据、认证结果和其它数据如设备签名也能够至少部分地传输给其它的评估单元。

优选地，图像拍摄设备具有可电操控的聚焦装置(例如如在本身已知的自动聚焦设备中)，并且图像拍摄设备运行为，使得其相对于衍射元件在不同的聚焦平面中拍摄图像。以这种方式，还能够事后确定具有最大图像清晰度的平面，或者多个聚焦平面中的图像能够被用于与基准数据的比较。

聚焦装置能够附加地提供用于估计认证质量的数据。例如基于在测量亮/暗轮廓边缘之间的陡度方面的边缘对比度测量产生焦点确定，其中陡度的小的值表示较小的清晰度从而表示图像照片的较差的质量。基于相位比较测量的焦点确定在相同光强度模式的间距上同样提供图像清晰度的质量参数从而提供图像照片的质量。

此外，设备中的集成的变焦功能是有利的，其中数字变焦能够通过光学变焦补充。具有相对长的焦距的变焦例如在识别微结构如微型文字时被证实为是有用的。光学变焦的功能现今已经由高品质智能手机提供。也已经存在高品质数码相机，所述数码相机在操作系统如Android^TM下运行并且类似于智能手机允许相机内部的评估或无线的数据通信。但是，具有光学变焦的相机也能够作为扩展模块连接到便携式设备上，或者便携式设备能够装配有单独的插接式光学系统，以便实现必要的焦距或者以其它方式放大成像比例。

便携式设备能够具有用于确定位置信息的地理定位模块，例如GPS模块。在这种情况下，认证结果能够与位置信息关联(结合)。借助这种数据例如能够估计伪造品的区域频率分布。

便携式设备能够具有集成的传感器，从其测量值确定用于认证的质量度量。为此能够使用已经提到的惯性传感器(线性加速度传感器)和陀螺仪(旋转加速度传感器)，其中然后从这些传感器的加速度数据中确定质量度量。这例如能够用于识别所不期望的、突然的运动。当质量度量位于预设的值域之外和/或用户以适宜的形式指出不足的测量质量例如输出故障通知时，便携式设备能够选择性地中断测量。

本发明此外提供一种用于认证衍射元件的便携式设备。该设备具有：

图像拍摄设备；

存储装置，在所述存储装置中存储有用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法的程序；和

至少一个用于执行所述程序的处理器。

如已经详述的那样，便携式设备优选此外具有用于确定便携式设备关于至少两个空间方向的取向的传感器。

为了简化照明，便携式设备能够具有光源例如一个或多个LED、UV-LED(例如用于识别荧光)、或者例如呈激光二极管形式的激光器(例如用于识别CLR效应(CLR＝CovertLaserReadable，隐蔽的激光读取)。这样的发光机构能够固定地构造或者能够作为单独的照明模块、例如作为插接模块对便携式设备进行补充。在拍摄图像期间，衍射元件优选借助于这样的光源来照明。因为光源位置固定地设置在便携式设备上，所以从拍摄到拍摄期间不仅改变图像拍摄设备和衍射元件之间的空间取向而且改变光源和衍射元件之间的取向。这和对照明方向的了解能够简化评估。如已经在上文中详述的那样，便携式设备此外能够设有单独的放大模块以便放大图像拍摄装置的成像比例，所述放大模块具有由至少一个透镜构成的透镜装置。照明和放大也能够通过呈组合式照明和放大模块形式的附加模块实现。

本发明据此也涉及由已提及类型的便携式设备和单独的附加模块构成的套件，其中附加模块可与便携式设备连接并且具有下述元件中的至少一个：

-由至少一个透镜构成的、用于提高图像拍摄设备的成像比例的透镜装置；和/或

-用于为衍射元件照明的光源，其中光源尤其能够是激光器。

本发明也涉及这种附加模块本身。

如已经在上文中详述的那样，便携式设备能够构成用于：与空间上的远程设备(服务器、评估单元)通信。为此，便携式设备具有至少一个用于经由网络进行数据交换的通信模块。在此涉及无线的通信模块，例如根据已知的移动无线电标准如GSM/GPRS/EDGE(2G)、UMTS(3G)或LTE(4G)的移动无线电模块、WLAN/Wi-Fi模块、蓝牙模块、近场通信模块(NFC模块)等。

便携式设备例如能够是下述设备中的一种：移动电话(尤其是所谓的智能手机)、可携带的电脑如平板电脑或者笔记本电脑、PDA(“PersonalDigitalAssistant，掌上电脑”)、电子阅读设备如E-BOOK阅读器、扫描仪、数码相机、数码摄像机、数字音乐播放器、可携带的数字视频播放器、可携带的游戏手柄、手表、计算机外围设备。

本发明此外提供一种计算机程序，所述计算机程序在具有图像拍摄设备的便携式设备中执行时执行之前示出的类型的方法。也就是说，提供一种计算机程序元件，所述计算机程序元件包含计算机程序代码，所述计算机程序代码在便携式设备的控制装置中执行时执行所述方法。计算机程序或计算机程序元件能够以任何适宜的形式来提供，包括源代码、目标代码或者机器代码。所述计算机程序或计算机程序元件能够存储在计算机可读介质上或者作为数据流经由网络提供。计算机程序能够是所谓的“App”(应用程序)，所述App在现有的操作系统下经由限定的API与便携式设备的硬件通信。

关于本发明的方法的所有考虑也以相同的方式适用于本发明的便携式设备和计算机程序。

附图说明

在下文中借助于附图描述本发明的优选的实施方式，所述附图仅用于阐述并且不理解为是限制性的。在附图中示出：

图1示出用于图解说明根据本发明的方法在围绕第一轴线转动的情况下的简图；

图2示出用于图解说明根据本发明的方法在围绕第二轴线转动的情况下的简图；

图3示出用于图解说明根据本发明的方法在不仅围绕第一轴线而且围绕第二轴线转动的情况下的简图；

图4示出移动电话的选定的部件的示意性的简图，所述部件在根据本发明的方法中使用；

图5示出用于本发明的一个实施方式的流程图；以及

图6示出具有远程的放大和照明模块的智能手机；以及

图7示出用于图解说明用户引导的一个可行的变型形式的简图。

具体实施方式

在图1至3中示出呈智能手机形式的便携式设备1，其具有呈相机3形式的图像拍摄设备和显示器4。便携式设备1用于认证文件2上的光学衍射元件。为此，便携式设备1围绕第一或第二空间轴线相对于衍射元件枢转(箭头5、6)。在此从不同的空间方向拍摄衍射元件的图像。从图像和便携式设备1的相关的取向中推导出拍摄数据，将所述拍摄数据与基准数据进行电子比较，以便认证衍射元件。

原则上，当存在至少一个图像和与其关联的表示设备1和文件2之间的取向的第一值时，基于这样的拍摄数据的认证已经是可设想的。认证的这种最简单的情况例如能够是从消费者方检查全息的品牌徽标，以便增强对其刚好想买的商品的原创性的信任。在该实例中，消费者获得对于验证而言必要的App，例如由品牌所有者的网站提供。

然而，对于更可靠的认证而言，例如对于海关当局而言，最小变型形式通常是不够的。因此有利的是，在另一个取向中执行至少一个第二图像拍摄，以便获得更有说服力的拍摄数据。原则上，在衍射结构以及全息图中能够包含任意多个子信息，其中不同的子信息可从不同的空间方向观察到。在全息图或者显像图中示出的对象例如能够随着图像拍摄角度的逐渐变化显现为运动的或者总是再次具有新的视图。借助于每个图像照片，在这种多图像验证的情况中产生由图像信息和空间取向构成的另一个值对，这在统计学上大幅提高根据本发明的认证的可靠性。

此外，所描述的方法包含如下可能性：提高复杂度从而提高防伪安全性的水平，其方式是：图像信息不仅与空间取向结合而且与其它空间参数结合。另一个空间参数的实例是图像拍摄设备的设定的聚焦平面。因为全息图形成可表观的空间深度，所以能够借助于不同的聚焦平面分别显现不同的图像信息。在该实例中，便携式设备借助每个图像照片近似产生三重值，所述三重值由图像信息、取向和聚焦平面构成。通过将其它值添加给图像信息以进一步提高认证的复杂度原则上是可以考虑的。

图像检测能够借助于便携式设备1的视频功能进行，所述视频功能大多总归存在于现今的智能手机中。

拍摄数据能够包括出自图像照片的所有信息。特别地，拍摄数据能够包括原始图像文件。然而，原始图像文件包含下述缺点：文件大小和与之相应的存储需求都是高的。此外，由于大的数据量，用于认证的计算耗费是高的，这使得不得不在计算能力(在便携式设备或者远程服务器上)和验证速度方面做出妥协。拍摄数据因此优选包括从图像照片中提取出的数据、例如所提取的字母数字字符、徽标、纹饰等的矢量数据。数据提取在此借助于根据现有技术的通用的图像处理和图像识别算法执行。但是所提取的数据也能够是哈希值，所述哈希值从例如为衍射结构的随机的微结构缺陷的特性中推导出。

便携式设备在认证过程中能够在线地与服务器连接或者(这在实践中是更有利的)认证离线地执行。所检查的衍射结构的数据集在这种情况下在与服务器的下一次连接时上传到该服务器上，以便完成认证。在另一个变型形式中，基准数据已经存储在移动电话的存储器中，使得在该变型形式中，认证能够直接在没有服务器联络的情况下完成。

认证结果能够借助于验证者的身份或者所述验证的其它的信息数据和位置来扩展，因为所述设备通常本身借助于UUID(universallyuniqueidentifier，通用唯一识别符)来证明并且通常具有GPS接收器。其它的优点在于验证时间的经由设备的时钟进行的强制性日志和使用集成的加速度传感器、陀螺仪、用于相应的验证过程的质量值的自动聚焦测量和曝光测量。

图像检测应尽可能通过稳定的手执行，其中必须存在适宜的光条件和足够的对象聚焦。通过颤抖的手部运动执行的验证与通过稳定的手部运动执行的验证相比通常引起不可靠的结果。同样如此，在黑暗中或者在缺少清晰度调节执行的验证中，相对于最佳曝光的并且具有清晰的图像照片作为基础的验证而言，产生不可靠的甚至不可用的结果。因此有利的是，在拍摄期间获取这样的参数并且将其带入质量评估中。便携式设备能够从这样的参数中计算一个或多个质量指标并且当一个或多个质量指标位于预设的值域之外时发出警报信号和/或中断测量。

所述方法在便携式设备中有利地通过如下软件执行，所述软件通过如下进程引导使用者：执行评估并且准备用于上传到服务器上的数据集。软件的更新版本在与服务器的下一次联络时下载，只要这样的版本存在。设备软件据此应具有如下协议，所述协议允许与远程服务器的连接。

但是，在所述方法的一个简化的版本中，也能够弃用与服务器的通信。

图4以极其示意的方式图解说明用于执行所述方法的系统的一些相关部件。便携式设备1此外具有处理器51，所述处理器控制所述方法。此外与处理器51一起作用的是：图像拍摄装置(相机)52，所述图像拍摄装置具有自动聚焦装置53；照明装置54(例如LED闪光灯)；触屏显示器55；存储器56；通信模块57(例如移动无线电模块，蓝牙模块，NFC模块等)；具有用于三个正交的空间方向的惯性传感器的惯性传感器单元58；具有关于围绕三个正交的空间方向转动的旋转角加速度传感器(陀螺仪)的陀螺仪单元59；地理定位模块60(例如GPS模块)；扬声器61。便携式设备能够包含其它的输入/输出设备例如键盘和其它传感器，所述其它的输入/输出设备以相同的方式与处理器51共同作用，例如用于环境光、温度、空气湿度等的传感器。经由网络70，远程的评估单元71(服务器)无线地与通信模块57通信。数据库72与评估单元72连接。

现在借助于图5阐述用于认证的便携式设备的一些操作模式。流程基本上能够如下进行：将文件2上的衍射元件7从至少两个取向中用便携式设备拍摄(实施第一图像拍摄11；实施第二图像拍摄12)，所述取向在此笼统地并且简化地以角度标识α1、α2说明。将衍射元件的图像选择性地在便携式设备的显示器上作为图像9和10示出。将第一或第二图像照片在步骤13或14中还原为第一或第二图像信息。这种数据还原对于有效的数据处理和数据存储是有利的。在一种简单的情况下，将可识别的字母和数字作为矢量文件、例如以.cgm、.dxf、.odg、.svg格式通过常用的图像处理例程从衍射元件的成像中产生。第一或第二拍摄数据集在步骤15或16中从图像信息中与取向数据一起产生。数据集在便携式设备中与基准数据比较(步骤17)和/或发送给网络(步骤18)，紧接着所述数据集由网络传送给外部服务器(步骤19)。外部服务器在步骤20中接收数据集，在步骤21中将所述数据集与数据库中的数据比较并且紧接着评估所述数据集，例如用于质量控制、用于统计记录等。

在与基准数据比较时，能够检查包含在图像中的图像元素，如特定的形状、线、文字、数字、代码等的存在。这些图像元素能够嵌入到衍射元件中(以衍射结构的形式，使得其例如根据观察方向改变其外观)，和/或与衍射元件叠加，例如作为衍射元件旁的印刷字样。在此，也能够使用如下识别方法：如在WO2012/032367A1中所描述的识别方法。在这样的方法中，移位的边缘区域以相应准备的标识识别。

尤其应讨论下述操作模式：

(a)在没有任何服务器连接的情况下进行认证：在该全自主的模式中，为了认证对象或文件2的表面上的衍射元件7以便携式设备相对于文件2的取向α1、α2拍摄至少两个图像。在此通过软件引导使用者遍历工作流程，其中软件在一定程度上用作为操作辅助。软件的第一指示例如能够是：预设用于实施第一图像拍摄11和第二图像拍摄12的特定的拍摄角度。保存图像和取向信息以及可任意选择的关于角度改变速度、线性加速度和GPS坐标及其评估的信息在自主模式中优选自动地进行。在该模式中，能够可任意选择地保存所有获取的数据包括使用者的ID以及关于由是/否信息构成的认证结果以及质量值，并且必要时自动地或者基于使用者的请求显示。该操作模式尤其在消费者层面上具有价值。操作所需的软件对于这种应用情况而言作为App例如在制造商或者品牌所有者的网站上提供。

(b)在偶尔连接服务器的情况下进行认证：基本上工作流包含与在仅仅自主的操作模式中相同的元素。附加地，在构建至服务器20的连接期间同步数据，其中执行下述动作中的一个或多个：(i)从服务器20下载更新的认证程序，只要存在程序的新版本。(ii)将认证结果与协议的所有其它的数据上传到服务器20上。(iii)将所上传的数据存储在中央数据库21中并且经由服务器20以所期望的形式、例如作为给品牌拥有者的报告来处理。所处理的数据的值除了纯安全方面之外还能够用于营销目的从而对于用户如例如对于设有相关的真实性特征的产品的制造商而言归为非常有价值的。(iv)将所处理的数据通过下载提供给现场执行认证的使用者。但是该选项(iv)也能够由于保密原因被禁止。

偶尔连接服务器的操作模式在实践中具有最重要的意义，因为在该模式中一方面提供对于专业认证必要的数据的中央存储和评估，但是另一方面在认证期间不必持久地构建易受干涉的且昂贵的连接。

(c)在具有常设的服务器连接的情况下进行认证：在这种完全非自主的操作模式中，在本地位于智能手机上的应用程序仅涵盖如下功能，所述功能实现由图像数据和至少相关的取向值构成的数据记录并且实现将数据上传到服务器上。数据记录的协议和数据的评估在远程服务器上进行。使用者在该模式中优选仅被通知关于完成和认证结果的信息。用于使用者的信息在该操作模式中例如能够是：“认证成功，特征真实”。完全非自主的操作模式相对于偶尔连接服务器的部分自主的模式仅提供如下优点：没有敏感的协议数据被保存在智能手机上。

对于这类真实性证明而言，由于不同的原因存在高的需求。一方面不仅给产品的买方或租用者或者文件的持有人提供关于真实的文件或者产品的相对快速获得的安全性，而且也给有价值的半成品、例如用于机器的配件的工业加工者，或者例如还有销售值得保护的产品的贸易商、使用这样的产品的服务供应商，或者还有必须检查所述产品的政府机构、例如海关，或者必须检查文件的政府机构例如边检机关关于真实的文件或者产品的相对快速获得的安全性。

不仅多个群体对验证结果感兴趣。与其关联的数据也允许在步骤22中的进一步统计记录，例如为了营销目的或者以便建立用于验证过程的支付系统。

在图6中图解说明具有单独的附加模块31的便携式设备1。附加模块具有透镜装置32，以便放大安装在便携式设备中的相机3的成像比例从而能够分辨衍射结构的更细微的细节。附加模块此外具有专门的光源33，例如(二极管)激光器或者专门的LED，以便有针对性地对衍射元件进行照明。所述光源代替便携式设备的所安装的闪光灯34。附加模块能够插到便携式设备上。对此所述附加模块具有未以绘图的方式示出的引导装置，如本领域技术人员所熟悉的引导装置。附加模块能够无线地与便携式设备连接，例如经由NFC接口或者蓝牙。在这种情况下，附加模块具有自身的能量源，例如可再次充电的电池。但是附加模块也能够通过未以绘图的方式示出的插接连接与便携式设备连接。

在图7中示意性地图解说明用户引导的一个可行的变型形式。便携式设备1的显示器4在此被划分为两个区域41、42。在上部区域41中示出由相机拍摄的衍射元件7的图像。在下部的区域42中示出预设的第一基准图像。此时引导用户，使得其将便携式设备定向为，使得由相机拍摄的图像尽可能精确地对应于第一基准图像。如此拍摄的图像被用于评估中。接下来在下部区域42中示出衍射元件的从另一个空间方向观察的另一个视图。此时再次引导用户，使得其将便携式设备相应地定向为，使得由相机拍摄的图像在上部区域41中尽可能精确地对应于第二基准图像。该过程在必要时被继续重复。借助如此拍摄的图像随后执行与基准数据的比较。

为了“训练”便携式设备，能够引导用户，使得其借助于便携式设备在不同的环境条件(例如日晒、雨淋、室内等)下拍摄预设的衍射元件。以这种方式能够改进所述方法的鲁棒性。

附图标记列表

1便携式设备

2衍射元件

3相机

4显示器

5围绕第一空间轴线的运动

6围绕第二空间轴线的运动

7衍射元件

9衍射元件的第一图像

10衍射元件的第二图像

11实施第一图像拍摄

12实施第二图像拍摄

13将第一图像照片还原为第一图像信息

14将第二图像照片还原为第二图像信息

15创建第一数据集

16创建第二数据集

17在便携式设备中比较数据集

18发送第一和第二数据集

19在网络中传送数据集

20在外部服务器上接收数据集

21将数据集与数据库中的数据比较

22评估数据集

31附加模块

32透镜装置

33光源

34集成的闪光灯

41第一区域

42第二区域

51处理器

52图像拍摄装置

53自动聚焦装置

54照明装置

55触屏显示器

56存储器

57通信模块

58惯性传感器单元

59陀螺仪单元

60地理定位模块

61扬声器

70网络

71评估单元

72数据库

α1第一取向

α2第二取向

Claims (25)

1.一种用于认证衍射元件(7)的方法，所述方法具有：

借助于便携式设备(1)拍摄所述衍射元件(7)的至少两个图像，所述便携式设备具有图像拍摄设备(3)，其中拍摄所述图像以所述便携式设备(1)相对于所述衍射设备(7)的不同的空间取向进行；

在关于至少两个空间方向拍摄所述图像时确定所述便携式设备(1)相对于所述衍射元件(7)的所述空间取向；

从所述图像和相关的所述空间取向中创建拍摄数据；以及

对所述拍摄数据与基准数据进行电子比较。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过集成在所述便携式设备(1)中的传感器(58，59)确定所述便携式设备(1)相对于所述衍射元件(7)的所述空间取向。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过分析所拍摄的所述图像确定所述便携式设备(1)相对于所述衍射元件(7)的所述空间取向。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，所述方法此外具有：

经由视觉的或者声音的接口(4；55，61)优选根据所确定的所述空间取向将指示输出给用户。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中将基准数据保存在所述便携式设备(1)中并且所述拍摄数据与基准数据的电子比较至少部分地在所述便携式设备(1)中进行。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，所述方法具有：

将所述拍摄数据传送给在空间上远离所述便携式设备的评估单元(71)，

其中所述拍摄数据与所述基准数据的电子比较在所述评估单元(71)中进行。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述便携式设备(1)将专门用于所述便携式设备(1)的设备签名发送给所述评估单元(71)。

8.根据权利要求7所述的方法，其中将所述设备签名与所述拍摄数据一起保存在电子数据库(72)中。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中将认证结果选择性地与所述拍摄数据一起传输给电子数据库(72)并且保存在所述电子数据库(72)中。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述图像拍摄设备(3)具有能电操控的聚焦装置(53)，并且其中所述图像拍摄设备(3)运行为，使得所述图像拍摄设备在相对于所述衍射元件(7)的不同的聚焦平面中拍摄图像。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述便携式设备具有用于确定位置信息的地理定位模块(60)，并且其中认证结果与位置信息相关联。

12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中从一个或多个集成在所述便携式设备(1)中的传感器的数据中确定用于所述认证的质量量度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述传感器包括至少一个线性加速度传感器(58)和/或至少一个旋转加速度传感器(59)，并且其中从所述传感器的加速度数据中确定所述质量量度。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中当所述质量量度位于预设的值域之外时，发送故障通知。

15.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在不同的照明条件下拍摄至少两个图像。

16.根据权利要求15所述的方法，其中在环境光中拍摄至少一个图像并且在借助于集成在所述便携式设备(1)中的光源或与所述便携式设备连接的光源照明的条件下拍摄另一个图像。

17.根据权要求15或16所述的方法，其中在集成在所述便携式设备(1)中的光源或与所述便携式设备连接的光源的不同的照明强度下拍摄至少两个图像。

18.一种用于认证衍射元件的便携式设备(1)，所述便携式设备具有：

图像拍摄设备(3)；

存储装置(56)，在所述存储装置中存储有用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法的程序；和

至少一个用于执行所述程序的处理器(51)。

19.根据权利要求18所述的便携式设备，所述便携式设备此外具有下述传感器：所述传感器用于确定所述便携式设备(1)关于至少两个空间方向的取向。

20.根据权利要求18或19所述的便携式设备，其中所述便携式设备(1)是下述设备中的一种：移动电话、能携带的电脑如平板电脑或者笔记本电脑、PDA、电子阅读设备如E-BOOK阅读器、扫描仪、数码相机、数码摄像机、显示设备、数字音乐播放器、能携带的数字视频播放器、能携带的游戏手柄、手表、计算机外围设备。

21.一种由根据权利要求18至20中任一项所述的便携式设备(1)和单独的附加模块(31)构成的套件，其中所述附加模块(31)能够与所述便携式设备(1)连接并且具有下述元件中的至少一个：

-由至少一个透镜构成的、用于提高图像拍摄设备(3)的成像比例的透镜装置(32)；

-用于为衍射元件照明的光源(33)。

22.根据权利要求21所述的套件，其中所述光源(33)是激光器。

23.一种用于根据权利要求18至20中任一项所述的便携式设备的附加模块(31)，其中所述附加模块(31)能够与所述便携式设备(1)连接并且具有下述元件中的至少一个：

-由至少一个透镜构成的、用于提高所述便携式设备(1)的图像拍摄设备(3)的成像比例的透镜装置(32)；和/或

-用于为衍射元件照明的光源(33)。

24.根据权利要求23所述的附加模块，其中所述光源(33)是激光器。

25.一种计算机程序，所述计算机程序在便携式设备(1)中执行时执行根据权利要求1至14中任一项所述的方法。