CN109313701A - 用于生成对象的真实性的度量的方法、成像装置和系统 - Google Patents

用于生成对象的真实性的度量的方法、成像装置和系统 Download PDF

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Abstract

本发明特别涉及生成对象(20)的真实性的度量，该对象(20)包括包含不均匀的预先存在层(40)或被该预先存在层(40)覆盖的表面(30)。已在表面(30)上印刷了标记(50)，使得通过该标记(50)的至少一部分可检测预先存在层(40)的性质。标记(50)包括代码的机器可读表示。该方法包括：对标记(50)进行成像(s100)；读取(s200)通过所成像的标记表示的代码；基于如成像装置(10)通过所成像的代码的机器可读表示的至少一部分所检测到的预先存在层(40)的性质来生成(s300)签名；以及基于所读取的代码和所生成的签名来生成对象(20)的真实性的度量。本发明还涉及用于该目的的设备、系统和计算机程序。

Description

用于生成对象的真实性的度量的方法、成像装置和系统
技术领域
本发明特别涉及用于生成或至少有助于生成对象的真实性的度量的方法。本发明还涉及用于相同目的的装置、系统、计算机程序、计算机程序产品和存储介质。
背景技术
在特定市场中供应假冒商品会对相应真品的制造商造成收入损失、以及在对这些商品征税时会对政府造成收入损失。最终用户由于被供应劣质产品而受到假冒商品的不利影响，这对于某些产品(诸如药物是假冒主体的情况等)而言可能甚至会对最终用户的健康有害。结果，高质量真品的制造商的商誉将遭受损失。
在现有技术中，针对例如含酒精和不含酒精的饮料(啤酒、葡萄酒、烈酒、软饮料等)、烟草制品(香烟、雪茄、散装烟草等)、药品、香水、以及一般的可征税产品，已经提出了许多防伪措施。已知利用复杂的印刷技术来使包装上的设计尽可能难以复制。
还已知利用在环境光下的呈现形态和在紫外(UV)或红外(IR)辐射下的呈现形态不同的荧光或磷光物品。还使用了不同复杂程度的全息图像。其它已知技术包括水印技术、雕刻凹版线和如下的标志，这些标志根据施加到标记的热而改变颜色。
GB 2527508 A涉及一种防伪识别标签，该防伪识别标签包括金属带(window)、透明粘合层和包含在透明粘合层中的随机分散的吸收反射颗粒。基于由颗粒定义的图案和标签所应用于的对象的表面特征的组合来创建识别图案。将该图案登记在数据库中，并且可以访问该图案以提供对象的认证。
有鉴于上述，需要提供为了验证对象的目的的更快、更简单、更便宜并且更可靠稳健的方法。
发明内容
为了满足或至少部分满足上述的目标，在独立权利要求中定义了根据本发明的方法、成像装置、系统、计算机程序、计算机程序产品和存储介质。在从属权利要求中定义了特定实施例。
在一个实施例中，利用成像装置执行方法，以用于生成对象的真实性的度量的目的、或者至少用于有助于生成所述对象的真实性的度量的目的。所述对象包括表面，所述表面至少部分包括层或者被所述层覆盖，以下将所述层称为“预先存在层”。所述预先存在层具有不均匀的反射率、反射谱、反射和发射性质至少之一。已在所述表面的区域上印刷了标记，使得所述成像装置通过所述标记的至少一部分能够检测所述预先存在层的不均匀性质。此外，所述标记包括代码的机器可读表示。所述方法包括以下步骤。首先，对所述标记进行成像。然后，读取通过所成像的标记表示的代码。还基于如所述成像装置通过所成像的所述代码的机器可读表示的至少一部分所检测到的所述预先存在层的不均匀性质来生成签名。然后执行以下步骤至少之一：将所读取的代码和所生成的签名发送至处理装置，以使得能够生成所述对象的真实性的度量；以及至少基于所读取的代码和所生成的签名来生成所述对象的真实性的度量。
这种方法使得能够根据代码和预先(例如，在对象的表面上印刷标记之后立即或不久)获得的预先存在层签名之间的关联高效地验证所生成的预先存在层的签名是否是所预期的、或者所生成的预先存在层的签名是如所预期那样的程度。如果验证为“是”，则对象有可能是真品。否则，对象更有可能是伪造品。
在一个实施例中，本发明还涉及一种成像装置，用于执行上述方法，上述方法用于生成对象的真实性的度量或者有助于生成所述对象(20)的真实性的度量。如上所述，所述对象包括表面，所述表面至少部分包括层(所谓的“预先存在层”)或者被所述层覆盖；所述预先存在层具有不均匀的反射率、反射谱、反射和发射性质至少之一；已在所述表面的区域上印刷了标记，使得所述成像装置通过所述标记的至少一部分能够检测所述预先存在层的不均匀性质；并且所述标记包括代码的机器可读表示。所述成像装置还被配置用于：对所述标记进行成像；读取通过所成像的标记表示的代码；基于如所述成像装置通过所成像的所述代码的机器可读表示的至少一部分所检测到的所述预先存在层的不均匀性质来生成签名；以及以下操作至少之一：(a)将所读取的代码和所生成的签名发送至处理装置，以使得能够生成所述对象的真实性的度量；以及(b)至少基于所读取的代码和所生成的签名来生成所述对象的真实性的度量。
在一个实施例中，本发明还涉及一种方法，该方法用于创建参考数据，以使得能够(例如是使用成像装置所执行的上述方法等)稍后生成对象的真实性的度量。如上所述，所述对象包括表面，所述表面至少部分包括层(所谓的“预先存在层”)或者被所述层覆盖，并且所述预先存在层具有不均匀的反射率、反射谱、反射和发射性质至少之一。已在所述表面的区域上印刷了标记，使得所述成像装置通过所述标记的至少一部分能够检测所述预先存在层的不均匀性质。所述标记包括代码的机器可读表示。该方法包括以下步骤。所述成像装置对所述标记进行成像。基于如所述成像装置通过所成像的所述代码的机器可读表示的至少一部分所检测到的所述预先存在层的不均匀性质来生成签名。然后，将所述代码与所生成的签名相关联地作为参考数据存储在数据存储单元中。
在一个实施例中，本发明还涉及一种系统，用于执行上述方法，所述方法用于创建参考数据，以使得能够稍后生成对象的真实性的度量。所述系统包括成像装置。如上所述，所述对象包括表面，所述表面至少部分包括层(所谓的“预先存在层”)或者被所述层覆盖；所述预先存在层具有不均匀的反射率、反射谱、反射和发射性质至少之一；已在所述表面的区域上印刷了标记，使得所述成像装置通过所述标记的至少一部分能够检测所述预先存在层的不均匀性质；并且所述标记包括代码的机器可读表示。所述系统还被配置用于：利用所述成像装置对所述标记进行成像；基于如所述成像装置通过所成像的所述代码的机器可读表示的至少一部分所检测到的所述预先存在层的不均匀性质来生成签名；以及将所述代码与所生成的签名相关联地作为参考数据存储在数据存储单元中。
在一些实施例中，本发明还涉及用于执行如上所述的成像方法的计算机程序或一组计算机程序、用于存储如上所述的计算机程序或一组计算机程序的计算机程序产品或一组计算机程序产品、以及用于存储如上所述的计算机程序或一组计算机程序的存储介质。
附图说明
现在应结合附图来说明本发明的实施例，其中：
图1示意性示出本发明的一个实施例中的成像装置和待认证的对象；
图2示意性示出本发明的一个实施例中的对象的表面；
图3a是本发明的一个实施例中的方法的流程图，其中该方法有助于生成对象的真实性的度量；
图3b是本发明的一个实施例中的方法的流程图，其中该方法生成对象的真实性的度量；
图4a和4b是根据本发明的两个子实施例的图3b所示的方法的步骤s500的两个流程图；
图5是本发明的一个实施例中的方法的流程图，其中该方法由成像装置和处理装置这两者执行，并且该方法使得生成对象的真实性的度量；
图6是本发明的一个实施例中的方法的流程图，其中该方法使得创建参考数据以使得能够稍后生成对象的真实性的度量；
图7是本发明的一个实施例中的认证系统的概述框图；
图8示出本发明的实施例中的在预先存在层上可以使用的典型图案；
图9示意性示出本发明的一个实施例中的、21×21个模块的QR码的下采样对应于21×21个像素的图像；
图10示意性示出本发明的一个实施例中的、透明像素p与其透明邻居之间的差分的计算(该示例示出了8邻居的配置)；
图11a示意性示出本发明的一个实施例中的成像装置，其中该成像装置有助于生成对象的真实性的度量；
图11b示意性示出本发明的一个实施例中的成像装置，其中该成像装置生成对象的真实性的度量；
图12示意性示出本发明的一个实施例中的系统，其中该系统包括成像装置和处理装置这两者，并且该系统的操作使得生成对象的真实性的度量；
图13示意性示出本发明的一个实施例中的系统，其中该系统创建参考数据以使得能够稍后生成对象的真实性的度量；以及
图14是根据本发明一个实施例的计算单元的典型实现的示意图。
具体实施方式
现在应结合具体实施例来说明本发明。这些具体实施例用于向本领域技术人员提供更好的理解，但并不意图限制如由所附权利要求书限定的本发明的范围。
图1示意性示出本发明的一个实施例中的成像装置10和待认证的对象20。对象20例如可以是但不限于啤酒、葡萄酒、烈酒或软饮料的瓶子或罐、香烟或雪茄的包装、药品包装、香水瓶、或者任何其它应税商品、某种快速消费品(FMCG)、钞票、有价证券、身份证件、卡、票据、标签、安全箔或安全线等。如将参考图2更详细地所述，对象20包括表面30，该表面30具有(即，包括或覆盖有)印刷了标记50的预先存在层40。
成像装置10具有能够对对象20、并且特别是对象20的表面30或者表面30的至少一部分进行成像的照相机(未示出)。在一个实施例中，成像装置10是例如以下至少之一等的手持式装置：移动电话、智能电话、功能手机、平板计算机、平板手机、便携式媒体播放器、上网本、游戏装置、个人数字助理和便携式计算机装置。
来自对象20的表面30并且到达成像装置10的照相机的电磁辐射可以部分或全部源自于电磁辐射源(未示出)所发射的电磁辐射的反射。在通过电磁辐射源所发射的电磁辐射照射对象20的表面30时或之后，来自对象20的表面30并且到达成像装置10的照相机的电磁辐射可以可选地或附加地部分或完全源自于对象20的表面30的物质的某种形式的光致发光(即，荧光或磷光)。在两个情况下(即，通过反射、反射率的辐射或者通过某种形式的光致发光的辐射)，电磁辐射源在一个实施例中可以与成像装置10(或其一部分)一体化或者附接到成像装置10(或其一部分)。所述电磁辐射源例如可以是光源、红外辐射源和/或UV辐射源。
图2示意性示出本发明的一个实施例中的图1所示的对象20的典型表面30。表面30被层40(所谓的“预先存在层”)部分覆盖。在一个实施例(未示出)中，表面30被预先存在层40完全覆盖。可选地，表面30实际上可以包括至少在表面30的区域中延伸的预先存在层40。在一个实施例(未示出)中，表面30包括在整个表面30中延伸的预先存在层40。预先存在层40具有不均匀的反射率、反射谱(也称为“谱反射率曲线”，即作为波长的函数的反射率)、反射和发射性质至少之一。换句话说，所述性质在被预先存在层40覆盖或者预先存在层40延伸的表面上具有空间可变性。例如，预先存在层40可以具有如图2所示的扭索图案这样的特定图案、或者直接印刷在对象20上的标志、徽标或图像、或者可选地在置于对象20(例如，对象20的帽或胶囊上等)上的标签上印刷的标志、徽标或图像。图案例如可以为彩色或灰色阴影。在一个实施例中，使用以下印刷技术中的任一印刷技术来在预先存在层40上印刷图案等：凹版印刷、胶版印刷和柔版印刷。
标记50已印刷在表面30的被预先存在层40覆盖或包括预先存在层40的区域上。标记50包括代码的机器可读表示。在一个实施例中，代码的机器可读表示包括例如DataMatrix、QR码等的线性条形码和/或二维条形码。在一个实施例中，标记50包括使用以下的印刷技术中的任一印刷技术所印刷的例如QR码等的代码的机器可读表示：热转印套印、按需喷墨(DoD)热喷墨、DoD压电喷墨和激光标记。
标记50印刷在表面30上，使得成像装置10通过标记50的至少一部分可检测预先存在层40的上述不均匀性。根据“通过标记50的至少一部分”，这意味着：a)在标记内的空间间隙中(例如在QR码的透明模块中等)；以及/或者b)经由所印刷的标记的暗部分，其中即使预先存在层40被标记部分隐藏也考虑到预先存在层40的可能影响(例如在QR码的黑色模块的暗度可能根据所考虑的黑色模块的位置处的预先存在层40的性质而改变等)。在b)中论述的效果在符号学领域中已知为调制(在这方面，参见例如：ISO/IEC 15415:2004，“Information technology--Automatic identification and data capturetechniques--Bar code print quality test specification--Two-dimensionalsymbols”，ISO/IEC,2004，瑞士，第17页，第7.8.4节)。为了成像装置10可检测，预先存在层40的不均匀性质通常应当是与成像处理中所涉及的噪声可区分开的性质。
预先存在层40上的图案可以是可见或不可见的图案，例如利用可见或不可见的印刷墨来印刷。相对于标记50，预先存在层40可以被视为衬底的形式。所印刷的标记50也可以是可见或不可见的标记，例如利用可见或不可见的印刷墨来印刷。
在一个实施例中，标记50印刷在预先存在层40上。在这种情况下，预先存在层40是底层，并且所印刷的标记50形成上覆层(如图2所示)。如果标记例如是QR码，则在针对深色模块可以使用墨但针对浅色模块可以不使用墨的意义上，上覆层可以是不完整的。
在另一实施例中，通过(经由某种雕刻或蚀刻等)局部去除衬底的一部分并因此露出衬底下方的层来印刷标记50，所述层是预先存在层40。
在又一实施例中，通过变换衬底的性质(例如，局部烧制或变形等)来印刷标记50，所述衬底是预先存在层40。
图3a是本发明的一个实施例中的方法的流程图，其中该方法有助于生成(如参考图1和图2所论述的)对象20的真实性的度量。
在步骤s100中，对标记50进行成像。
然后，在步骤s200中，读取(即，解码)所成像的标记表示的代码。
在步骤s300中，基于如成像装置10通过所成像的代码的机器可读表示的至少一部分检测到的预先存在层40的(如上所述的)不均匀性质来生成签名。因此，所检测到的性质例如可以是以下至少之一：所成像的点的亮度、以及所成像的点的颜色分量(例如，RGB分量)。然而，步骤s300不一定需要在步骤s200之后执行。步骤s300可以可选地在步骤s200之前执行，或者步骤s200和s300这两者可以并行执行。签名例如可以包括根据如成像装置10通过所成像的代码的机器可读表示所检测到的预先存在层40的性质而导出的位或字节的序列或阵列。签名还可被视为如成像装置10通过所成像的代码的机器可读表示的至少一部分所检测到的预先存在层40的指纹。
在步骤s400中，成像装置10然后向处理装置(图1中未示出)发送所读取的代码和所生成的签名，以使得能够生成对象20的真实性的度量(如将参考图5更详细地所述)。可以使用任何传输格式(例如使用因特网协议(IP)包等)在任何合适的有线或无线信道上发送所读取的代码和所生成的签名。
因而，该方法使得能够利用处理装置(如将参考图5更详细地所述)按照所读取的代码和预先(即，在对象20的表面30上印刷标记50之后立即或不久)获得的预先存在层签名之间的关联来验证所生成的预先存在层的签名是否是所预期的、或者验证所生成的预先存在层的签名是所预期的程度。如果验证为“是”，则对象20可能是真品。否则，对象20更有可能是伪造品。
此外，该方法提供了稳健的认证方法，这归功于通过所成像的标记所检测到的预先存在层40的性质的高度独特性，至少由于以下两个原因：
首先，由于标记50表示机器可读代码(例如QR码等)，因此标记50的(内部)形状取决于代码，并且预先存在层40的通过标记50可见的部分也取决于代码。这意味着，在大量对象中的各对象上印刷不同的代码时，通过标记50内的空间间隙看得见预先存在层40的不同部分。换句话说，各个标记50的模糊区域在预先存在层40上创建的掩码(mask)表明预先存在层40的区域的大的可变性。大量对象，这里意味着例如一百个对象以上或者一千个对象以上，其中所有对象通常具有承载相同图案的预先存在层40，尽管不同的图案也可以可选地用于不同组的对象。
其次，预先存在层40的通过标记50可见的部分也取决于印刷有标记50的精确位置(即，场所和转动取向)。因而，在通常高速操作的生产或配送线中在大量对象中的各个对象上印刷标记50时，通过各个标记50(即，通过各个标记50内的空间间隙)看得见预先存在层40的不同部分。这是由于在通常高速操作的生产或配送线中进行定位方面的印刷处理的公差而产生的。因此，这增加了对象之间的预先存在层40的露出区域的上述可变性。
图3b是本发明的一个实施例中的方法的流程图，其与参考图3a所述的实施例的不同之处在于，不是将所读取的代码和所生成的签名这两者都发送至处理装置(以使得处理装置能够生成真实性的度量)，而是在步骤s500中，成像装置10自身至少基于所读取的代码和所生成的签名来生成对象20的真实性的度量。在这样的实施例中，成像装置10因此可被视为例如手持式审核装置等的审核装置，该审核装置能够生成对象的真实性的度量，并且将该真实性度量提供至例如该装置的操作者。
例如可以如下实现图3b的步骤s500：
在图4a的流程图所示的第一子实施例中，步骤s500包括以下子步骤：(i)将在步骤s200中所读取的代码从成像装置10发送s510至处理装置(例如用作成像装置10的服务器的计算机或一组计算机)；(ii)利用处理装置，将该代码与数据存储单元或数据库的记录进行核对s520，以检索(即，提取)数据存储单元或数据库中的与代码相关联的签名；(iii)将在子步骤s520中检索到的签名从处理装置发送s530至成像装置10；以及(iv)利用成像装置10，至少基于在步骤s300中所生成的签名和在子步骤s530中所接收到的签名之间的比较结果来生成s540对象20的真实性的度量。
在图4b的流程图所示的第二子实施例中，步骤s500包括以下子步骤：(i)利用成像装置10，将代码与数据存储单元或数据库的记录进行核对s550，以检索数据存储单元或数据库中的与该代码相关联的签名，其中数据存储单元或数据库存储在成像装置10本身上；(ii)利用成像装置10，至少基于在步骤s300中所生成的签名和在子步骤s550中所检索到的签名之间的比较结果来生成s560对象20的真实性的度量。
与结合图3b来参考图4b所述的方法相比，参考图3a所述的方法和结合图3b来参考图4a所述的方法由于通常不必在成像装置10上存储要进行认证验证的代码和签名的对之间的任何关联，因而是有利的。
图5是本发明的一个实施例中的方法的流程图，该方法在成像装置10将所读取的代码和所生成的签名发送s400至处理装置之后，由成像装置10和处理装置这两者执行。处理装置在数据存储单元中检索s600与所读取的代码相关联地存储的签名。处理装置将所生成的签名与所存储的签名进行比较s700，然后至少基于所生成的签名和所存储的签名之间的比较结果来生成s800对象20的真实性的度量。
在一个实施例中，在生成真实性的度量之后，处理装置将所述真实性的度量发送回至成像装置10(在图5中未示出该步骤)，其中可以将与对象20的真实性有关的信息以某种方式(例如，在显示器上或通过任何其它类型的用户接口)输出至成像装置10的操作者(其例如可以是最终用户)。在这样的实施例中，成像装置10因此可以被视为例如手持式审核装置等的审核装置，该审核装置被配置用于将对象的真实性的度量提供至例如该装置的操作者。
在另一实施例中，在生成真实性的度量之后，处理装置不将所述真实性的度量发送回至成像装置10。在这样的实施例中，成像装置10的操作者(其例如可以是最终用户)因此可能并不知晓对标记50成像已引起不只读取所成像的标记所表示的代码。换句话说，成像装置10的操作者可能并不知晓执行该方法最终有助于认证对象20。
在一个实施例中，代码的机器可读表示包括二维条形码，并且在(图3a、3b和5所提到的)步骤s300中，签名是基于二维条形码的边界内的所成像的标记(例如基于仅在二维条形码的边界内的所成像的标记等)生成的。
在一个实施例中，生成s300签名包括：估计如成像装置10通过所成像的代码的机器可读表示的至少一部分所检测到的预先存在层40的性质的空间变化。后面参考图9和10来说明这种实施例的示例。具体地，在一个实施例中，可以通过对QR码的各浅色模块中的像素求平均、计算各个相邻浅色模块的平均值之间的局部差分、并且基于该局部差分执行比较，来生成s300签名。
在一个实施例中，生成对象20的真实性的度量包括：认证对象20，即判断对象20是否可能是真品。在一个实施例中，生成对象20的真实性的度量包括：生成真实性度量(例如，0和1之间的实数值等)，其中“0”可以意味着“完全确定对象不是真品”，并且“1”可以意味着“完全确定对象是真品”。如果对象20例如是容纳某些商品的容器或包装，则所生成的真实性的度量可能仅仅相当于通过存在于容器或包装上的标志或符号所确定的商品真实性的度量(假定容器或包装未被篡改)，而不一定使得能够直接对商品本身进行认证。
在一个实施例中，标记50是例如如图2所示的QR码。QR码(即，标记50)包括(与预先存在层40相对应的)背景上的按方形网格排列的方形点。将方形点称为“深色模块”或“黑色模块”，并且将其余点称为“浅色模块”或“透明模块”。为了测量可辨别的图像纹理性质，预先存在层40应当包括诸如颜色或边缘等的可见或不可见特征的足够程度的变化。图像纹理性质(即，预先存在层40的不均匀性质)可以形成应用于衬底(例如，产品包装或标签)的图形设计(例如，徽标)的副产品。也可以将纹理(即，预先存在层40的不均匀性质)作为安全度量有意地添加到衬底以验证产品项目(即，对象20)。此外，图像纹理(即，预先存在层40的不均匀性质)可以固有地是衬底的一部分。在这方面，例如参见US 2007/0192850 A1，其涉及分析所获取到的纸张的微观结构的图像以估计用于产品认证的指纹。
在本实施例中，QR码充当掩码以定位测量图像纹理(即，预先存在层40的不均匀性质)的区域(即，透明模块)的部分。该掩模处理的益处是难以复制安全图案。例如，在高速生产线中，快速地输送产品项目(即，对象20)，使得伪造者将QR码应用于产品项目上的相同位置是不可行的或者至少是非常困难的。这种可变性增强了所掩模的图像纹理(即，预先存在层40的不均匀性质)的随机性，结果还增强了签名的随机性。
图6是本发明的一个实施例中的方法的流程图，其中该方法使得创建参考数据，以使得能够稍后如上所述生成对象20的真实性的度量。还如上所述，对象20包括至少部分包含层40(所谓的“预先存在层”)或被层40覆盖的表面30；预先存在层40具有不均匀的反射比、反射谱、反射和发射性质至少之一；标记50已印刷在表面30的区域上，使得成像装置(其不需要是与上述的成像装置10相同类型的装置)通过标记50的至少一部分可检测预先存在层40的性质；标记50包括代码的机器可读表示。
该方法包括以下步骤。成像装置对所印刷的标记50进行成像s1100，这在一个实施例中意味着对标记50进行成像并且不对标记50周围的任何事物(或几乎任何事物)进行成像。然后，可选地读取s1200通过所成像的标记50表示的代码。可选地(或附加地)，可以从印刷操作获知代码。基于上述的成像装置通过所成像的代码的机器可读表示的至少一部分所检测到的预先存在层40的性质来生成s1300签名。然后，将代码与所生成的签名相关联地作为参考数据存储s1900在数据存储单元中。可以针对大量对象重复该处理，并由此可以使得用参考数据填充数据存储单元。所述参考数据稍后可用于认证目的。
图7示出本发明的一个实施例中的认证系统的概述框图。第一步骤s100、s1100包括获取诸如QR码等的标记50的图像。该任务例如可以在生产或配送线上在质量控制过程内执行以确保QR码的可解码性。所获取到的图像用作向用于如上所述生成s300、s1300签名的纹理测量模块的输入。该处理s300、s1300例如可以应用于图像的与QR码的浅色模块相对应的区域部分。例如，计算透明模块中的四个边缘方向的局部直方图。稍后参考图8～10来论述用以测量纹理(即，预先存在层40的性质)以生成s300、s1300签名的一个方式。
如果第一次获取到s1100QR码的图像，则将测量到的图像纹理(即，所检测到的预先存在层40的性质，作为签名)或从该图像纹理(即，签名)导出的信息与编码在QR码中的产品项目的标识符相关联s1900，并且作为参考数据存储s1900在数据库中以供随后认证用。将一方面是产品项目的标识符(即，通过对象20上的标记50表示的代码)和另一方面是所测量到的图像纹理(即，所检测到的预先存在层40的性质，作为签名)或从该图像纹理(即，签名)导出的信息之间的关联记录s1900在数据库中，这一操作已知为登入(enrollment)。
如果要认证产品项目20，则获取s100QR码的图像，并且测量s300透明模块中的图像纹理(即，预先存在层40的性质)。从解码后的QR码提取s200产品项目的标识符(即，代码)。该信息允许从数据库中快速检索相应的参考签名。在比较步骤s540、s560、s700中，将参考签名与所生成的签名进行比较，以生成真实性的度量。
在决定步骤中，将阈值处理法应用于比较距离，以作出与产品项目20是否是真品有关的决定(即，二进制值)。阈值可以是训练过程的结果。
在一个实施例中，将存储唯一标识符(即，代码)的QR码印刷在纹理化衬底(即，预先存在层40(参见图8中的纹理的示例))上。为了测量图像纹理(即，为了测量预先存在层40的不均匀性质)并且生成s300签名，在该实施例中进行以下的步骤A～F：
步骤A：对于所获取到的图像中的QR码的各深色模块和透明(浅色)模块，计算像素强度的平均值。平均运算的目标是减小图像的大小(以允许更快的后续计算步骤)和降低像素强度噪声(以增加对强度噪声的稳健性)这两者。然而，本实施例不限于平均运算。代替对模块的像素强度求平均以表征所述模块，可以执行例如以下等的运算：(i)计算模块的像素强度的最小值和最大值；或者(ii)计算模块的像素强度的直方图。因此，步骤A得到QR码图像的下采样。具体地，如图9示意性所示，QR码的模块可被下采样为单个像素。
步骤B：对于下采样图像的各透明像素p(其中像素p对应于输入图像中的透明模块)，计算像素p和其透明邻居(即，输入图像中的与QR码的透明模块相对应的相邻像素)之间的强度差分Di。可以使用诸如图10示意性示出的8邻域等的不同类型的邻域。
步骤C：如果Di小于阈值T，则从纹理的测量中丢弃Di，并且这可以通过签名中的与模块相关联的字节中的布尔(Boolean)值来指示。该阈值处理对于消除在纹理比较方面不可辨别的差分Di是有用的。
步骤D：如果Di大于阈值T，并且如果Di为负，则将Di的符号编码为0。否则，将Di的符号编码为1。
步骤E：通过处理下采样图像的所有透明像素所产生的编码符号的序列表示了图案的纹理，并且是所生成的签名的一部分。
步骤F：然后将纹理的度量(即，所生成的签名)连同解码后的QR码的唯一标识符(即，所读取的代码)一起发送至服务器。这使得能够实现快速的一对一比较以进行认证。可以使用例如汉明(Hamming)距离来比较两个纹理度量、即在步骤s300中生成的签名和在步骤s1300中生成的参考签名。
本实施例在涉及签名时，从传输和存储开销的角度是有利的。例如，对于印刷在预先存在的扭索层上的25×25的QR码，签名可以包括25×25个字节(即，对于黑色模块和浅色模块为625个字节)的阵列。如果发送了各模块由6×6个像素表示的实际图像，则将存在多至36倍的数据。
在从传输和存储开销的角度可能甚至更有利的另一实施例中，在步骤F中，将所计算出的与各个模块相关联的Di值的编码符号即时地发送至服务器(即，一计算出该编码符号就发送至服务器)。在本实施例中，将较少量的数据发送至服务器，并且也不必将整个签名存储在成像装置上。此外，服务器一判断为比较错误的数量大于阈值，就可以在接收整个签名之前决定对象是否是真品。
参考步骤A～F所述的实施例以及涉及与各个模块相关联的字节的即时传输的实施例由于以下因而也是有利的：为了生成签名，这些实施例关注于如成像装置通过所成像的代码的机器可读表示所检测到的预先存在层40的性质的局部可变性。因而，签名大部分保持不受成像处理期间的照明条件和来自成像处理的假影(例如所成像的标记中的转变等(例如，在成像处理中引入的阴影))影响。这样得到特别可靠的签名。
参考图9和10所论述的用以测量图像纹理(即，测量如成像装置所检测到的预先存在层40的性质)的方法在一个实施例中也可以应用于QR码的深色模块以捕获这些模块的暗度的局部变化。该措施可能适合于检测复制攻击(即，利用高分辨率扫描器从真实产品项目复制数据矩阵符号并将该数据矩阵符号印刷在多个伪造产品项目上)。此外，使用从QR码(或类似物)的深色模块和浅色模块这两者产生的纹理度量(即，预先存在层40的性质)改善了认证方法的性能。
图11a示意性示出本发明的一个实施例中的成像装置10，其中成像装置10有助于生成对象20的真实性的度量。在一个实施例中，成像装置10被配置用于执行如参考图3a所述的方法，并且包括：(i)第一单元100(以下称为“成像单元”100)，其被配置用于对标记50进行成像；(ii)第二单元200(以下称为“代码读取单元”200)，其被配置用于读取通过所成像的标记表示的代码；(iii)第三单元300(以下称为“签名生成单元”300)，其被配置用于基于如成像装置10通过所成像的代码的机器可读表示的至少一部分所检测到的预先存在层40的性质来生成签名；(iv)第四单元400(以下称为“发送单元”400)，其被配置用于将所读取的代码和所生成的签名发送至处理装置，以使得能够生成对象20的真实性的度量。
图11b示意性示出本发明的一个实施例中的成像装置10，其中成像装置10生成对象20的真实性的度量。在一个实施例中，成像装置10被配置用于执行如参考图3b所述的方法。成像装置10包括如参考图11a所述的成像单元100、代码读取单元200和签名生成单元300、以及另一单元(以下称为“真实性度量生成单元”500)，该真实性度量生成单元500被配置用于至少基于所读取的代码和所生成的签名来生成对象20的真实性的度量。
图12示意性示出本发明的一个实施例中的系统，其中该系统包括如参考图11a所述的成像装置10和处理装置60这两者。该系统操作以生成对象20的真实性的度量。在一个实施例中，所述系统被配置用于执行如参考图5所述的方法。处理单元60包括：(i)单元600(以下称为“签名检索单元”600)，其被配置用于在数据存储单元中检索与(从成像装置100接收到的)所读取的代码相关联地存储的签名；(ii)另一单元700(以下称为“比较单元”700)，其被配置用于将(从成像装置10接收到的)所生成的签名与(签名检索单元600所检索到的)所存储的签名进行比较；(iii)又一单元800(以下称为“外部真实性度量生成单元”800)，其被配置用于至少基于所生成的签名和所存储的签名之间的比较结果来生成对象20的真实性的度量。
图13示意性示出本发明的一个实施例中的系统70，其中系统70创建参考数据以使得能够稍后生成对象20的真实性的度量。在一个实施例中，系统70被配置用于执行如参考图6所述的方法，并且包括：(i)单元110(以下称为“第二成像单元”1100(其可以不同于成像单元100))，其被配置用于对标记50进行成像；(ii)另一(可选)单元1200(以下称为“第二读取单元”1200)，其被配置用于读取通过所成像的标记50表示的代码(作为替代，如上所述，代码可以从印刷操作获知)；(iii)又一单元1300(以下称为“第二签名生成单元”1300)，其被配置用于基于如成像单元1100通过所成像的代码的机器可读表示的至少一部分所检测到的预先存在层40的性质来生成签名；以及(iv)再一单元1900(以下称为“存储单元”1900)，其被配置用于将代码与所生成的签名相关联地作为参考数据存储在数据存储单元中。
图14是在本发明的实施例中可以使用的计算单元2000的典型实现的示意图，该计算单元200诸如但不仅仅用于生成以上论述的签名和/或生成以上论述的真实性的度量。
如图14所示，计算单元2000可以包括总线2005、处理单元2003、主存储器2007、ROM2008、存储装置2009、输入装置2002、输出装置2004和通信接口2006。总线2005可以包括许可计算单元2000的组件之间的通信的路径。
处理单元2003可以包括处理器、微处理器、或者可以解释并执行指令的处理逻辑。主存储器2007可以包括RAM或者可以存储供处理单元2003执行的信息和指令的另一类型的动态存储装置。ROM 2008可以包括ROM装置或者可以存储供处理单元2003使用的静态信息和指令的另一类型的静态存储装置。存储装置2009可以包括磁和/或光学记录介质及其相应的驱动器。
输入装置2002可以包括许可操作者向处理单元2003输入信息的机构，诸如小键盘、键盘、鼠标、笔、语音识别和/或生物特征机构等。输出装置2004可以包括向操作者输出信息的机构，该机构包括显示器、印刷机、扬声器等。通信接口2006可以包括使得计算单元2000能够与其它装置和/或系统(诸如与基站、WLAN接入点等)进行通信的任何类似收发器的机构。例如，通信接口2006可以包括用于经由网络与另一装置或系统进行通信的机构。
计算单元2000可以进行本文所述的某些操作或处理。这些操作可以响应于处理单元2003执行计算机可读介质(诸如主存储器2007、ROM 2008和/或存储装置2009等)中所包含的软件指令来进行。计算机可读介质可被定义为物理或逻辑存储器装置。例如，逻辑存储器装置可以包括单个物理存储器装置内的或者分布在多个物理存储器装置上的存储器空间。主存储器2007、ROM 2008和存储装置2009各自可以包括计算机可读介质。存储装置2009的磁和/或光记录介质(例如，可读CD或DVD)还可以包括计算机可读介质。可以将软件指令从诸如存储装置2009等的另一计算机可读介质或者经由通信接口2006从另一装置读入主存储器2007。
主存储器2009中所包含的软件指令可以使处理单元2003进行本文所述的操作或处理，例如生成签名和/或生成真实性的度量等。可选地，可以代替软件指令或者与软件指令组合使用硬连线电路以实现本文所述的处理和/或操作。因而，本文所述的实现不限于硬件和软件的任何特定组合。
本发明还涉及以下的编号为(i)～(v)的实施例：
实施例(i)：根据权利要求1所述的方法，其中，所述成像装置(10)是手持式装置。
实施例(ii)：根据权利要求1所述的方法，其中，所述成像装置(10)是移动电话。
实施例(iii)：根据权利要求6至8中任一项所述的成像装置(10)，其中，所述代码的机器可读表示包括线性条形码和二维条形码。
实施例(iv)：根据实施例(iii)所述的成像装置(10)，其中，
所述代码的机器可读表示包括二维条形码；以及
所述签名被配置为基于所述二维条形码的边界内的所成像的标记来生成。
实施例(v)：根据权利要求6至8以及实施例(iii)和(iv)中任一项所述的成像装置(10)，其中，生成所述签名包括：估计如所述成像装置(10)通过所成像的所述代码的机器可读表示的至少一部分所检测到的所述预先存在层(40)的性质的空间变化。
在如此使用术语“数据存储单元”、“成像单元”、“代码读取单元”、“签名生成单元”、“发送单元”等的情况下，没有限制这些元件可以如何分布以及这些元件可以如何聚集。也就是说，单元的构成元件可以分布在不同的软件或硬件组件或装置中以产生期望功能。还可以聚集多个不同的元件以提供期望功能。
以上提到的单元或装置(例如成像装置10和处理装置60等)中的任一单元或装置可以以硬件、软件、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或固件等实现。
在本发明的更多实施例中，上述的数据存储单元、成像单元、代码读取单元、签名生成单元、发送单元等中的任一单元分别被数据存储部件、成像部件、代码读取部件、签名生成部件、发送部件等或者数据存储模块、成像模块、代码读取模块、签名生成模块、发送部件等取代，以进行数据存储单元、成像单元、代码读取单元、签名生成单元、发送单元等的功能。
在本发明的更多实施例中，上述的方法、步骤或处理中的任一方法、步骤或处理可以使用计算机可执行指令，例如以计算机可执行过程或方法等的形式、以任何种类的计算机语言、以及/或者以固件或集成电路等上的嵌入式软件的形式实现。
尽管已经基于详细示例说明了本发明，但这些详细示例仅用于向本领域技术人员提供更好的理解，而并不意图限制本发明的范围。本发明的范围更希望由所附权利要求书来定义。

Claims (9)

1.一种成像装置(10)所执行的方法，所述成像装置(10)用于生成对象(20)的真实性的度量或者有助于生成所述对象(20)的真实性的度量，
其中，所述对象(20)包括表面(30)，所述表面(30)至少部分包括层(40)或者被所述层(40)覆盖，以下将所述层(40)称为“预先存在层”；
所述预先存在层(40)具有不均匀的反射率、反射谱、反射和发射性质中的至少一个不均匀性质；
已在所述表面(30)的区域上印刷了标记(50)，使得所述成像装置(10)通过所述标记(50)的至少一部分能够检测所述预先存在层(40)的所述不均匀性质；以及
所述标记(50)包括代码的机器可读表示，
所述方法包括：
对所述标记(50)进行成像(s100)；
读取(s200)通过所成像的标记表示的代码；
基于如所述成像装置(10)通过所述代码的所成像的机器可读表示的至少一部分所检测到的所述预先存在层(40)的所述不均匀性质来生成(s300)签名；以及
以下操作至少之一：
为了能够生成所述对象(20)的真实性的度量，将所读取的代码和所生成的签名发送(s400)至处理装置；以及
至少基于所读取的代码和所生成的签名来生成(s500)所述对象(20)的真实性的度量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述代码的机器可读表示包括线性条形码和二维条形码至少之一。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
所述代码的机器可读表示包括二维条形码，以及
所述签名是基于所述二维条形码的边界内的所成像的标记来生成(s300)的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，生成(s300)所述签名包括：估计如所述成像装置(10)通过所述代码的所成像的机器可读表示的至少一部分所检测到的所述预先存在层(40)的所述不均匀性质的空间变化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
所述方法包括：利用所述成像装置(10)将所读取的代码和所生成的签名发送(s400)至所述处理装置；以及
所述方法由所述处理装置进一步执行，并且还包括：
利用所述处理装置在数据存储单元中检索(s600)与所读取的代码相关联地存储的签名；
利用所述处理装置将所生成的签名与所存储的签名进行比较(s700)；以及
至少基于所生成的签名和所存储的签名之间的比较结果，来生成(s800)所述对象(20)的真实性的度量。
6.一种成像装置(10)，用于生成对象(20)的真实性的度量或者有助于生成所述对象(20)的真实性的度量，
其中，所述对象(20)包括表面(30)，所述表面(30)至少部分包括层(40)或者被所述层(40)覆盖，以下将所述层(40)称为“预先存在层”；
所述预先存在层(40)具有不均匀的反射率、反射谱、反射和发射性质中的至少一个不均匀性质；
已在所述表面(30)的区域上印刷了标记(50)，使得所述成像装置(10)通过所述标记(50)的至少一部分能够检测所述预先存在层(40)的所述不均匀性质；以及
所述标记(50)包括代码的机器可读表示，
所述成像装置(10)被配置用于：
对所述标记(50)进行成像；
读取通过所成像的标记表示的代码；
基于如所述成像装置(10)通过所述代码的所成像的机器可读表示的至少一部分所检测到的所述预先存在层(40)的所述不均匀性质来生成签名；以及
以下操作至少之一：
为了能够生成所述对象(20)的真实性的度量，将所读取的代码和所生成的签名发送至处理装置；以及
至少基于所读取的代码和所生成的签名来生成所述对象(20)的真实性的度量。
7.根据权利要求6所述的成像装置(10)，其中，所述成像装置(10)是手持式装置。
8.根据权利要求7所述的成像装置(10)，其中，所述成像装置(10)是移动电话。
9.一种系统，包括：根据权利要求6至8中任一项所述的成像装置(10)；以及处理装置，
其中，所述成像装置(10)被配置用于将所读取的代码和所生成的签名发送至所述处理装置，以及
所述处理装置被配置用于：
在数据存储单元中检索与所读取的代码相关联地存储的签名；
将所生成的签名与所存储的签名进行比较；以及
至少基于所生成的签名和所存储的签名之间的比较结果来生成所述对象(20)的真实性的度量。
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