CN105934779B - 用于验证安全元件的方法和光学可变的安全元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于验证光学可变的安全元件(1)，特别是衍射的安全元件的方法，具有以下步骤：a)利用传感器(31)、特别是手持设备(3)、优选是智能手机、平板电脑或PDA的传感器拍摄图像序列，所述图像序列具有安全元件(1)的至少一个单幅图像；b)检查至少一个预先规定的光学信息是否存在于所述图像序列的至少一个单幅图像中。

Description

用于验证安全元件的方法和光学可变的安全元件

技术领域

本发明涉及一种用于验证安全元件的方法，用于执行所述方法的一种设备、计算机程序产品和一种服务器，以及一种用于与这种方法一起使用的光学可变的安全元件。

背景技术

光学可变的安全元件有广泛的应用，用于保护文件、纸币或要验证的产品以防止伪造。由于这种安全元件在不同的观察和/或照射角下产生不同的视觉效果，这种安全元件不能简单地通过复印、复制和模仿来仿冒。

通常，这种安全元件具有确定的光学设计，所述光学设计能够通过简单的视觉观察来验证。但只在很少的细节上与原件不同的高质量的伪造品在视觉检视时不再能可靠地识别。当需要识别大量文件或产品时，视觉上的检查是不合适的。视觉上的检查通常是不足的，因为通常使用者不知道，相应的物体配设有哪些具体的带有哪些视觉上或其他安全功能的安全元件。由于在所有可能的不同目标上大量存在的安全元件，通常很难记起关于具体存在的安全元件和其特定的特性的相应具体知识。

还已知用于自动验证安全元件的系统。为此，安全元件通常以预先规定的角度用激光照射安全元件并且在一个或多个预先规定的观察角度上通过适当的传感器检测衍射的光。这涉及一种固定的设备，这种设备适于检查大量特别是相同的目标。

但还存在这样的需求，即自动地在现场验证单个目标的安全元件。所述固定的设备对此并不合适。

发明内容

因此，本发明的目的在于，改进对安全元件的验证。

这个目标通过具有权利要求1的特征的方法、通过具有权利要求60的特征的设备、具有权利要求61的特征的计算机程序产品、具有权利要求62的特征的服务器以及通过具有权利要求63的特征的安全元件来实现。

在这种用于验证光学可变的安全元件、特别是衍射的安全元件的方法中，执行以下步骤：

a)利用特别是手持设备的传感器拍摄安全元件的具有至少一个单幅图像的图像序列，所述手持设备优选是智能手机、平板电脑或PDA，或者是“增强实境设备”，例如“谷歌眼镜”；

b)检查，在图像序列的至少一个单幅图像中是否存在至少一个预先规定的光学信息。

为了执行这种方法，这样的安全元件特别适合，所述安全元件包括至少一个预先规定的光学信息，所述光学信息能够利用手持设备、特别是智能手机或PDA，或者“增强实境设备”的传感器机器检测。

这使得可以独立于固定安装的设备在任何时间和和地点比简单的视觉检查更为可靠地检查安全元件的真实性。利用这种安全元件保护的以及通过这种方法验证的文件或产品因此受到特别好的保护，防止仿造。这里验证是指识别原始安全元件及其与伪造品的区别。

光学可变的安全元件也作为光变图像(OVD)已知。这是这样的元件，这种元件在不同的观察或照射条件下显示不同的光学效果。光学可变的安全元件优选具有光学上有效的浮雕结构，例如衍射浮雕结构，特别是全息图或零阶的衍射结构、宏观结构，特别是起屈光作用的微透镜阵列或微棱镜阵列、消光结构，特别是各向同性的消光结构或各向异性的消光结构，线性或交叉的正弦光栅结构或二元光栅结构，不对称的闪耀光栅结构、宏观结构与衍射和/或消光微结构的叠加结构、干涉层系统，所述干涉层系统优选产生与视角相关的色移效应，包括液晶、特别是胆固醇液晶的层和/或包含光学可变的颜料、特别是薄膜层颜料或液晶颜料的层。特别是通过一个或多个前面所述元素的组合可以提供防伪安全性特别高的OVD，因为伪造者必须仿造这种特定的组合，这大大提高了伪造技术上的难度。

这里手持设备应该是指任意便携的设备，这种设备在执行所述方法期间可以由使用者握持或由使用者携带并手动操作。除了已经提到的智能手机、平板电脑或PDA，当然也可以使用其他设备。例如，可以替代所述多用途设备，使用设计成专门用于实施所述方法的设备。例如现有的文档扫描仪可以通过适配其软件和/或硬件变得适于执行根据本发明的方法。

所采用的传感器通常是数字式的电子传感器，例如CCD传感器(CCD＝电荷耦合元件)。这里优选使用CCD阵列，就是这样的CCD布置系统，其中单个CCD设置在二维矩阵中。由这种传感器生成的单幅图像此时以像素矩阵的形式存在，每个像素与传感器的一个单个CCD相对应。CCD传感器优选对于红色、绿色和蓝色(RGB)分别具有单独的传感器，由此可以特别简单地检测所述单色和由这些单色组成的混合色。

对于很多应用场合优选的是，提供一种OVD，所述OIVD能够用很多可供使用的手持设备检查。但是由于技术的迅速发展，各种手持设备之间存在明显的技术差别，特别是在计算能力、传感器的光学成像质量(例如光学分辨率)方面的差别。因此，在一些情况下不可避免的是，要从大量手持设备中限定一个可以用于执行根据本发明的方法的选项子集。

所述图像序列优选包括安全元件的多个单幅图像，特别是安全元件的多于两个单幅图像。此外优选的是，每个单幅图像具有多于480x320像素，特别是多于1920x1280像素。

这里图像序列可以具有多个分散建立的单幅图像，这些单幅图像不存在时间上的关联，但图像序列也可以是影片，即由按预先规定的时间间隔、特别是以每秒钟5至60幅图像的拍摄频率拍摄的单幅图像组成的影片。

在一个优选的实施形式中，在步骤b)中根据所述图像序列的至少两个单幅图像检查，安全元件是否包括光学可变的结构。这使得可以将真实的安全元件与复制品(例如彩色复印件)相区分，所述复制品只具有所述至少一个预先规定的光学信息的静态的、就是说光学上不可变的表现形式。这里有利的是，明确地检查相应单幅图像的归属性或者作为条件限定两个单幅图像之间的预先规定的时间间隔，由此使用者无法为了假冒视觉上的可变性而使用两个单独的单幅图像作为蒙蔽手段。

有利的是，在步骤b)中首先检查，在所述图像序列的至少一个单幅图像中是否存在预先规定的目标。所述目标这里可能是安全元件的总体设计本身或者只是所述总体设计的部分方面。由此确保了，所述至少一个单幅图像就示出所述要验证的安全元件。如果不是这种情况，则可以不再进行进一步的检查并向使用者指出，通过传感器拍摄的图像不适于进行验证，并且必要时必须重新拍摄。

备选地，可以要求使用者执行另外的鉴定或验证。例如可以要求使用者对存在于目标上的(例如印刷的)条码或其他机器可读的区域(例如ID文件的MRZ(MRZ＝机器可读区))或包装或文件的确定分区域拍摄图像并将所述图像发送给官方或商业的检查机构，以进一步分析。所述附加拍摄的图像此时可以与其他信息相关联并且必要时根据所述图像例如通过互联网连接向使用者发送另外的用于鉴定或验证的指示。

这里适宜的是，为了检查是否存在预先规定的目标，使用图像识别算法，特别是Haar-Cascade算法。这些算法允许对图像内容进行快速和可靠的分类(Klassifizierung)。

Haar-Cascade算法以对单幅图像中的多个所谓“Haar-like”特征的分析评估为基础。这是指这样的结构，所述结构与Haar小波，即预定波长的矩形波序列一起使用。在二维中，这简单地是指图像中相邻的、交替的明暗矩形区域。通过将矩形遮罩在单幅图像上移动来确定所存在的“Haar-like”特征。然后将所存在的“Haar-like”特征与应存在于要识别的目标中的特征进行比较。这可以通过级联过滤器进行。

Haar-Cascade算法的优点是，需要特别少的计算时间和计算机资源。但也可以使用其他图像识别算法。

为了检查是否存在预先规定的目标，利用所述图像识别算法将所述至少一个单幅图像与事先记录的训练数据集进行比较。这可以在所述的Haar-Cascade算法的范围内进行，但也可以通过其他算法进行。

这里优选为了记录训练数据集，建立多个图像，这些图像的第一子集分别具有所述预先规定的目标，而这些图像的第二子集都不具有所述预先规定的目标，并且给第一子集的每个图像都分配所述预先规定的目标的要识别的特征的相应图像坐标。

借助第一和第二子集以及相配的图像坐标对图像识别算法进行训练。由此所述算法学会，正确地对图像进行分类并且必要时忽略有意地引入训练数据集中的干扰因素，例如图像中的映像、随机的阴影或类似因素。由此能够实现快速和可靠的图像识别。

此外适宜的是，在检查是否存在光学可变的安全元件的所述至少一个预先规定的光学信息时，由所述图像序列的至少一个单幅图像确定所述预先规定的目标的轮廓。

相对于上面所述的仅提供关于在单幅图像中是否存在预先规定的目标的是/否分类或可能性结论的简单图像识别，由此提供了附加的信息。特别是根据所确定的轮廓可以检查目标的细节化特征是否存在。这提供了另外的可能有助于验证安全元件的信息。

就是说，用于验证的预先规定的信息仅涉及整个目标的细节。这使得也可以将肉眼可识别安全特征类似于隐藏在安全元件的设计中。

优选为了确定所述轮廓，执行边缘识别算法、特别是Canny算法。Canny算法是一种特别可靠的用于边缘检测的算法并能提供快速且可靠的结果。

为了对于彩色图像使用Canny算法，首先必须将彩色图像转换成灰度图。在灰度图中，边缘的特征在于相邻的像素之间强烈的亮度波动，就是说强烈的对比度，并且由此可以描述为灰度值函数的不连续性。

由于这种不连续性也可以由于图像噪点导致，适宜的是，在执行边缘识别算法时，执行噪点过滤，特别是利用具有3至7的优选核参数的高斯滤镜进行噪点过滤。

这里核是指对图像信息使用的卷积矩阵。高斯滤镜的卷积矩阵对应于正态分布并用作低通滤波器。就是说经过滤的像素的灰度值对应于直至由核参数限定的最大距离处周围像素的灰度值的用正态分布加权的平均值。较小的由噪点形成的结构被消除，而成像的目标的主要结构被保留。

优选在执行边缘识别算法时，通过使用索贝尔算子在所述至少一个单幅图像的至少一个优先方向上、优选在所述至少一个单幅图像的两个垂直的优先方向上执行边缘检测。

索贝尔算子同样是一种作为离散微分器起作用的卷积算子。通过利用索贝尔算子对图像进行卷积，得到灰度函数在两个垂直的优先方向上的部分导数。由此可以确定边缘方向和边缘强度。

此外优选的是，在执行边缘识别算法时，执行边缘过滤。这例如可以通过所谓的“非极大值抑制”来进行。这确保了，沿边缘仅保留极大值，从而边缘与其延伸方向垂直地不宽于一个像素。

此外在执行边缘识别算法时优选基于阈值确定目标轮廓的图像坐标。就是说确定从怎样的边缘强度开始一个像素属于边缘。

为此，例如可以使用基于滞变的方法。为此确定两个阈值T₁和T₂，其中T₂大于T₁。边缘强度大于T₂的像素被看作是边缘的组成部分。所有与该像素相连的边缘强度大于T₁的像素同样归属于该边缘。

由此获得在所考察的单幅图像中属于目标边缘的所有像素的图像坐标。可以进一步分析这些图像坐标，例如以便识别简单的几何形状。

此外适宜的是，以所述轮廓的所确定的图像坐标为基础，将所述图像序列的至少一个单幅图像分成两个或更多个分区域，对于每个分区域，将所述轮廓所确定的图像坐标与相应的理论坐标进行比较并由此特别是确定是否存在预先规定的轮廓，和/或确定预先规定的轮廓的尺寸和/或相对位置。这里可能有利的是，划分成分区域和/或分区域的分界与安全元件具体存在的设计相适配，由此能分离地分析所述设计特别受关注的分区域。

所述预先规定的轮廓可以与所述预先规定的光学信息相对应，从而可以具体检查单幅图像是否与真实的安全元件的光学信息相符合。

要将所检查的安全元件验证为真实的，这里不需要存在绝对的符合，也可以规定允许偏差的容差范围。偏差不是一定意味着就是伪造品，因为在拍摄单幅图像时可能出现的光学伪差、透视失真、安全元件在使用中的磨损或污染或类似效应也可能影响与原件的基准图像的符合程度。为了降低这种偏差，有利的是，设有辅助机构，以便使得使用者易于实施根据本发明的方法。例如可以在手持设备的屏幕上绘制一个或多个导向框，用于识别的主题的安全元件或部分应设置在所述导向框中，例如以便降低透视失真和/或扭曲。例如可以设置运动的十字线或其他元素，所述十字线或元素通过手持设备的运动应相对于彼此定位。尽管这会使得手持设备的操作变得困难，但改善了安全元件的识别率。

有利的是，选出单幅图像的至少一个分区域，所述分区域相对于预先规定的目标的轮廓定位在预先规定的位置，所述分区域包括所述单幅图像的至少一个像素和/或至少一个像素组，并且将所选出的所述至少一个分区域的所述至少一个像素和/或所述至少一个像素组的至少一个特性与相对应的理论值进行比较。

就是说，可以在像素水平上分析所述预先规定的光学信息或其部分。这使得将安全元件的设计的非常精细的细节用于验证安全元件。例如可以将安全元件的非常小的区域中已经指定的色彩或亮度偏差用于验证，所述区域在拍摄图像序列时仅作为单个像素成像。这里所述非常小的区域可以设计得特别不引人注意，由此潜在的伪造者不会获知关于所述小区域的特殊含义。

这里适宜的是，根据所确定的图像坐标来确定所述单幅图像的所述至少一个分区域的位置。以这种方式可以可靠地根据安全元件的小细节相对于轮廓的相对位置发现并检查所述细节。

所述至少一个分区域优选包括单幅图像的小于50％的面积。

此外有利的是，在步骤a)中拍摄图像序列时，改变传感器和安全元件之间的角度和/或改变光源(例如手持设备的闪光灯)和安全元件之间的角度。光源和安全元件之间的角度这里是指照射OVD的光相对于OVD的面法线的入射角。如果使用手持设备的光源，光的入射角较为精确地与传感器的光轴(从OVD通过其透镜分布到成像传感器)相符。

由于涉及光学可变的安全元件，在观察角和/或照射角改变时，所述安全元件能检测/测量的外观也发生变化。以这种方式首先可以验证，在图像序列中检测到的安全元件实际上是否是光学可变的，或者是否涉及OVD的静态复制品。

此外由此还使得可以将预先规定的光学信息与光学可变性相关联。例如所述预先规定的光学信息的一部分可以在第一观察角下是可见的，而所述预先规定的光学信息的另一部分可以在第二观察角下是可见的。这种安全元件的静态复制品不能显示完整的信息，从而安全元件无法利用传统的方式、特别是利用印刷技术复制。

此外有利的是，在步骤中拍摄图像序列时，通过手持设备的位置传感器对于图像序列的每个单幅图像记录手持设备相对于预先规定的位置的相对位置并将其分配给相应的单幅图像。

至少当安全元件相对于预先规定的位置的相对位置已知时，由此可以精确地确定观察角。这例如可以在以下情况下实现，即安全元件在拍摄图像序列时放置在平坦的、特别是水平的表面上。

此时，智能手机或类似设备常见的位置传感器或运动传感器可以毫无问题地在拍摄图像序列时确定智能手机相对于所述表面并由此相对于所述安全元件的相对定向。常见的位置传感器或运动传感器的精度在事先校准相关传感器的情况下特别是在+/-1°的范围内，在没有事先校准相关传感器的情况下特别是在+/-5°的范围内。这里要注意的是，这种常见的位置传感器或运动传感器仅能检测其相对于水平方向或竖直方向的相对位置，而不是其相对于安全元件的相对位置。就是说，优选应向使用者指示，将安全元件放在尽可能精确水平或竖直的位置中，以便能够实现尽可能精确的识别。

为了检查安全元件是否包含光学可变的结构，优选在步骤b)中将图像序列的两个以不同的观察角和/或照射角拍摄的单幅图像相比较。

如果所述单幅图像在一个或多个参数上相差预定的程度，则可以认定存在光学可变的结构。如果不是这种情况，则非常可能存在静态的复制品。

这里有利的是，为了检查，安全元件是否包括光学可变的结构，将单幅图像的、特别是分区域的分别相对应的像素和/或像素组进行比较。这种方式可以在不进行大量处理工作的情况下确定各单幅图像一致或不一致。

适宜的是，这里检查单幅图像的、特别是分区域的相应像素和/或像素组在色调和/或亮度上是否存在差别。

就是说为了检查单幅图像的一致性，不需要识别单幅图像中的结构，仅在像素水平观察由于改变观察或照射角发生的OVD典型变化就足够了。这是特别有效的并且节省计算时间。这里优选向使用者发出指示，使用者应如何改变观察或照射角，以便特别是通过倾斜和/或旋转引起特定的视觉可变的变化。

所述预先规定的光学信息优选包括选自以下组的一个或多个信息，该组包括：目标、目标的轮廓、目标的轮廓的部分、所选出的所述至少一个分区域的像素和/或像素组的特性。

就是说所述预先规定的光学信息能以多种方式集成到安全元件的设计中。特别是所提及的各选项也可以相互组合。这例如使得可以显示光学信息，但所述光学信息尽管是肉眼可见的，但是这样隐藏或分布在总体设计中，使得所述信息不会作为独立的信息被感知。由此伪造者难以识别，具体是什么实际用于验证安全元件，从而使得制造伪造品特别困难。

为了验证安全元件，这里特别适宜的是，将选自以下组：目标、目标的轮廓、目标的轮廓的部分、所选出的所述至少一个分区域的像素和/或像素组的特性的一个或多个信息与理论值进行比较，以便确定是否存在所述预先规定的光学信息。

这里也可以允许与理论值存在容差，以便允许由于摄影伪差或类似情况引起的偏差。这种容差是有利的，因为OVD通常敏感地响应于观察和照射条件上的小差异。

此外有利的是，在步骤a)中拍摄所述图像序列时，所述图像序列的至少一个图像用闪光灯拍摄，并且所述图像序列的至少一个图像不用闪光灯拍摄。

有利的是，所述至少一个预先规定的光学信息是或包括视觉可识别的信息。

这使得，出了所说明的机器验证以外，还可以进行视觉检查，如果前后不能进行机器检查。视觉上可识别的这里是指，所述信息在常见的约30cm、优选10cm至50cm的观察距离下以及在常见的1000lx、优选10lx至100000lx的照度下能够由人眼分辨。这里所述至少一个预先规定的光学信息可以是或包括符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字。

所述结构也可以集成在其他设计中并且能特别简单地识别并也可以在视觉上检验。

此外可能并且有利的是，所述至少一个预先规定的光学信息是或包括符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字的部分元素。

所述预先规定的光学信息能够以这种方式特别难以察觉和不引人注意地集成到设计中。例如字母数字的字符可以相对于在其他字符中使用的字体有很小的改变或差别。以这种方式因此所述光学信息，从而安全元件的哪些部分被用作验证特征不是直接可见的。例如可以除了一个字母以外将一段文本设置成18号的“Times Roman”衬线字体，该字母的一个衬线略短于规定的衬线或完全省去一个衬线。

为此目的，特别有利的是，所述至少一个预先规定的光学信息与所述衍射安全元件的另一个光学的、视觉上可感知的信息，特别是符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字形式的信息同时存在。

此外，所述至少一个预先规定的光学信息可以是或包括像素布置结构和/或线布置结构，和/或是或包括像素布置结构和/或线布置结构相对于所述衍射安全元件的另一个光学的、视觉上可感知的信息的相对位置，所述另一个信息特别是符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字形式的信息。

由此也可以将所述光学信息不引人注意地集成到安全元件的设计中。

将光学信息集成到安全元件中的另一种可能性在于，所述至少一个预先规定的光学信息是或包括所述衍射安全元件的另一个光学的、视觉上可感知的信息的第一分区域和第二分区域之间的图形特性的偏差，所述图形特性特别是线宽、彩色值、色调、亮度、网格密度、网格方向或字体，所述另一个信息特别是符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字形式的信息。

以这种方式也可以将所述信息隐藏在安全元件中并由此使得伪造者难以识别。这种偏差可以是小的和局部的，从而伪造者会产生这样的印象，这是安全元件的制造误差，可能是在伪造时要“修正的”。此时，伪造品当然就不再具有所述预先规定的光学信息并且这种伪造品可以容易地识别。

为了相同的目的，所述至少一个预先规定的光学信息可以是或包括所述衍射安全元件的另一个光学的、视觉上可感知的信息的第一分区域和第二分区域之间的对称性的偏差，所述另一个信息特别是符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字形式的信息。

当然，构成预先规定的光学信息的所有所述可能性也可以相互组合。

备选或附加地可能有利的是，所述至少一个预先规定的光学信息是或包括视觉上不可识别或只能很难识别的信息，所述信息能利用传感器机器检测。

视觉上不可识别这里是指，所述信息在常见的约30cm、优选10cm至50cm的观察距离下以及在常见的1000lx、优选10lx至100000了x的照度下不能由人眼分辨。

视觉上可识别的信息和视觉上不可识别的信息特别是也可以相互组合，以便由此获得防伪安全性特别高的安全元件。此时，附加于上面说明的对视觉上可识别的光学信息的识别，也可以根据视觉上不可识别的光学信息实施其他验证步骤。视觉上可识别的光学信息可以利用裸眼检查，特别是当相应的使用者经过练习或训练时。

这里适宜的是，所述至少一个预先规定的光学信息通过安全元件的浮雕结构的至少一个浮雕参数在安全元件的第一区和第二区之间的变化形成，在第一和/或第二区中设置的浮雕结构特别是衍射结构，线性或交叉的正弦光栅结构或二元光栅结构、亚波长光栅或零阶的衍射结构、闪耀光栅、宏观结构，特别是折射作用的透镜结构或者微棱镜结构、镜面、消光结构，特别是各向异性或各向同性的消光结构。浮雕结构优选也可以具有一种组合结构，特别是宏观结构与微观结构的叠加结构。

通过所述的结构可以实现多种光学效果，这些光学效果特别难以复制并且同时有助于提供安全元件视觉上美观的设计。可以毫无问题地这样引入这些结构的结构参数的小的变化，使得这种变化保持低于人眼的感知阈值，但能够通过传感器检测。以这种方式可以将光学信息集成到安全元件中，而不会影响视觉上可感知的设计。

这里有利的是，所述至少一个第一区和/或第二区的至少一个横向尺寸小于600μm、优选小于300μm，更为优选地小于150μm。

由此可以以最简单的方式确保，不同的区是人眼不能分辨的并且表现为均质的结构。特别是当手持设备的传感器具有特别高的光学分辨率时，这可能对此是有利的。

有利的是，所述至少一个第一区以符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字形式构成，而所述至少一个第二区构成所述至少一个第一区的背景。

由此可以将在视觉上不可识别的目标集成到设计中，所述目标可以用上面参考视觉上可识别的信息说明的相同的方法机器识别。由此不需要附加的检测算法，这使得必要的程序的实现变得特别简单并且此外还能够节省用于验证的设备的存储空间。

第一和第二区优选以预先规定的网格周期彼此相嵌地形成网格。

网格周期这里优选这样来选择，使得所述网格周期是人眼不能分辨的。优选的网格周期这里是10μm至300μm。这样，对于观察者这种彼此相嵌形成网格的区表现为均质的表面，只是对于传感器这些区是不同的并且因此可以用于对安全元件进行验证。

所述至少一个光栅参数优选是一维或二维光栅的空间频率、方位角、浮雕深度、浮雕形状、浮雕结构的相位、方位角变化的，浮雕深度变化的和/或空间频率变化的周期、消光结构的平均粗糙度、各向异性的消光结构的优先方向。

此外适宜的是，安全元件的所述浮雕结构具有光栅，特别是具有圆形、抛物线形或蛇形弯曲的光栅线的光栅，所述光栅线具有周期性的方位角变化，在至少一个分区域中方位角变化的周期和/或所述一维或二维网格的网目尺寸小于300μm。方位角变化例如限定了观察或照射条件的范围，在这些条件下，当OVD倾斜和/或旋转时，OVD看上去是亮的或暗的。

由于所述小周期，这种光栅对于裸眼来说表现为均质的表面。但利用传感器能够分辨这种光栅，从而这里也能够在光栅参数的层面上对所述至少一个预先规定的光学信息进行编码。

周期性的方位角变化优选覆盖平均方位角周围+/-30°的范围。

这里优选的是，光栅的空间频率在3000线/mm至500线/mm之间，特别是在1800线/mm至300线/mm之间，特别优选在1400线/mm至700线/mm之间。

这里周期性的方位角变化的相位优选在第一和第二分区域之间移动180°。

这种相位移动也是人眼不能识别的，但可以通过传感器分辨并由此用于将所述至少一个预先规定的光学信息集成到安全元件的设计中。

此外有利的是，所述安全元件的浮雕结构是不对称的浮雕结构并且在第一分区域中具有这样的方位角，所述方位角由第二分区域的方位角移动180°。

光栅的这种变化也是用裸眼无法识别的，但能通过传感器分辨。在理想的情况下，所述光栅是不对称的光栅，所述光栅在一个分区域中具有+1阶的强衍射的0°方位角，而在另一个分区域中具有-1阶的弱衍射的180°方位角。这里如果传感器大致垂直地位于OVD的上方，就是说其光轴大致平行于OVD的面法线，而照射大致是侧向的，即关于面法线是倾斜的，则所述一个分区域(+1阶的强衍射的0°方位角)是亮的，而所述另一个分区域(-1阶的弱衍射的180°方位角)是暗的。

浮雕结构优选在第一分区域中具有与第二分区域的空间频率相差至少100线/mm的空间频率。

此外有利的是，所述至少一个预先规定的光学信息在拍摄图像序列时通过安全元件的周期性网格和传感器的周期性网格之间的莫阿效应产生。

换而言之，所述至少一个预先规定的信息只有在安全元件的周期性结构和传感器的周期性结构、例如周期性设置的CCD阵列之间相互作用时才形成。这种安全元件专门用于确定的传感器类型或至少一个特定的传感器分辨率。

此外适宜的是，所述至少一个预先规定的光学信息通过在可见光谱之外，特别是红外光的波长范围内的衍射效应来产生。

这样产生的信息不是必须在人眼的分辨极限之外，而是也可以是宏观的。特别是所述预先规定的光学信息可以与另一个视觉可感知的信息叠加，而不会影响安全元件的设计。这里优选的是，所述衍射效应通过零阶的衍射结构产生、特别是通过具有由高折射率材料、特别是ZnS组成的透明层的正弦光栅或二元光栅。“高折射率”或“高折射”在这种情况下是指，复折射率的实部应较高，特别是在1.5至2.5之间。这种利用高折射率材料、如ZnS或TiO₂实现的衍射效应通常用于在ID文件保护应用中，这里具有衍射效应的大面积透明的薄膜系统保护个人数据不被篡改或伪造(ID卡、护照、驾照等)。

这种结构在红外范围内具有足够的衍射效应，从而能够简单地产生希望的效果。除了硫化锌，也可以也可以使用其他高折射率的材料(HRI＝high refractive index，HRI材料)，例如五氧化铌、二氧化钛等。

这里所述零阶的衍射结构具有50nm至500nm、特别是200nm的光栅深度，和/或具有500线/mm至3000线/mm、特别是1100线/mm至2500线/mm的空间频率。

由高折射率材料组成的所述层优选具有30nm至200nm、特别是100nm的厚度，和/或对于可见光谱具有优选为至少1.7、优选为至少1.9、更为优选为至少2.1的折射率(实部)。

由所述浮雕结构产生的光学效果优选沿两个相互垂直的空间方向至少局部地具有视差。

这可以用于指示安全元件的一个或多个优选的观察方向，所述观察方向也可以在拍摄图像序列时使用。例如这种光学效果可以是在倾斜安全元件时看上去沿两个空间方向移动的十字或点。此时可以这样指示所述优先方向，即，在安全元件正确定向时，所述十字或点看上去在周围的框架中对中。这种光学效果优选是衍射的(例如通过衍射的十字光栅和/或消光结构)并且用作优先方向的光学基准。

优选为了检查是否存在所述至少一个预先规定的光学信息，对所述图像序列的所述至少一个单幅图像使用滤镜，特别是网格滤镜和/或滤色镜。

以这种方式可以以简单的方式从所述单幅图像中提取所述至少一个预先规定的光学信息。使用这种滤镜并不意味着大的计算耗费并且因此也可以在具有较小计算能力的手持设备上执行。

此外适宜的是，所述至少一个预先规定的光学信息构成编码，特别是构成衍射的条码。

由此也可以将复杂的信息集成到安全元件中，这种信息使得验证特别可靠。在使用适当的用于制造安全元件的技术时，例如在使用计算机生成的全息图时，也可以将个性化信息，例如序列号、条码或类似信息引入安全元件中。当手持设备的闪光灯被激活时，所述个性化信息例如可以作为光学上似乎浮动的效果被识别。但这种光学上浮动的效果在漫射照射时应是不可见的并且在其含义和/或位置上与OVD的其余主题有关系，这提高了防伪安全性。

此外优选的是，检查在所述图像序列的至少一个单幅图像中是否存在至少一个另外的光学信息。

所述至少一个另外的光学信息这里例如可以是个性化信息、特别是随机的、伪随机的和/或算法生成的个性化信息。

由此可以单独地验证每个单个的设有这种安全特征的目标。例如可以将所述个性化信息与序列号相关联，所述序列号在鉴别和验证时可以从数据库中调用，以便由此提供附加的信息并改善验证的可靠性。

这里适宜的是，所述个性化信息通过所述至少一个光学信息的至少一个图像元素到所述至少一个另外的光学信息的至少一个图像元素的距离形成。

由此，所述另外的光学信息例如可以无线地集成到所述至少一个光学信息中，从而该信息是裸眼不能或很难识别的。

此外适宜的是，所述个性化信息通过条码、特别是衍射条码形成。

这种衍射条码包含一般性的固定的信息或者在确定数量的安全元件中设计成一致的信息，例如批号或产品代号。但所述信息也可以在每个单独的安全元件中是不同的并由此是一次性的，例如是个性化的或物品特有的，就是说不包含重复的信息。这种一次性的信息这里可以是通过算法算出的、伪随机的或随机的，或者是生成的。

例如所述预先规定的光学信息例如可以具有作为1D条码或者2D条码的单个条码或者是由至少两个或更多这种条码组成的组，这些条码共同形成如前面所述的多次出现的或一次性的信息或者将单个条码的信息补充为这种信息。所述单个条码这里可以并排地、特别是相邻地或完全或仅局部重叠地设置。

所述条码例如可以分别由结构化并由此编码的反射层、特别是局部除去的金属层构成，或者也可以通过示出衍射编码的、具有衍射和/或非衍射的浮雕结构的表面结构层构成。其中一个信息层面也可以具有不是视觉可见的编码，例如印刷的颜色编码形式的编码，例如QR码。但印刷的颜色编码也可以具有光学可变的和/或光学上有效的组成部分，例如颜料，所述组成部分显示与视角和/或与入射的光谱相关的效果，例如发磷光或光致发光。

在一个优选的实施形式中，衍射的条码作为固定地预先规定的条码可以通过事后的改动这样改变，使得所述条码在改动之后包含个体的信息。为此例如可以将衍射条码的反射层局部地例如通过激光烧蚀除去或改动，使得在除去或改动反射层的区域内同样消除或改动光学可变的衍射效果。另一种可能性是局部覆盖印刷并由此局部覆盖以及因此消除衍射条码的光学可变的衍射效果。

根据各单个信息层面的布置形式，各单个条码可以单独或共同地读出，特别是可以在共同的视角或照射角或者也可以在不同的视角或照射角下读出。这里信息层面也可以与不是光学地、而是电或电子地读出的信息层面相组合，例如带有写入的磁编码的磁性层和/或带有写入电子存储编码的存储器芯片。

一般而言，这里所述至少一个另外的光学信息与所述至少一个预先规定的光学信息相叠加。所述另外的光学信息这里可以直接集成到所述至少一个预先规定的光学信息中，或者例如通过另一个叠加的层形成。备选地，所述至少一个另外的光学信息也可以与所述至少一个光学信息分开，例如通过无重叠地相邻布置。

此外，这里适宜的是，所述至少一个另外的光学信息包括一个或多个选自以下组的结构：

-浮雕结构，特别是衍射浮雕结构，零阶的衍射结构、闪耀光栅、宏观结构，特别是透镜结构，或者微棱镜结构、镜面、消光结构，特别是各向异性或各向同性的消光结构，

-印刷结构，特别是包括彩色的、视觉上有效和/或光学可变的色素和/或颜料，

-磁性结构，

-部分金属化的层和/或部分的HRI层。

所述至少一个预先规定的光学信息优选是肖像，所述肖像在步骤b)中通过计量生物学的算法识别。

计量生物学特征是特别复杂的，从而能够获得防伪安全性特别高的安全元件。同时也可以毫无问题地在手持设备的计算能力范围内利用已知的计量生物学算法实现可靠地验证。

优选在步骤a)中拍摄图像序列之前和/或期间，在手持设备的显示器上向手持设备的使用者显示指示，手持设备在拍摄图像序列期间应相对于安全元件保持在和/或运动到怎样的相对位置和/或怎样的距离。这种指示可以基于位置传感器和/或运动传感器的测量数据或者也可以独立于所述测量数据。

由此可以确保，未经练习的使用者也可以拍摄适于对安全元件进行可靠的验证的图像序列。如果图像序列的拍摄没有得到合适的单幅图像，则也可以向使用者显示附加的信息，这些信息例如向使用者指出在拍摄图像序列时存在的错误并指示使用者如何避免所述错误。也可以向使用者显示附加的具体信息，根据这些信息，使用者能够识别伪造品的特征，或者可以显示这样的信息，即在哪里发现真实的安全元件/目标的可能性较高，以及在哪里发现伪造品的可能性较高。

此外适宜的是，在步骤a)中，以至少0.5线对/mm、优选至少5线对/mm、更为优选至少20线对/mm的分辨率拍摄图像序列的单幅图像。

对于能够可靠地识别所述至少一个预先规定的光学信息，这种分辨率是足够的，并且这种分辨率是常见的手持设备，如智能手机、平板电脑或PDA能毫无问题地实现的。

优选在步骤a)中拍摄单幅图像之前，测量照度，并且在照度小于800lx时，激活手持设备的光源。这可以由手持设备自动进行或者也可以通过使用者手动进行。

由此确保了，安全元件得到充分的照明，以便能够可靠地验证。800lx的照度这里大致对应于正常照明的办公室。

此外有利的是，在存在所述至少一个预先规定的光学信息时，在输出装置、特别是显示器上输出验证确认信息。

由此明确地通知使用者，所检查的安全元件是否为真实的。以此为基础，接着可以向使用者发送其他信息。

优选通过在手持设备的计算装置上执行的软件程序实施步骤b)。

在这种情况下，验证可以直接在现场进行，而不必将图像序列的数据从手持设备传输给其他设备。这使得可以特别灵活地执行所述方法。

此外有利的是，所述软件程序和/或配设给所述软件程序的数据库按预先规定的间隔、特别是在每次实施所述方法之前通过远程通信连接、特别是互联网连接更新。

由此可以向所述软件程序发送关于新的或改变的安全元件的信息并相应地适配调整所述至少一个预先规定的光学信息或用于检查所述信息的算法。此外，这样也可以向软件和/或使用者发送关于新获知的伪造品以及其特有的特点的信息，从而便于识别这种伪造品。

还可以通过在不同于手持设备的计算装置上执行的软件程序实施步骤b)，将在步骤a)中拍摄的图像序列通过远程通信连接、特别是通过互联网连接传输给所述计算装置。

这种计算装置优选是中央的服务器，所述服务器可以承担多个手持设备的图像序列的分析评估工作。所述服务器这里包括至少一个处理器、易失性和非易失性数据存储装置以及适当的输入和输出装置。在这种情况下，手持设备在客户机-服务器结构中用作客户机。

由于与手持设备相比在这种服务器上提供了明显更大的计算能力，由此也可以执行更为复杂的图像处理算法和模式识别算法。此外，在这种服务器上也可以提供更多的存储空间，由此也可以建立更大的具有真实安全元件和已知伪造品的特征的数据库。

有利的是，在不存在所述至少一个光学信息和/或衍射结构时，在步骤b)中，向不同于手持设备的技术装置发送通知，所述通知包括地点和/或时间信息。

换而言之，将安全元件已发现的伪造品发送给计算装置，所述计算装置优选是中央服务器。此时，由与所发现的伪造品相关联的地点和时间信息必要时可以得出关于伪造品的源头的结论，这使得便于发现伪造者并附加地可以向其他使用者发送警告信息。

优选在另一个步骤c)中检查，在所述图像序列的至少一个单幅图像中是否存在至少一个另外的预先规定的光学信息，所述光学信息存在于所述光学可变的安全元件的已知的伪造品中并且不存在于真实的光学可变的安全元件中。

此外适宜的是，在不存在所述至少一个预先规定的光学信息以及在不存在所述至少一个另外的预先规定的光学信息时，向不同于手持设备的技术装置发送通知，所述通知包括地点和/或时间信息，以及包括图像序列的至少一个单幅图像。

就是说，如果所检查的安全元件被证实不是真的并且同时也不能识别为已知的伪造品，则存在新的伪造品。目前为止未知的伪造的安全元件的所拍摄的图像信息此时可以发送给服务器，从而可以对这种新的伪造品进行研究。新的伪造品的特有特征此时可以作为另外的预先规定的光学信息重新传回手持设备，从而能够特别可靠地识别这种新的伪造品。可以通过具有相应训练算法的“学习”软件对此提供辅助。新识别的伪造品这里输入数据库，借助于所述数据库可以对所述软件进行递归的训练，并且由此可以更好地识别新出现的伪造品。

适于执行这种方法的设备，特别是具有用于拍摄包括安全元件的至少一个单幅图像的图像序列的传感器和控制装置的手持设备设计成，使得所述设备实施以下步骤：

a)利用传感器拍摄所述安全元件(1)的图像序列，所述图像序列具有至少一个单幅图像；

b)检查至少一个预先规定的光学信息是否存在于所述图像序列的至少一个单幅图像中。

本发明还涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品设计成，使得这种计算机程序产品在计算装置上执行时实施根据权利要求1至54之一所述的步骤b)。

此外本发明还涉及一种服务器，所述服务器具有计算装置，所述计算装置设计成，使得该计算装置实施根据权利要求1至54之一所述的步骤b)。

本发明此外还涉及安全文件，特别是纸币、有价证券、证明文件、护照、驾驶证或信用卡，所述安全文件具有所述类型的光学可变的安全元件，本发明还涉及一种具有所述类型的光学可变的安全元件的产品或产品包装。

附图说明

下面根据附图举例说明本发明的实施例。其中：

图1示出在验证安全元件时安全元件和手持设备的示意图；

图2示出具有视觉可识别的验证特征的安全元件的示意图；

图3示出具有视觉不可识别的验证特征的安全元件的示意图；

图4示出具有视觉不可识别的验证特征的另一种安全元件的示意图；

图5示出具有视觉可识别的验证特征的另一种安全元件的示意图；

图6示出安全元件具有蛇形弯曲的光栅的光栅结构的细节图；

图7示出安全元件具有蛇形弯曲的光栅的光栅结构的另一个细节图；

图8示出安全元件具有蛇形弯曲的光栅的光栅结构的另一个细节图；

图9示出根据图7或8的光栅的电子显微照片；

图10示出具有彼此相嵌形成网格的有不同方位角的区的安全元件的细节图；

图11示出具有彼此相嵌形成网格的有不同空间频率的区的安全元件的细节图；

图12示出具有视觉不可识别的光学可变的验证特征的另一种安全元件对所拍摄的图像有和没有光栅过滤的示意图；

图13示出具有视觉不可识别的光学可变的验证特征的另一种安全元件示意图和所属的色图，所述验证特征具有彼此相嵌形成网格的不同色彩的区；

图14示出沿两个垂直的轴具有视差效应的另一个安全元件的示意图；

图15示出沿两个垂直的轴具有视差效应的又一个安全元件的示意图；

图16示出安全元件中的网格结构和形成网格的光敏传感器之间的莫阿效应；

图17示出说明与波长和光栅周期相关的衍射强度的图线；

图18示出阳光谱和智能手机的闪光灯光谱的对比图，该图中仅示出曲线；

图19示出在横向磁极化的情况下说明与波长和光栅周期相关的衍射强度的图线；

图20示出在横向磁极化的情况下说明与波长和光栅周期相关的衍射强度的图线；

图21示出具有各向异性的消光结构的安全元件的示意图；

图22A-C示出安全元件的具有二维条码的三个备选实施形式的示意图；

图23A-C示出安全元件的具有二维条码和个性化随机码的三个备选实施形式的示意图；

图24A-C示出由衍射编码和随机的个性化信息组成的叠加的示意图；

图25示出具有两个相邻的、在其长度上变化的衍射结构的个性化信息的示意图；

图26示出由衍射编码和随机的个性化信息组成的另一个叠加的示意图；

图27示出由印刷的编码和随机的个性化信息组成的叠加的示意图；

图28A-D示出印刷的条码和条状的衍射个性化编码的组合的示意图。

具体实施方式

用于对文件2进行防伪保护的安全元件1具有光学可检测的信息，所述信息优选包括至少一个视觉可感知的主题11，如图1所示。主题11可以是符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字。替代文件，也可以涉及商业产品和其标签和/或保证或者涉及门票或凭证。

视觉可感知的主题优选至少部分地通过安全元件1的光栅结构生成。这里光栅结构是指衍射性结构、零阶的衍射结构、闪耀光栅，线性或交叉的正弦光栅结构或二元光栅结构、宏观结构，特别是折射作用的透镜结构，或者微棱镜结构、镜面、消光结构，特别是各向异性或各向同性的消光结构，或者是上面所述结构的组合。这些光栅结构是光学可变的，就是说在不同的照射或观察角下显示不同的光学效果。主题11此外也可以部分地不是由光学可变的结构产生，例如是通过印刷施加的层、特别是通过彩色层产生。非光学可变的结构的另一个例子是施加有所述安全元件1的基底，所述基底由不具有光学可变特性的材料，如纸或塑料组成。

为了确保实现特别好的防伪安全性，可以向光栅结构或主题11中引入信息，所述信息不容易被识别。图2示出对此的一个例子。视觉可识别的主题11这里叠加有根据预先规定的图案分布的像素12。这种叠加可以是累加式的，就是说主题结构11和图案结构12相互补充，或者所述叠加可以是一种XOR运算，就是说在两个结构重叠的位置图案结构12替代主题结构11。像素12的布局和其相对于主题11的相对位置构成另一个信息，该信息可以用于验证安全元件1。

图3示出将另一个信息集成到主题11中的另一种可能性。这里主题11的空闲面13用衍射结构14填充，所述衍射结构构成所述另外的信息。这种衍射结构也可以集成到装饰线布置结构15中，如图4所示的那样。

视觉可识别的信息也可以如图5所示那样集成到主题11中。这里主题11是文字，在所述文字中将一个字母16置于其他字体并且与文字中的其他字母不同。

特别有利的是，安全元件1是自动验证的。为此设备3的图像传感器拍摄安全元件1的图像序列。设备3优选是智能手机、平板电脑、PDA或其他具有图像传感器的手持设备。

所述图像序列包括至少两个单幅图像。在光线条件较差时，特别是在照度小于800lx时，就是说在照明比平均的室内照明暗时，也可以接通照明装置32，即灯或设备3的闪光灯。由于OVD的光学外观形象的光学可变性，适宜的是，获知所使用的设备3的照明装置32特有的特性，特别是所发出的光的光谱和照明装置32相对于图像传感器31的相对位置，由此能够可靠地确定由照明装置入射到OVD上的光的方向。由此至少可以较为精确地确定光学效果的这个影响参量。

设备3除了图像传感器31优选还具有一个或多个处理器和/或输入和输出组件、在硬件平台上运行的操作系统和其他在其上运行的软件部件，特别是控制程序，通过所述软件部件的运行能够实现设备3的功能。

所使用的传感器通常是数字电子的传感器，例如CCD传感器(CCD＝电荷耦合元件(Charge coupled device))。这里优选使用CCD阵列，就是说CCD布置系统，其中单个CCD设置在一个二维的矩阵中。由这种传感器产生的单幅图像此时以像素矩阵的形式存在，每个像素对应于传感器的一个单独的CCD。优选这种传感器至少具有0.5Megapixel的分辨率、特别是优选多于2Megapixel的分辨率。与传感器配合作用的透镜光学器件的质量对于由此得到的光学分辨率是重要的。

为了检测安全元件1的光学可变性，所述图像序列包括安全元件的多个单幅图像，特别是安全元件的多于两个单幅图像。这里，所述图像序列可以是多个分散建立的单幅图像，这些图像不存在时间上的关联，所述也可以是影片，就是说由单幅图像组成的影片，这些单幅图像以预先规定的时间间隔拍摄，特别是以每秒钟5至60帧图像的拍摄频率拍摄。

这里优选在拍摄期间改变观察角，就是说相对于安全元件使设备3摆动，从而在拍摄期间由安全元件1的光栅结构形成的光学信息在设备3的观察方向上是变化的。

这里，优选在设备3的显示器上向使用者指示，使用者应如何使智能手机相对与安全元件1运动，以便获得能最佳地分析评估的图像序列。此外，在拍摄图像序列期间，通过设备3的位置传感器测量设备3和安全元件1之间的相对位置，由此对于每个单幅图像，相应的观察角都是已知的。

可以直接在设备3中对这样拍摄的图像序列进行分析评估。图像序列的图像这里数字式地存储在设备3的存储器中并通过设备3的处理器处理，所述处理器执行适当的软件。

这里首先检查，主题11是否存在于图像序列的至少一个单幅图像中。主题11这里可以是安全元件的整个设计本身，但也可以只构成其部分方面。由此确保了，所述至少一个单幅图像的确显示要验证的安全元件。如果不是这样，则可以不再进行进一步的检查并指示使用者，通过传感器31拍摄的图像不适于完成验证目的并且可能需要重新拍摄。

图像序列的单幅图像此时可以利用Haar-Cascade算法分析。这种算法以对单幅图像中的多个所谓“Haar like”特征的分析评估。所述特征是与Haar小波，即预先规定波长的矩形波序列一起使用的结构。在二维中，这简单地涉及图像中相邻的明暗交替的矩形区域。通过将矩形遮罩在单幅图像上移动确定所存在的“Haar like”特征。所存在“Haar like”特征然后与存在于主题11中的特征相比较。这也可以通过级联滤镜来进行。

Haar-Cascade算法的优点是，需要特别少的计算时间的计算机资源。但也可以使用其他图像识别算法。

为了检查，是否存在主题11，执行所述至少一个单幅图像与之前记录的训练数据集之间的比较。这可以在所述的Haar-Cascade算法的范围内进行，但也可以通过其他算法实现。

图像识别以计算机学习的形式为基础。不给所述算法预先规定具体的用来实现图像内容分级的参数，而是让所述算法基于训练数据集学习这些参数。

为了建立训练数据集，拍摄多个图像，这些图像的第一子集分别具有主题11，而这些图像的第二子集都不具有主题11，并且第一子集的每个图像都配设有主题11的要识别的特征的相应图像坐标。

此时，借助第一和第二子集以及相配的图像坐标对图像识别算法进行训练。由此，所述算法学习正确地给图像分级，并且必要时忽略有意识地引入训练数据集中的干扰因素，例如图像中的映像、随机阴影或类似因素

如果能够证实存在主题11，则接着由图像序列的所述至少一个单幅图像确定主题11的轮廓。相对于上面所述的仅提供关于在单幅图像中是否存在主题11的是/否分类或可能性结论的简单图像识别，由此提供了附加的信息。特别是根据所确定的轮廓可以检查主题11的细节特征是否存在。这可以提供另外的可能有助于验证安全元件的信息

就是说，为了验证安全元件1，可以仅使用整个设计的一个细节。这使得也可以将视觉上可识别安全特征类似于隐藏在安全元件1的设计中。

为了确定主题11的轮廓，可以采用边缘识别算法，如Canny算法。

为了在彩色图像上使用Canny算法，首先必须将彩色图像转换成灰度图。在灰度图中，边缘的特征在于相邻的像素之间强烈的亮度波动并且由此可以描述为图像的灰度值函数的不连续性。

由于这种不连续性也可能由于图像噪点导致，适宜的是，在执行边缘识别算法时，执行噪点过滤，特别是利用具有3至7的优选核参数的高斯滤镜进行噪点过滤。

这里核是指应用到图像信息上的卷积矩阵。高斯滤镜的卷积矩阵对应于正态分布并用作低通滤波器。就是说经过滤的像素的灰度值对应于周围像素的灰度值的用正态分布加权的平均值直至由核参数限定的最大距离。较小的由噪点形成的结构被消除，而主题11的主要结构被保留。

优选在执行边缘识别算法时，通过使用索贝尔算子在所述至少一个单幅图像的至少一个优先方向上、优选在所述至少一个单幅图像的两个垂直的优先方向上执行边缘检测。

索贝尔算子同样是一种作为离散微分器起作用的卷积算子。通过利用索贝尔算子对图像进行卷积，得到灰度函数在两个垂直的优先方向上的部分导数。此时，由此可以确定边缘方向和边缘宽度。

在对灰度值数据进行区分之后，接着执行边缘过滤。这例如可以通过所谓的“非极大值抑制”来进行。这确保了，沿边缘仅保留极大值，从而边缘与其延伸方向垂直地不宽于一个像素。

在过滤之后，此时可以基于阈值确定主题11的轮廓的图像坐标。就是说确定从怎样的边缘强度开始一个像素属于边缘。

为此，例如可以使用基于滞变的方法。为此确定两个阈值T₁和T₂，其中T₂大于T₁。一个边缘强度大于T₂的像素被看作是边缘的组成部分。所有与该像素相连的边缘强度大于T₁的像素同样归属于该边缘。

由此获得在所考察的单幅图像中属于目标边缘的所有像素的图像坐标。可以进一步分析这些图像坐标，例如以便识别简单的几何形状。

接着，以主题11的所确定的图像坐标为基础，将所述单幅图像分成至少两个分区域，对于每个分区域，将所述轮廓所确定的图像坐标与相应的理论坐标进行比较并由此特别是确定是否存在预先规定的轮廓和/或确定预先规定的轮廓的尺寸和/或相对位置。这里在考虑主题11的用于验证的特征的理论位置的情况下来选择所述分区域。

要将这样检查的安全元件验证为真实的，这里不需要存在绝对的符合，也可以规定允许偏差的容差范围。偏差不是一定意味着就是伪造品，因为在拍摄单幅图像时可能出现的光学伪差、透视失真、安全元件在使用中的磨损或污染或类似效应也可能影响与原件的符合程度。

例如可以选择单幅图像的相对于主题11的轮廓定位在预先规定的位置中并且包括单幅图像的至少一个像素12和/或至少一个像素组的分区域，并且将所述至少一个选出的分区域的所述至少一个12和/或至少一个像素组的至少一个特性与对应的理论值进行比较。由此例如可以检查在图2中示出的像素图案是否存在。

如图5中所示，印刷术上的偏差也可以根据所述确定的轮廓数据来检查。

附加地可以检查，安全元件是否包括光学可变的结构。为此将图像序列的两个以不同的观察和/或照射条件拍摄的单幅图像进行比较。

如果所述单幅图像存在足够的差别，则可以认定存在光学可变的结构。如果不是这种情况，则存在静态的复制品。这里，将单幅图像分别相对应的像素和/或像素组比较就足够了，例如关于其亮度或其色值进行比较。这种方式可以在不进行大量处理工作的情况下确定各单幅图像一致或不一致。

就是说为了检查单幅图像的一致性，不需要识别单幅图像中的结构，仅在像素水平上观察由于改变观察或照射角发生的OVD典型变化就足够了。这是特别有效的并且节省计算时间。

备选于或附加于对主题11的宏观特征的所说明的识别，也可以向安全元件11中集成视觉不可识别的验证特征，例如在图3和4中示出的光栅结构14。这种光栅结构也可以用于对安全元件11进行另外的验证，以便提高防伪安全性。

例如可以使在至少一个光栅参数上不同的区域这样彼此相嵌地形成网格(交织的布置形式)，使得视觉上形成均质的表面。但光栅结构上的区别可以利用设备3的传感器31分辨。

网格周期这里优选这样来选择，使得所述网格周期是人眼不能分辨的。优选的网格周期这里是10μm至300μm。所述区域例如可以在一维或二维光栅的空间频率、方位角、浮雕深度、浮雕形状、浮雕结构的相位、方位变化的，浮雕深度变化和/或空间频率变化的周期、消光结构的平均粗糙度、各向异性的消光结构的优先方向上彼此不同。

这种结构的一个例子在图6至9中示出。常见的光栅具有直的光栅线，所述光栅线具有已预先规定的空间频率和预先规定的方位角，所述图中的光栅14的方位角随空间位置变化。以这种方式可以产生蛇形、抛物线形或圆形弯曲的光栅14。这种变化的周期低于人眼的分辨极限，特别是低于300μm，优选低于150μm，从而光栅14在其总体上表现为均质的并且在倾斜时在其整个表面上显示相同的光学效果。可以使用这种光栅14来更好地限定，在怎样的观察和照射条件下OVD表现为亮的或暗的或具有特定的颜色。

此外，光栅14的区域141、142以与方位角变化相同的周期彼此相嵌形成网格。因此所述网格也是人眼不可分辨的。区域141这里形成设计成主题的区域142的背景。

在所示实施例中，区域141和142的光栅的区别在于，方位角变化的相位在区域141和142之间移动180°。这在30cm的正常观察距离下是人眼不能感知的，而这些区域可以由传感器31分辨，从而通过区域141、142的布置和形状所代表的信息可以用于验证安全元件1。

图7和8以不同的观察角示出另一种光栅14。暗色表示的区域在相应的观察角下对于传感器是在暗背景前表现为明亮的。可以看到，这个区域在安全元件1倾斜时相对于传感器31运动。这个效果也只能利用传感器31感知，而光栅14对于裸眼表现为均质的。

在这种情况下，区域141、142以100μm的网格周期彼此相嵌地形成网格，光栅的空间频率为667线/mm，+/-30°的方位角的方位角变化周期为80μm。

在图7和8中示出的光栅14的具体实施形式在图9中用电子显微照片示出。穿过的该图像的对角线143构成背景区域141和主题区域142之间的界线。

如图10所示，区域141、142也可以以相应恒定的方位角彼此嵌套地形成网格(交织的布置)，但在区域141和142之间，方位角相差180°。这里这些区域这样设置，使得得到相位移动的主题144。为此需要不对称的光栅，例如闪耀光栅。所述光栅这里可以是彩色的(周期约为1μm的闪耀光栅)或无色的(周期大约5μm的闪耀光栅)。

在区域141中，方位角为0°，从而可以看到1阶的强衍射，而在方位角为180°的区域142中可以看到-1阶的弱衍射。这些区域的宽度，即网格的周期约为100μm，因此表面在视觉上也表现为均质的。但通过对用传感器31拍摄的图像使用网格滤镜可以分辨主题144。

类似地，区域141、142可以形成这样的网格，所述区域分辨构成具有不同的方位角方向的各向异性的消光结构或具有不同的方位角方向的各向同性的消光结构。这里网格的尺寸和图10中相同。区域141、142此时的区别在于其灰度值。整个结构在视觉上也表现为均质的，但同样可以通过对用利用传感器31拍摄对象使用网格滤镜而被分辨。

同样可以使用具有不同空间频率的区域141、142的网格，如图11示出的那样。此时，对于所给出的观察角，区域141、142具有不同的颜色，但光栅14的整个表面对于人眼表现为均质的。在图10的示例中，区域141具有1000线/mm的空间频率，而区域142的空间频率为800线/mm，这些区域以300μm的网格周期彼此相嵌形成网格。对于传感器31，相位移动的主题144也是可识别的。

但为了更好地避免在安全元件1倾斜时区域141、142的不同的颜色可见，适宜的是，区域141、142中的光栅的空间频率是接近的。例如区域141可以由空间频率为900线/mm的正弦光栅形成，而区域142由空间频率为800线/mm的正弦光栅形成。

在图12中示出另一个选项。这里区域141、142在光栅深度并因此在效能上略有区别，从而得到条件等色对。如果区域141、142中的光栅的效能例如对于红色略有不同，则主题144可以通过红滤镜变得可见，如图12中最右边示出的那样。区域141和142的尺寸优选选择得较小，使得这些区域对于人眼是不显著的，但可以利用传感器良好地分辨。

如图13所示，也可以使用光栅14的多于两个不同的区域141、142、145、146。构成主题144的背景的区域141、142这里表现为颜色G1(485nm)和G2(620nm)。构成主题144的区域145、146表现为颜色G3(450nm)和G4(568nm)。

由于这些区域的网格具有较小的周期(小于300μm)，主题144和背景分别表现为均质的，并且是表现为混合色G1+G2或G3+G4。如在左边的色图示出的那样，可以这样选择颜色，使得G1+G2和G3+G4分别形成相同的混合色。因此对于裸眼整个光栅14表现为均质的。

但通过颜色过滤，也可以利用设备3分辨主题144。这也可以在用不同的光源照射时实现。例如设备3可以将在日光下拍摄的单幅图像与用闪光灯拍摄的单幅图像进行对比。

类似的色彩效果也可以用于将隐藏的主题144集成到真彩色全息图中。

如图14和15示出的那样，主题11也可以引入安全元件1中，所述主题在安全元件1倾斜时在两个空间方向上表现出视差效应。就是说主题11根据观察角看上去沿两个方向相对于周围的结构运动。在常见的照射条件下，特别是简单的主题11、如圆形或十字形对此是合适的，因为复杂的主题这里易于变模糊。

现在可以使用主题11相对于周围的结构的相对位置，以便由所拍摄的单幅图像重现，在拍摄单幅图像时安全元件1相对于传感器31处于怎样的相对位置。除了确定的衍射的周围结构，也可以利用相对于衍射背景图像(假像(Ghost Image))的相对位置。

这种主题11在用点光源照射时可以清楚地识别。在使用复杂的主题时，所述主题可能在漫射的环境照明下几乎完全变模糊。这里也可以将在环境照明下的单幅图像与利用闪光的单幅图像进行对比。闪光这里可以使得隐藏的仅对于点光源可识别的主题11变得可见。这里已知闪光灯相对于图像传感器的相对位置也是有帮助的。

一般而言，也可以将视觉上不可识别的、仅能利用传感器31分辨的结构集成到计算机生成的全息图中。这例如可以是如图2中所示的隐藏的点或线图案。

如图16所示，还可以利用这样的事实，即，智能手机或类似设备的传感器31通常设计成CCD阵列。就是说这些传感器31具有单个光敏元件组成的周期性的网格311。如果在安全元件上设置具有合适的网目尺寸的网格结构17，则在以适当的间隔拍摄图像序列时会在两个网格311和17之间形成莫阿(Moiré)效应。

传感器31的各单个光敏的元件通常具有1.5至2μm的尺寸并且以同样的尺寸相互隔开间距。网格的周期因此为3至4μm。因此与网格17的网目尺寸和观察距离无关地与网格17一起形成莫阿效应。这同样可以用于验证安全元件1。

用于验证安全元件1的光学效应这里不必位于视觉可感知的光谱内。图17示出不同的零阶正弦光栅与光栅周期和波长相关的反射特性。特别是对于具有由高折射率材料、如ZnS组成的层的零阶光栅，也可以使用在红外范围内的反射。例如光栅周期为350nm的零阶光栅在约为470nm的可见光谱范围内具有反射峰值并且同时在约760nm处具有第二反射峰值。波长较大的反射峰值实际上对于人眼是不可识别的。

但光学效果的可分析性也取决于拍摄图像序列所使用的光。图18示出日光谱(上)与常见的智能手机闪光灯光谱(下)的比较。如图中所示，在日光谱中提供了足够的IR强度，而闪光灯几乎没有红外分量。对于这种验证类型因此适宜的是，使用日光。

在图19和20中示出在横向电极化和横向磁极化时一个具体实施例与光栅周期和波长相关的反射特性。正弦光栅的光栅深度这里为200nm。该光栅设有80nm厚的由ZnS组成的层，所述层在可见光谱范围内的折射率约为2.3(复折射率的实部)，所述光栅埋入折射率约为1.59的聚合物中。观察角为25°。

可以看到，周期为700nm的光栅在横向电极化时在近红外范围具有明显的特征性反射，这种反射可以用于验证。

此外可以使用在衍射的黑色背景、反射的黑色或彩色背景前具有动态或静态消光效应的主题11。这种结构可以如上所述利用图像和边缘识别算法分析评估。所述结构的尺寸在最简单的点的情况下优选为100μm至600μm。这种结构也可以通过方位角上的小偏差区别于背景。越多具有这种效应的元件集成到主题11中，则验证精度越高。

可选地也可以将具有所谓动态消光效应的主题11选择成大面积的，从而消光效应是肉眼能清楚识别的。如果这里在验证时用或不用闪光拍摄了具有至少一个图像的图像序列，则可以对至少局部出现的对比度反转进行分析评估。这种对比度反转的原因在于用于这种动态消光效应的各向异性的消光结构特殊的散射特性。利用闪光从几乎相同的方向照射主题11，也从该方向用传感器进行拍摄。相反，如果没有闪光，则有很少的光来自这个方向，就是说照射由其他方向进行。这总体上导致主题11的对比度反转。图21示出，在有闪光和没有闪光的情况下对于两个示例性的利用各向异性的消光结构建立的主题进行图像拍摄。

主题11此外可以包括肖像，所述肖像可以通过灰度图、真彩色全息图、计算机生成的全息图或作为表面浮雕肖像实现。为了验证安全元件1，此时可以使用计量生物学算法。具有高度细节丰富度的肖像变型适用于此。

主题11也可以在软件侧在设备3中补充另外的元件，据此接下来检查，是否得到理论结构。由此可以向所述方法中集成加密法，此时在软件侧补充的元件用作私钥，而主题用作公钥。

主题11的用于验证安全元件11的结构也可以是有含义的，例如是条码的形式。如果这种结构非常小，例如小于100μm，则所述结构也是裸眼无可见的，但可以由传感器31识别。如果为此使用衍射结构，例如衍射的条码，所述条码在具有各向同性的消光浮雕结构的背景上具有强烈吸光的并且视觉上暗的、优选黑色的浮雕结构，则设备3可以毫无问题地在真实的安全元件和静态印刷的复制件之间进行区分。为此例如还可以使用衍射编码的颜色、强度或网格结构。

主题11的有含义的结构这里可以是主题11整体的图形组成部分。就是说，主题11的有含义的结构同时是图形的部分，例如标志、徽章、肖像或面部图像的部分。但主题11的有含义的结构也可以单独地、就是说在光学上与实际的图形主题分开地设置在单独的区域内，以便例如也可以分开地读出或验证。例如可以在主题11旁边、特别是与其相邻地设置衍射的条码。所述衍射条码备选于此地可以继承到主题11的图形布置中。

在图22A-C中示出安全元件11的具有包括2D条码111的三个可能的实施形式。所有这些实施例这里分别包括条码111、图形主题112，例如标识，以及至少部分金属化的表面113。在所有这些实施例中，图形主题112构造成设置在部分金属化的表面113上的衍射主题。

在图22A中示出的实施例中，条码111不是在部分金属化的表面113上延伸，而是作为印刷结构设置在所述部分金属化的表面113旁边。

在根据图22B的实施例中，条码111位于表面113的内部并且通过有目的的对表面113去金属、例如通过激光烧蚀形成。

在根据图22C的实施例中，条码111同样设置在表面113的内部，并且图形主题112也同样作为衍射结构实现。

在所有情况下，条码111都可以在使用所述方法的情况下通过手持设备3读出，从而可以验证安全元件1。条码111本身这里还可以包含个性化信息，所述个性化信息使得可以将安全元件1与确定的目标或文件相配设。特别是当条码111通过喷墨印刷或激光烧蚀形成使，可以实现这一点。

但这种个性化信息也可以附加于条码111引入安全元件1中。在图23A-C示出对此的三种可能性。

这种附加的个性化信息114可以和条码111一样通过手持设备3读出。为了确保附加的安全性，这里也可能的是，所述个性化信息114仅能用专门的设备，例如用专门的照射或专门的相机滤镜或者也可以用专门的软件侧装备读出。

在所示的实施例中，个性化信息114设计成随机或伪随机的点图案。用于产生所述点图案的随机数或伪随机数这里可以由物理的源，例如由在自然中存在的随机分布获得，或者也可以由算法产生。

如图23A所示，个性化信息114与条码111分开设置。例如条码111和个性化信息114可以在单独的转移膜上产生并相互分开地施加到安全元件1上

备选于此地条码111和个性化信息114也可以重叠。如图23B中示出的那样，这可以通过将个性化信息114直接集成到条码111的结构中来实现。例如这两个信息可以通过相同的衍射结构形成。

备选地，条码111和个性化信息114也可以顺序地施加，如图23C示出的那样。这里例如条码111通过转移膜施加，接着将个性化信息114印刷在其上。备选地，个性化信息114也可以通过向转移膜中引入随机分布的颗粒、纤维或其他标记物来产生。

如果条码111构造成通过复制(Replikation)成型到复制层中并接着金属化的浮雕结构，个性化信息114也可以进一步通过接下来对金属层113的部分去金属、例如通过激光烧蚀产生。

此外，也可以将随机的个性化信息114与另一种随机的浮雕结构组合。作为浮雕结构这里可以使用所有前面已经说明的变型，这里特别合适的是各向同性或各向异性的消光结构、线性、交叉、蛇形或圆形的光栅、基于微观结构的颜色结构，如计算机生成的全息图，或者随机的颜色结构，开诺全息图结构或类似结构。此时也可以通过利用激光烧蚀或印刷，而别是喷墨印刷施加个性化信息114来进行附加的个性化。

如图24示出的那样，这里有利的是，个性化信息114的背景由马赛克/镶嵌结构或浮雕结构的叠加形成，所述浮雕结构可以通过手持设备3分辨。所述马赛克的各个区块115足够小，从而这些区块是人眼不能分辨的。如果如图24A-C中所示，个性化信息114在产生马赛克之后例如通过激光烧蚀以单个点的形式写入，则仅由于制造工艺不可避免地存在的容差就可以在个性化信息114相对于马赛克的区块115的定位上实现随机的偏差，这种偏差对于每个安全元件1都是不同的并且由此用于对个体的安全元件1进行身份识别。

个性化信息113此外还可以通过用具有与浮雕结构成型到其中的复制层相同的折射率的漆进行涂刷来部分消除浮雕结构来产生。在刷漆的位置，由于浮雕层被消除而不会产生光学效应，在接下来进行金属化之后，这个区域因此表现为镜面的并且能容易地通过手持设备3读出。

如图25所示，个体户信息114还可以这样产生，即，并排或相叠地设置两个条状的光学可变的结构，这两个结构分别在其长度上在至少一个参数上时变化的。通过改变相应的参数，由这两个结构相对于彼此的布置沿纵向延伸对于每个点都得到一个特有的参数对。

例如可以在例如具有从500线/mm至1500线/mm的光栅周期的逐渐变化的衍射的颜色分布114b的旁边设置在其亮度上变化的动态消光结构114a，所述消光结构例如具有方位角从0°至90°的逐渐变化。对于沿纵向延伸的每个点，都可以读取由颜色和亮度组成的值对。通过在安装这两个结构时选择的沿纵向方向移位，可以使所述值对个性化并用于识别特殊的个体的安全元件1。此外，这两个结构还可以与随机图案116相叠加，所述随机图案限定了读出区。

在另一个实施形式中，可以点状的记号117集成到背景图案中，以便形成个性化信息114，如图26中示出的那样。记号一般性而言可以是任意的化学或物理的记号，特别是颜料、纳米颗粒、晶体颗粒和类似物。为了实现附加的保险，也可以通过手持设备3分析记号117的吸收谱、发射谱或折射谱。

所述记号优选随机地分布。这例如可以通过向漆中掺入低浓度的记号117来实现。在涂漆和漆硬化是，形成希望的随机分布，这种随机分布可以用于个性化。

如果条码111印刷在个性化图案114上，则也通过条码111部分地覆盖并由此消除个性化图案114也可以

用于对安全元件1进行验证和身份识别。图27示出对此的一个例子。个性化图案114的各个结构与条码111之间的位置关系可以读出和分析。图28示出个性化图案114的另一个例子。这里首先将衍射的个性化图案114复制到条状的基体上(图28A)。所述条状体没有重复的最大长度这里由复制辊的周长确定。

此时，在条码111的旁边仅将条状体的一部分施加到安全元件1上。如图28B-D示出的那样，由此在条状体选择的部段之后得到个性化图案114与条码111之间独特的位置关系，这种位置关系是可读的并且可以用于验证。

Claims (131)

1.用于验证光学可变的安全元件(1)的方法，具有以下步骤：

a)利用手持设备(3)的传感器(31)拍摄图像序列，所述图像序列具有安全元件(1)的至少一个单幅图像；

b)检查至少一个预先规定的光学信息是否存在于所述图像序列的至少一个单幅图像中，

其中，所述图像序列包括安全元件(1)的多个单幅图像，并且借助所述图像序列的至少两个单幅图像检查，安全元件(1)是否包括光学可变的结构，

在步骤b)中首先检查，在所述图像序列的至少一个单幅图像中是否存在预先规定的目标，其中，为了检查是否存在预先规定的目标，使用图像识别算法，并且为了检查是否存在预先规定的目标，利用所述图像识别算法将所述至少一个单幅图像与事先记录的训练数据集进行比较，其中，为了记录训练数据集，建立多个图像，这些图像的第一子集分别具有所述预先规定的目标，而这些图像的第二子集都不具有所述预先规定的目标，并且给第一子集的每个图像都分配所述预先规定的目标的要识别的特征的相应图像坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个单幅图像具有多于480x320像素。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光学可变的安全元件(1)是衍射安全元件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像序列包括安全元件(1)的多于2个单幅图像。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，图像识别算法是Haar-Cascade算法。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，手持设备(3)是智能手机、平板电脑或PDA。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助第一和第二子集以及相配的图像坐标对图像识别算法进行训练。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检查是否存在光学可变的安全元件(1)的所述至少一个预先规定的光学信息时，由所述图像序列的至少一个单幅图像确定所述预先规定的目标的轮廓。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，为了确定所述轮廓，执行边缘识别算法。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在执行边缘识别算法时，执行噪点过滤。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在执行边缘识别算法时，通过使用索贝尔算子在所述至少一个单幅图像的至少一个优先方向上进行边缘检测。

12.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在执行边缘识别算法时，进行边缘过滤。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在执行边缘识别算法时，基于阈值确定目标轮廓的图像坐标。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，以所述轮廓的所确定的图像坐标为基础，将所述图像序列的至少一个单幅图像分成至少两个分区域，对于每个分区域，将所述轮廓所确定的图像坐标与相应的理论坐标进行比较。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，选出单幅图像的至少一个分区域，所述分区域相对于预先规定的目标的轮廓定位在预先规定的位置中，所述分区域包括所述单幅图像的至少一个像素和/或至少一个像素组，并且将所选出的所述至少一个分区域的所述至少一个像素和/或所述至少一个像素组的至少一个特性与相对应的理论值进行比较。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，根据所述轮廓所确定的图像坐标来确定所述单幅图像的所述至少一个分区域的位置。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述至少一个分区域包括单幅图像的小于50％的面积。

18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中拍摄图像序列时，改变传感器和安全元件之间的角度和/或改变光源和安全元件(1)之间的角度。

19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中拍摄图像序列时，通过手持设备(3)的位置传感器对于图像序列的每个单幅图像记录手持设备(3)相对于预先规定的位置的相对位置并将其分配给相应的单幅图像。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，为了检查安全元件(1)是否包含光学可变的结构，在步骤b)中，将图像序列的两个以不同的观察角和/或照射角拍摄的单幅图像相比较。

21.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，为了检查，安全元件(1)是否包括光学可变的结构，将单幅图像的分别相对应的像素和/或像素组进行比较。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，检查单幅图像的的相应像素和/或像素组在彩色值和/或亮度值上是否存在差别。

23.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述预先规定的光学信息是选自以下组的一个或多个信息，该组包括：目标、目标的轮廓、目标的轮廓的部分、所选出的所述至少一个分区域的像素和/或像素组的特性。

24.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将选自以下组：目标、目标的轮廓、目标的轮廓的部分、所选出的所述至少一个分区域的像素和/或像素组的特性的一个或多个信息与理论值进行比较，以便确定是否存在所述预先规定的光学信息。

25.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息是或包括视觉可识别的信息。

26.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息是或包括符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字。

27.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息是或包括符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字的部分元素。

28.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息与所述衍射安全元件的另一个光学的、视觉上可感知的信息同时存在。

29.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息是或包括像素布置结构和/或线布置结构，和/或是或包括像素布置结构和/或线布置结构相对于所述衍射安全元件的另一个光学的、视觉上可感知的信息的相对位置。

30.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息是或包括所述衍射安全元件的另一个光学的、视觉上可感知的信息的第一分区域和第二分区域之间的图形特性的偏差。

31.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息是或包括所述衍射安全元件的另一个光学的、视觉上可感知的信息的第一分区域和第二分区域之间的对称性的偏差。

32.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息是或包括视觉上不能识别、但能利用传感器机器检测的信息。

33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息通过安全元件(1)的浮雕结构的至少一个浮雕参数在安全元件的至少一个第一区和至少一个第二区之间的变化形成。

34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述至少一个第一区和/或所述至少一个第二区的至少一个横向尺寸小于600μm。

35.根据权利要求33或34所述的方法，其特征在于，所述至少一个第一区以符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字形式构成，而所述至少一个第二区构成所述至少一个第一区的背景。

36.根据权利要求33或34所述的方法，其特征在于，第一和第二区以预先规定的网格周期彼此相嵌地形成网格。

37.根据权利要求33或34所述的方法，其特征在于，浮雕结构的至少一个光栅参数是一维或二维光栅的空间频率、方位角、浮雕深度、浮雕形状、浮雕结构的相位、方位角变化的、浮雕深度变化的和/或空间频率变化的周期、消光结构的平均粗糙度、各向异性的消光结构的优先方向。

38.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息在拍摄图像序列时通过安全元件(1)的周期性网格和传感器(31)的周期性网格之间的莫阿效应产生。

39.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息通过在可见光谱之外的衍射效应来产生。

40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述衍射效应通过零阶的衍射结构产生。

41.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，为了检查是否存在所述至少一个预先规定的光学信息，对所述图像序列的所述至少一个单幅图像使用滤镜。

42.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息构成编码。

43.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检查在所述图像序列的至少一个单幅图像中是否存在至少一个另外的光学信息。

44.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，所述至少一个另外的光学信息是个性化信息。

45.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，所述个性化信息通过所述至少一个光学信息的至少一个图像元素到所述至少一个另外的光学信息的至少一个图像元素的距离形成。

46.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，所述个性化信息通过条码形成。

47.根据权利要求43至46之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个另外的光学信息与所述至少一个预先规定的光学信息相叠加。

48.根据权利要求43至46之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个另外的光学信息包括一个或多个选自以下组的结构：

-浮雕结构，

-印刷结构，

-磁性结构

-部分金属化的层和/或部分的HRI层。

49.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息是肖像，所述肖像在步骤b)中通过计量生物学的算法识别。

50.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，在步骤a)中拍摄图像序列之前和/或期间，在手持设备(3)的显示器上向手持设备(3)的使用者显示指示：手持设备(3)在拍摄图像序列期间应相对于安全元件(1)保持在和/或运动到怎样的相对位置和/或怎样的距离。

51.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，以至少0.5线对/mm的分辨率拍摄图像序列的单幅图像。

52.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，在步骤a)中拍摄单幅图像之前，测量照度，并且在照度小于800lx时，激活手持设备的光源。

53.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，在存在所述至少一个预先规定的光学信息时，在输出装置上输出验证确认信息。

54.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，通过在手持设备(3)的计算装置上执行的软件程序实施步骤b)。

55.根据权利要求54所述的方法，其特征在于，所述软件程序和/或配设给所述软件程序的数据库按预先规定的间隔通过远程通信连接更新。

56.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，通过在不同于手持设备(3)的计算装置上执行的软件程序实施步骤b)，将在步骤a)中拍摄的图像序列通过远程通信连接发送给所述计算装置。

57.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，在步骤b)中在不存在所述至少一个光学信息和/或衍射结构时，向不同于手持设备(3)的计算装置发送通知，所述通知包括地点和/或时间信息。

58.根据上述权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，在另一个步骤c)中检查，在所述图像序列的至少一个单幅图像中是否存在至少一个另外的预先规定的光学信息，所述另外的预先规定的光学信息存在于所述光学可变的安全元件(1)的已知的伪造品中并且不存在于真实的光学可变的安全元件(1)中。

59.根据权利要求58所述的方法，其特征在于，在不存在所述至少一个预先规定的光学信息时以及在不存在所述至少一个另外的预先规定的光学信息时，向不同于手持设备(3)的计算装置发送通知，所述通知包括地点和/或时间信息，以及包括图像序列的至少一个单幅图像。

60.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，在第一和/或第二区中设置的浮雕结构是零阶衍射结构。

61.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个单幅图像具有多于1920x1280像素。

62.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为了确定所述轮廓，执行Canny算法。

63.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，利用高斯滤镜进行噪点过滤。

64.根据权利要求63所述的方法，其特征在于，利用核参数为3至7的高斯滤镜进行噪点过滤。

65.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，通过使用索贝尔算子在所述至少一个单幅图像的两个垂直的优先方向上进行边缘检测。

66.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，以所述轮廓的所确定的图像坐标为基础，将所述图像序列的至少一个单幅图像分成至少两个分区域，对于每个分区域，将所述轮廓所确定的图像坐标与相应的理论坐标进行比较并由此确定是否存在预先规定的轮廓和/或确定预先规定的轮廓的尺寸和/或相对位置。

67.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，以所述轮廓的所确定的图像坐标为基础，将所述图像序列的至少一个单幅图像分成至少两个分区域，并且为了检查，安全元件(1)是否包括光学可变的结构，将单幅图像的所述分区域的分别相对应的像素和/或像素组进行比较。

68.根据权利要求67所述的方法，其特征在于，检查单幅图像的所述分区域的相应像素和/或像素组在彩色值和/或亮度值上是否存在差别。

69.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述另一个光学的、视觉上可感知的信息是符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字。

70.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述另一个光学的、视觉上可感知的信息是符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字。

71.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述图形是线宽、彩色值、色调、亮度、网格密度、网格方向或字体。

72.根据权利要求30或71所述的方法，其特征在于，所述另一个光学的、视觉上可感知的信息是符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字。

73.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述另一个光学的、视觉上可感知的信息是符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字。

74.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，在第一和/或第二区中设置的浮雕结构是衍射的结构、闪耀光栅或宏观结构。

75.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，在第一和/或第二区中设置的浮雕结构是透镜结构或微棱镜结构或镜面或消光结构。

76.根据权利要求75所述的方法，其特征在于，消光结构是各向异性或各向同性的消光结构。

77.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述至少一个第一区和/或所述至少一个第二区的至少一个横向尺寸小于300μm。

78.根据权利要求77所述的方法，其特征在于，所述至少一个第一区和/或所述至少一个第二区的至少一个横向尺寸小于150μm。

79.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息通过在红外光的波长范围内的衍射效应来产生。

80.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述衍射效应通过具有由高折射率材料组成的透明层的正弦光栅或二元光栅产生。

81.根据权利要求80所述的方法，其特征在于，所述衍射效应通过具有由ZnS组成的透明层的正弦光栅或二元光栅产生。

82.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，滤镜是网格滤镜和/或滤色镜。

83.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息构成衍射的条码。

84.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，所述至少一个另外的光学信息是随机的、伪随机的和/或算法生成的个性化信息。

85.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，浮雕结构是衍射浮雕结构、闪耀光栅或宏观结构。

86.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，浮雕结构是零阶的衍射结构或透镜结构或微棱镜结构或镜面或消光结构。

87.根据权利要求86所述的方法，其特征在于，消光结构是各向异性或各向同性的消光结构。

88.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，印刷结构包括彩色的、视觉上有效和/或光学可变的色素和/或颜料。

89.根据权利要求51所述的方法，其特征在于，以至少2线对/mm的分辨率拍摄图像序列的单幅图像。

90.根据权利要求53所述的方法，其特征在于，在显示器上输出验证确认信息。

91.根据权利要求54所述的方法，其特征在于，所述软件程序和/或配设给所述软件程序的数据库按预先规定的间隔在每次实施所述方法之前通过远程通信连接更新。

92.根据权利要求55所述的方法，其特征在于，远程通信连接是互联网连接。

93.根据权利要求56所述的方法，其特征在于，远程通信连接是互联网连接。

94.手持设备，所述手持设备具有传感器(31)和控制装置，所述传感器用于拍摄安全元件(1)的具有至少一个单幅图像的图像序列，所述控制装置构造成，使得该控制装置实施以下步骤：

a)利用传感器(31)拍摄所述安全元件(1)的图像序列，所述图像序列具有至少一个单幅图像；

b)检查至少一个预先规定的光学信息是否存在于所述图像序列的至少一个单幅图像中,

其中，所述图像序列包括安全元件(1)的多个单幅图像，并且借助所述图像序列的至少两个单幅图像检查，安全元件(1)是否包括光学可变的结构，

在步骤b)中首先检查，在所述图像序列的至少一个单幅图像中是否存在预先规定的目标，其中，为了检查是否存在预先规定的目标，使用图像识别算法，并且为了检查是否存在预先规定的目标，利用所述图像识别算法将所述至少一个单幅图像与事先记录的训练数据集进行比较，其中为了记录训练数据集，建立多个图像，这些图像的第一子集分别具有所述预先规定的目标，而这些图像的第二子集都不具有所述预先规定的目标，并且给第一子集的每个图像都分配所述预先规定的目标的要识别的特征的相应图像坐标。

95.根据权利要求94所述的手持设备，其特征在于，所述图像序列包括安全元件(1)的多于2个单幅图像。

96.计算机程序产品，所述计算机程序产品设计成，使得所述计算机程序产品上存储的计算机程序在计算装置上执行时该计算机程序实施根据权利要求1至93之一所述的步骤b)。

97.服务器，所述服务器具有计算装置，所述计算装置设计成，使得所述计算装置执行根据权利要求1至93之一所述的步骤b)。

98.光学可变的安全元件(1)，该安全元件能够利用根据权利要求1至93之一所述的方法进行验证，所述安全元件包含至少一个预先规定的光学信息，所述信息能够用手持设备(3)的传感器(31)机器检测。

99.根据权利要求98所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息通过安全元件(1)的浮雕结构的至少一个浮雕参数在安全元件(1)的至少一个第一区和至少一个第二区之间的变化形成。

100.根据权利要求99所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述至少一个第一区和/或所述至少一个第二区的至少一个横向尺寸小于600μm。

101.根据权利要求99或100所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述至少一个第一区以符号、徽标、图画、标志、数字字母的字符或数字形式构成，而所述至少一个第二区构成所述至少一个第一区的背景。

102.根据权利要求99或100所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，第一和第二区以预先规定的网格周期彼此相嵌地形成网格。

103.根据权利要求99所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述浮雕结构具有光栅。

104.根据权利要求103所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述浮雕结构是具有圆形、抛物线形或蛇形弯曲的光栅线的光栅，所述光栅线具有周期性的方位角变化，在至少一个分区域中方位角变化的周期和/或所述一维或二维网格的网格宽度小于300μm。

105.根据权利要求103所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，浮雕结构的至少一个光栅参数是一维或二维光栅的空间频率、方位角、浮雕深度、浮雕形状、浮雕结构的相位、方位变化的、浮雕深度变化的和/或空间频率变化的周期、消光结构的平均粗糙度、各向异性的消光结构的优先方向。

106.根据权利要求104所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，周期性的方位角变化覆盖平均方位角周围+/-30°的范围。

107.根据权利要求103或104所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，光栅的空间频率在1000线/mm至500线/mm之间。

108.根据权利要求104所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，周期性的方位角变化的相位在第一和第二分区域之间移动180°。

109.根据权利要求99或100所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，浮雕结构是不对称的浮雕结构并且在第一分区域中具有这样的方位角，所述方位角由第二分区域的方位角移动了180°。

110.根据权利要求99或100所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，浮雕结构在第一分区域中具有与第二分区域的空间频率相差至少100线/mm的空间频率。

111.根据权利要求99所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息在可见光谱之外通过衍射效应产生。

112.根据权利要求111所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述衍射效应通过零阶的衍射结构产生。

113.根据权利要求112所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述衍射效应通过具有由高折射率材料组成的透明层的正弦光栅或二元光栅产生。

114.根据权利要求112所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述衍射效应通过具有由ZnS组成的透明层的正弦光栅或二元光栅产生。

115.根据权利要求112所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述零阶的衍射结构是具有100-300nm的光栅深度的正弦光栅。

116.根据权利要求113所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，由高折射率材料组成的层具有60-100nm的厚度。

117.根据权利要求116所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，由高折射率材料组成的层具有80nm的厚度。

118.根据权利要求116或117所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，由高折射率材料组成的层具有在1.5至2.5之间的折射率。

119.根据权利要求99或100所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，由所述浮雕结构产生的视觉效果至少局部地沿两个相互垂直的空间方向具有视差。

120.根据权利要求98所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，手持设备(3)是智能手机或PDA。

121.根据权利要求99所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，浮雕结构是衍射的结构、闪耀光栅或宏观结构。

122.根据权利要求99所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，浮雕结构是透镜结构或微棱镜结构或镜面或消光结构。

123.根据权利要求122所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，消光结构是各向异性或各向同性的消光结构。

124.根据权利要求121所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，浮雕结构是零阶的衍射的结构。

125.根据权利要求100所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述至少一个第一区和/或所述至少一个第二区的所述至少一个横向尺寸小于300μm。

126.根据权利要求125所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述至少一个第一区和/或所述至少一个第二区的所述至少一个横向尺寸小于150μm。

127.根据权利要求111所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述至少一个预先规定的光学信息在红外光的波长范围内通过衍射效应产生。

128.根据权利要求115所述的光学可变的安全元件(1)，其特征在于，所述零阶的衍射结构是具有200nm的光栅深度的正弦光栅。

129.安全文件(2)，所述安全文件具有根据权利要求98至128之一所述的光学可变的安全元件(1)。

130.根据权利要求129所述的安全文件(2)，其特征在于，安全文件是纸币、有价证券、证明文件、护照、驾驶证或信用卡。

131.具有根据权利要求98至128之一所述的光学可变的安全元件(1)的产品或产品包装。