CN115485147A - 用于设计和生产安全特征的方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于设计和生产安全特征的方法。一般而言，本公开提供了设计安全特征中的印刷图像的方法，所述安全特征包括叠加于所述印刷图像的光学元件阵列，其中所述印刷图像包括像素的行和列的二维矩阵，所述方法包括：通过进行以下操作中的一者或多者来校正所述印刷图像的所述像素与所述光学元件阵列之间的不匹配：添加一个或多个像素；移除一个或多个像素；以及移动一个或多个像素。

Description

用于设计和生产安全特征的方法

技术领域

许多文件包含有助于识别仿造或伪造文件的安全特征。这些文件中的许多将包含利用微光学器件的安全特征，因为这些特征典型地难以以产生令人信服的伪造所需的精度复制。

这些文件中使用的微光学器件通常包括叠加在由像素组成的印刷图像上的光学元件阵列。通常期望使用微光学器件产生视觉上不同的图像和/或动画。

由于印刷图像和光学元件阵列之间的不匹配，微光学器件会发生间距漂移。甚至非常精确的阵列也会在典型的安全特征的范围内累积足够多的不匹配以解释动画的几帧，这导致在特征的宽度或高度上不一致的动画。在安全特征倾斜时，这表现为涟漪效应。本发明提供了用于校正微光学器件中的间距漂移的系统和方法。

背景技术

WO 2014/039476 A1涉及用于微透镜阵列的像素映射、布置和成像。讨论了使用photoshop拉伸和压缩图像以使透镜阵列的间距与交错图像匹配的方法。还考虑从“低信息区域”中移除像素。从低信息区域移除像素可能会导致图像的一部分受到不成比例的影响，从而导致用户可注意到的视觉不规则性。

发明内容

在本发明的一方面，本公开提供了一种设计安全特征中的印刷图像的方法，所述安全特征包括叠加于所述印刷图像的光学元件阵列，其中所述印刷图像包括像素的行和列的二维矩阵，所述方法包括：通过进行以下操作中的一者或多者来校正所述印刷图像的所述像素与所述光学元件阵列之间的不匹配：添加一个或多个像素；移除一个或多个像素；以及移动一个或多个像素。

在本发明的一方面，本公开提供了一种设计安全特征中的印刷图像的方法，所述安全特征包括叠加于所述印刷图像的光学元件阵列，其中所述印刷图像包括像素的行和列的二维矩阵，所述方法包括：为每个行和列计算至少一个漂移值，其中任何像素的所述漂移值等于所述像素的实际位置和所述像素的期望位置之间的差异；基于所述至少一个漂移值来确定所述印刷图像中的一个或多个位置以从所述印刷图像移除像素和/或向所述印刷图像添加像素；以及在所述一个或多个位置处添加或移除像素；其中通过计算要从所述印刷图像移除或向所述印刷图像添加的像素数量并随机地选择所述数量的位置来确定所述一个或多个位置。这提供了在印刷图像上的像素的漂移值的减少，并且因此减少了其中用户看到与预期像素不同的像素的位置数量。随机选择位置防止在最终设计中形成校正网格。

在本发明的实施方案中，所述方法包括对于所述一个或多个位置中的每一者，如果所述漂移值为正，则移除像素，并且如果所述漂移值为负，则添加像素。这确保了所述校正将在进行所述校正的位置处产生的漂移值最小化。

在本发明的另一个实施方案中，对于所述印刷图像中的每个行和每个列，计算要从所述印刷图像移除或向所述印刷图像添加的所述像素数量的步骤包括：确定所述行或列中的最大漂移值；计算等于所述最大漂移值除以所述像素中的一者的宽度并然后四舍五入到最接近整数的变更数量：以及将要从所述印刷图像移除或向所述印刷图像添加的所述像素数量设定为等于变更数量。这确保了对每个行和列进行的总校正导致该行或列末尾的漂移值尽可能接近零。这减少了最终设计中的间距漂移。随机选择位置减少了图像的任何一个区域在多个行中多次受到影响的机会，因此减少了在最终设计中形成校正后的像素网格的机会。

在本发明的另一个实施方案中，将每个行和列分成相等长度的片段，其中片段数量等于要从所述印刷图像移除或向所述印刷图像添加的所述像素数量，并且其中随机地选择所述数量的位置包括在每个片段中随机地选择一个位置。与在整个行或列中使用随机选择位置相比，将每个行和列分成多个段片段使校正位置的分布更均匀。因此，所述片段有助于减少最终设计中的间距漂移，同时仍避免网格形成的问题。

在本发明的另一个实施方案中，将所述一个或多个位置中的每一者限制在具有目标漂移值的像素的设定距离内。这允许更精确地控制校正发生的位置，但仍保持足够的随机性以避免在最终设计中形成网格。由于设定值可根据期望的结果而变化，因此这是允许控制最终设计中的间距漂移的随机程度的灵活方法。

在本发明的另一个实施方案中，像素的行和列的所述矩阵包括虚拟像素，其中每个虚拟像素包括多个相邻像素，并且其中添加像素包括添加虚拟像素，并且其中移除像素包括移除虚拟像素。虚拟像素的使用减少了所讨论的间距问题，因为如果较大虚拟像素内的像素漂移到形成虚拟像素的一部分的另一个像素中，则用户将不会注意到这一点。因此，虚拟像素的使用减少了图像中的其中与预期像素不同的像素对用户可见的位置的数量。

在本发明的另一个实施方案中，所述虚拟像素包括2×2像素块。如上详述，这将减少其中用户看到与预期像素不同的像素的位置数量。在2×2像素块的情况下，误差最多可减少四倍(在每个行和列中是两倍)。

在本发明的另一个实施方案中，在所述一个或多个位置处添加或移除像素的步骤之后，分析所述印刷图像以确定是否有任何像素具有幅度大于阈值的漂移值，并且其中通过以下操作来校正具有幅度大于所述阈值的漂移值的像素：移除所述像素；或者添加像素；或者确定最小化像素误差的动作，并且然后执行所述动作。这些校正技术允许在最终设计中减少在校正间距漂移时引入的任何错误。通过在上述方法之后应用这些校正，保持了校正的随机性，从而防止网格的形成，而且一旦应用了校正，就保持没有单个像素或像素组具有太大的漂移值。

在本发明的另一个实施方案中，所述印刷图像包括一系列帧，其中所述帧是动画的不同帧或图像的不同透视图，并且其中所述帧在所述二维矩阵中交错。

在本发明的另一方面，公开了一种设计安全特征中的印刷图像的方法，所述安全特征包括叠加于所述印刷图像的光学元件阵列，其中所述印刷图像包括像素的行和列的二维矩阵，所述方法包括：为每个行和列计算至少一个漂移值，其中像素的所述漂移值等于所述像素的实际位置与所述像素的期望位置之间的差异；基于所述至少一个漂移值来确定所述印刷图像中的一个或多个位置以从所述印刷图像移除像素和/或向所述印刷图像添加像素；以及在所述一个或多个位置处添加或移除像素；其中每个光学元件与一组像素相关联，其中所述一个或多个位置中的每一者选自包含具有与指定漂移值相关联的漂移值的像素的一组像素。在图像上以规则间隔执行校正允许将像素的平均漂移值最小化，从而减少其中用户看到与预期像素不同的像素的位置数量。

在本发明的实施方案中，所述方法包括对于所述一个或多个位置中的每一者，如果所述漂移值为正，则移除像素，并且如果所述漂移值为负，则添加像素。这确保了所述校正将在进行所述校正的位置处产生的漂移值最小化。

在本发明的另一个实施方案中，添加或移除像素包括：从每组像素的边缘移除像素；或者在每组像素的边缘处添加像素。由于像素组的边缘与安全特征的最极端视角相关联，因此在每组像素的边缘添加或移除像素会导致中心的、最明显的视角受间距漂移的影响较小。

在本发明的另一个实施方案中，添加或移除像素包括：从每组像素移除随机像素；或者向每组像素添加附加像素，其中所述附加像素在每组像素内的随机点处插入到所述组中。在所有帧上共享调整，并且这在具有多个帧的图像中特别有益，因为在任何给定的帧中，调整都不太明显。

在本发明的另一个实施方案中，添加或移除像素包括：从每组像素移除最低有效像素；或者向每组像素添加附加像素，其中所述附加像素一旦插入所述组中就是所述组中的所述最低有效像素。这种方法将在校正间距漂移时丢失或添加的信息量最小化。

在本发明的另一个实施方案中，所述一个或多个位置中的每一者的所述指定漂移值的所述幅度等于(n+0.5)w，其中n是整数，并且w是像素的宽度。将指定漂移值设定在这个幅度最大可能地将平均漂移值的幅度最小化，因为当达到0.5的漂移值时，该值会下降到-0.5(如果漂移为负的话，反之亦然)。因此，一旦应用此方法，每个像素将具有在-0.5和0.5之间的漂移值，这将为用户带来更好的查看体验，因为他们将在印刷图像的更少位置看到与预期像素不同的像素。

在本发明的另一个实施方案中，所述印刷图像包括一系列帧，其中所述帧是动画的不同帧或图像的不同透视图，并且其中所述帧在所述二维矩阵中交错。

在本发明的另一方面，公开了一种设计安全特征中的印刷图像的方法，所述安全特征包括叠加于所述印刷图像的光学元件阵列，其中所述印刷图像包括像素的行和列的二维矩阵，所述方法包括：识别所述印刷图像内的多个对象，其中所述多个对象中的每一者包括一个或多个像素；其中通过将所述多个对象中的至少一者中的所有所述像素移动第一指定距离来调整所述对象。这允许选择性地校正印刷图像中的各个对象，以提供具有极低水平的间距漂移的理想效果。

在本发明的另一个实施方案中，通过将所述多个对象中的第二对象中的所有所述像素移动第二指定距离来调整所述第二对象，其中所述第二指定距离不同于所述第一指定距离。由于选择性地应用校正，这允许在同一图像中存在多种效果。多种效果可包括在多个方向上的涟漪和急剧变化。

在本发明的另一个实施方案中，对象移动的所述距离是基于所述对象在所述印刷图像中的位置。这允许调整图像的不同部分中的对象，使得它们在调整之后可具有非常相似的漂移值，并且因此将显示相同的效果。

在本发明的另一个实施方案中，所述印刷图像包括一系列帧，其中所述帧是动画的不同帧或图像的不同透视图，并且其中所述帧在所述二维矩阵中交错，并且其中对于所述多个对象中的每个对象，识别对象包括：确定所述对象包括表示在所有帧上的特征的所有像素。这使得更容易跟踪哪些像素属于哪个对象，并且确保将相同的调整应用于对象中的所有像素。

在本发明的另一个方面，公开了一种生产安全特征中的印刷图像的方法，所述方法包括：根据任一前述权利要求所述的方法来设计所述安全特征中的所述印刷图像；以及制造所述安全特征。

在本发明的另一个方面，公开了一种安全特征，所述安全特征包括印刷图像，其中根据本文所述的方法中的任一者来设计所述印刷图像。

在本发明的另一个实施方案中，所述安全特征还包括光学元件阵列。

在本发明的另一个方面，公开了一种安全文件，所述安全文件包括本文所述的安全特征中的任一者。

在本发明的另一个方面，公开了一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使包括处理器的机器执行设计本文所述的安全特征中的印刷图像的方法中的任一者。

附图说明

图1是根据本发明的安全特征的平面图；

图2是根据本发明的安全特征的横截面图；

图3是描绘安全特征中的像素的漂移值的图；

图4是描绘在应用随机校正之后安全特征中的像素的漂移值的图；

图5是描绘在应用片段校正之后安全特征中的像素的漂移值的图；

图6是描绘在应用有限距离校正之后安全特征中的像素的漂移值的图；

图7A至图7C是印刷图像内的虚拟像素的描绘；

图8是描绘在应用短间距校正之后安全特征中的像素的漂移值的图；

图9是叠加于像素组的光学元件的横截面图；

图10A至图10D描绘了可如何在图像中识别对象。

具体实施方式

现在将描述某些示例性实施方案以提供对本文所公开的装置、系统和方法的结构、功能、制造和使用的原理的整体理解。这些实施方案的一个或多个示例在附图中示出。本领域技术人员将理解，本文具体地描述并在附图中示出的装置、系统和方法是非限制性示例性实施方案，并且本发明的范围仅由权利要求限定。结合一个示例性实施方案示出或描述的特征可与其他实施方案的特征组合。此类修改和变化意图包括在本发明的范围内。

图1示出了示例性安全特征100，该安全特征包括具有宽度115的光学元件114的阵列110。每个阵列包括布置成平行的行111和列112的多个光学元件114。在一些优选实施方案中，光学元件可以是透镜，并且光学元件阵列可以是透镜阵列。在又一个优选实施方案中，透镜可以是圆形透镜。在另一个优选实施方案中，透镜可以是方形透镜。在其他实施方案中，透镜可具有其他镶嵌的形状，例如六边形透镜。在另一个实施方案中，透镜可以是平面透镜。在一些实施方案中，平面透镜可以包括菲涅耳透镜、全息透镜或衍射透镜。设想使用许多形状的透镜，并且上述实施方案不应被解释为限制性的。

图2示出了示例性安全特征200，该安全特征包括叠加于印刷图像210的光学元件114的阵列110，其中印刷图像包括像素211的行和列的二维矩阵。印刷图像可包括一系列帧，其中帧可以是动画的不同帧或图像的不同透视图，并且其中帧可在二维矩阵的两个维度上交错。这种交错意味着用户将看到来自不同帧212、213、214、215的像素，具体取决于他们查看安全特征200的角度。这样，当用户将安全特征倾斜(或以其他方式改变他们相对于安全特征的位置)时，他们将看到不同的帧，从而给出动画图像的印象(如果帧是动画的帧的话)或给出虚假的三维效果(如果不同的帧是图像的不同透视图的话)。

典型地，可通过将像素印刷到基板上以形成印刷图像然后用光学元件阵列叠加于基板来制造安全特征。在一些实施方案中，安全特征可包括在聚合物膜的第一侧上印刷出印刷图像并将光学元件阵列施加到聚合物膜的另一侧。在一些实施方案中，可将光学元件阵列应用为片材或直接浇铸在印刷图像的顶部。在一些实施方案中，安全特征可包括聚焦到安全特征的内表面上的光学元件阵列。

原则上，理想的是将光学元件和像素生产到设计的精确尺寸，并且光学元件的宽度将是像素宽度的整数倍，使得整数数量的像素正好适合在每个光学元件下方。例如，典型的光学元件可具有70微米的标称设计大小，并且像素可具有2.5微米的标称设计大小，这将导致每个光学元件下方有28行(或列)像素。这将导致上述查看体验，其中用户将根据他们查看安全特征200的角度看到不同的帧，并且他们将在整个图像中仅从一个帧看到相同的像素。

实际上，当设计和制造安全特征(诸如安全特征200)时，由于光学元件114的标称设计大小和光学元件114的实际大小之间的差异，印刷图像210和光学元件114的阵列110之间可能存在不匹配。可将制造的光学元件114的平均大小与光学元件114的标称设计大小进行比较，以计算光学元件114的标称设计大小和光学元件114的实际大小之间的差异。

光学元件的标称设计大小和光学元件的实际大小之间的上述差异导致任何像素相对于光学阵列的期望位置与该像素的实际位置之间的不匹配。为了扩展上面给出的示例，如果光学元件具有70微米的标称设计大小，但光学元件114的实际大小比光学元件114的标称设计大小大或小约0.06微米，那么在25mm的光学元件上，将有357个透镜，从而产生21.4微米的总不准确度，这在像素大小是2.5微米的情况下是在8到9个像素之间。由于这种不匹配，当从给定角度查看图像时，在图像的不同部分上通过光学阵列可见的像素与不同的帧相关联，也就是说，不是同时在安全特征上查看单个帧，而是将在安全特征上的不同位置可见不同的帧。

每个像素的“漂移值”等于所述像素的实际位置与所述像素的期望位置之间的差异。在一些实施方案中，每个像素的漂移值可被定义为从该像素的实际位置减去该像素的期望位置。由于实际位置可能大于期望位置或小于期望位置，因此漂移值可为正或负。本文中将使用漂移值的上述定义。应当理解，每个像素的漂移值可等效地被定义为从像素的期望位置减去像素的实际位置，并且这导致漂移值在本文被称为正的情况下将为负，并且漂移值在本文被称为正的情况下将为负。

在一个实施方案中，为每个行和列计算至少一个漂移值。应当理解，漂移值可在行和列之间变化。在一些实施方案中，每行的漂移值可相同。在其他实施方案中，漂移值可在行之间变化。在一些实施方案中，每列的漂移值可相同。在一些实施方案中，漂移值可在列之间变化。在一些实施方案中，沿着行的漂移值可与沿列向下的漂移值不同。

图3以图300的形式示出了图像上的漂移值。当一个人在图像上或向下移动时，漂移值的幅度会增加，如线310所描绘，该线表明随着像素数量增加，漂移值会线性增加。替代地，如果漂移值为负，则图300中所示的线310将在x轴上成镜像并且向下倾斜。由于漂移值的这种增加是导致用户同时看到不同帧的原因，因此期望校正这种漂移。

发明人已经发现，可通过进行以下一项或多项以校正印刷图像的像素和光学元件阵列之间的不匹配来克服漂移问题：添加一个或多个像素；移除一个或多个像素；以及移动一个或多个像素。本文详述了用于实现这些技术的各种方法。

在本发明的第一方面，设计安全特征200中的印刷图像210的方法包括基于至少一个漂移值来确定印刷图像210中的一个或多个位置以从印刷图像200移除像素211或向印刷图像200添加像素211。从印刷图像200添加和移除像素211在添加或移除像素114的位置处将漂移值移位一个像素宽度。在漂移值为正的情况下，这意味着像素114沿着行或列比其期望位置更远。当漂移值为正时，移除像素114将减小后续像素的漂移值。相反，如果漂移值为负，这意味着像素114沿着行或列没有其期望位置那么远。当漂移值为负时，增加像素将增加所有后续像素的漂移值。这些选项可用于减少跨印刷图像200的漂移值的幅度，因此用户看到与预期帧不同的帧的位置将更少。根据本发明的这个方面的实施方案可被称为“长间距校正”。

在本发明的一个实施方案中，随机地选择添加或移除像素114的一个或多个位置。可使用随机数发生器来随机地选择一个或多个位置。这防止系统地选择位置所产生的线的形成。

在另一个实施方案中，计算在每个行或列中要移除或添加的像素114的数量包括：确定行或列中的最大漂移值；计算等于最大漂移值除以像素114中的一者的宽度且随后四含五入到最近整数的变更数量；以及将要从印刷图像移除或向印刷图像添加的像素数量设置为等于变更数量。图4示出了具有三条线410、420、430的图400。每条线410、420、430表示在应用了这种随机校正后的不同示例性行或列中的像素的漂移值。如图所示，每条线410、420、430在随机位置被校正(由每条线中的阶跃变化指示)，这防止在最终设计中形成噪声网格。出于说明的目的，仅示出了三条线410、420、430。应当理解，在最终设计中可为每个行和列画出这样一条线。如图所示，计算要移除或添加多少像素的这种方法将导致在每个行或列末尾的漂移值接近于零，因此用户将在行或列的一端看到与他们在另一端看到的相同的帧，并且将减少用户看到与预期帧不同的帧的位置的数量。

其中A是变更数量，D_G是最大漂移值，并且w是像素的宽度。

在另一个实施方案中，该方法还包括将每个行和列分成相等长度的片段，其中片段数量等于要从印刷图像移除或向印刷图像添加的像素114的数量，并且其中随机地选择该数量的位置包括在每个片段中随机地选择一个位置。可选择片段，使得没有单个光学元件叠加于两个片段。图5示出了在应用了这种分段方法后三个行或列中的像素的漂移值的图500。线510、520、530各自表示在应用了分段方法后的不同行或列中的像素的漂移值。与图4所示的实施方案相比，由于分段，校正不太随机，但线510、520、530的差异仍然足以防止在最终设计中形成网格。出于说明的目的，仅示出了三条线510、520、530。应当理解，在最终设计中可为每个行和列画出这样一条线。

在另一个替代实施方案中，该方法还包括将一个或多个位置中的每一者限制在具有目标漂移值的像素的设定距离内。也就是说，在一些实施方案中，一旦漂移值达到目标值，就可能期望添加或移除像素，但不精确地在目标漂移值处执行校正。为了实现这一点，指定在具有目标漂移值的像素的设定距离内添加或移除像素。可从在具有目标漂移值的像素的设定距离内的位置随机地选择移除或添加像素的位置，其中该距离由目标漂移值周围的漂移值范围定义。在优选实施方案中，目标漂移值可等于(n+0.4)w和(n+0.6)w之间的漂移值(含端值)，其中n是整数，并且w是像素的宽度。在最优选实施方案中，目标漂移值可等于(n+0.5)w的漂移值。在一些实施方案中，设定距离等于具有目标漂移值的像素的位置之间的距离的比例。在一些其他实施方案中，该比例在零和一之间。在替代实施方案中，该比例等于0.5。在优选实施方案中，该比例由用户确定。在替代实施方案中，该比例由处理器自动地确定。在一些实施方案中，设定距离是绝对距离。图6示出了描绘在应用了这种有限距离方法后的三个行或列中的像素的漂移值的图600。线610、620、630各自表示在应用了分段方法后的不同行或列中的像素的漂移值。与图4和图5所示的实施方案相比，由于包括设定距离，校正不太随机，但线610、620、630的差异仍然足以防止在最终设计中形成网格。出于说明的目的，仅示出了三条线610、620、630。应当理解，在最终设计中可为每个行和列画出这样一条线。

在另一个实施方案中，像素的行和列的矩阵包括虚拟像素701，其中每个虚拟像素701包括多个相邻像素714，并且其中添加像素714包括添加虚拟像素701，并且其中移除像素714包括移除虚拟像素701。在一些实施方案中，虚拟像素可包括2×2像素块。在其他实施方案中，虚拟像素包括任何大小的矩形像素块714。在另外的其他实施方案中，虚拟像素可包括形成任何二维形状的像素。图7A描绘了包括虚拟像素701的矩阵700。在一些实施方案中，可计算出像素714应在第一行中被移除，这将导致对虚拟像素701的形状的变更。此结果在图7B中示出。虚拟像素701变形使得其失去其原始形状。为了防止这种情况，当确定应添加或移除像素并且将移动虚拟像素701的一部分时，调整整个虚拟像素701，使得保持虚拟像素701的形状。这在图7C中示出，其中整个虚拟像素701已经向左移动了一个像素。

在另一个实施方案中，在一个或多个位置添加或移除像素的步骤之后，分析印刷图像以确定是否有任何像素具有幅度大于阈值的漂移值，并且其中具有幅度大于阈值的漂移值的像素通过移除所述像素、或添加像素、或确定最小化像素误差的动作并且然后实施所述动作来校正。在一些实施方案中，在对设计进行初始改变之后，分析印刷以看看这些改变是否已经导致包括多个像素的设计对象从期望的设计位置延伸或收缩。在一些实施方案中，当确定设计对象已经从其期望的设计位置延伸时，应用移除所述像素的校正。在一些实施方案中，该确定由处理器做出。在一些实施方案中，当确定设计对象已经从其期望的设计位置收缩时，应用添加像素的校正。在一些实施方案中，该确定由处理器做出。允许像素悬垂或悬挂于帧的距离由阈值确定。在一些实施方案中，阈值可在0.5和0.7个像素宽度之间。在一些实施方案中，阈值可等于0.6个像素宽度。在优选实施方案中，阈值可等于0.5个像素宽度。然后确定应该应用哪个校正。在一些实施方案中，确定应用哪个校正包括确定哪个校正将导致调整后的像素的最小幅度漂移值。在一些实施方案中，确定最小化像素误差的动作包括确定将像素向前或向后移动一个位置是否将减小所述像素的漂移值。在其他实施方案中，可仅对包括单个像素的对象执行确定最小化像素误差的动作并且然后执行所述动作。在一些实施方案中，该确定由处理器做出。在一些实施方案中，可同时应用这三种校正方法。在其他实施方案中，可按顺序应用这三种校正方法。

在本发明的第二方面，公开了一种设计安全特征中的印刷图像的方法，该安全特征包括叠加于该印刷图像的光学元件阵列，其中该印刷图像包括像素的行和列的二维矩阵，该方法包括：为每个行和列计算至少一个漂移值，其中像素的漂移值等于所述像素的实际位置和所述像素的期望位置之间的差异；基于所述至少一个漂移值来确定印刷图像中的一个或多个位置以从印刷图像移除像素和/或向印刷图像添加像素；以及在一个或多个位置处添加或移除像素；其中每个光学元件与一组像素相关联，其中从包含具有与指定的漂移值相关联的漂移值的像素的一组像素选择一个或多个位置中的每一者。根据本发明的这个方面的实施方案可被称为“短间距校正”。

也就是说，可确定存在应进行校正的特定漂移值，以减小像素的平均漂移值。如果像素的平均漂移值减小，这将减少用户在从不同角度查看图像时将看到的不正确帧的数量。在一些实施方案中，与每个光学元件相关联的像素组包括在光学元件下面的所有像素。在一些实施方案中，具有与指定漂移值相关联的漂移值的像素可包括具有比任何其他像素更接近指定漂移值的漂移值的像素。在替代实施方案中，具有与指定漂移值相关联的漂移值的像素可包括具有幅度大于指定漂移值但幅度小于具有幅度大于指定漂移值的漂移值的任何其他像素的漂移值。在另一个替代实施方案中，具有与指定漂移值相关联的漂移值的像素可包括具有幅度小于指定漂移值但幅度大于具有幅度小于指定漂移值的漂移值的任何其他像素的漂移值。在一些实施方案中，指定漂移值可由用户确定。在替代实施方案中，指定漂移值可由处理器确定。

在一些实施方案中，一个或多个位置中的每一者的指定漂移值的幅度可以是任何漂移值。在一些优选实施方案中，一个或多个位置中的每一者的指定漂移值的幅度可在(n+0.4)w和(n+0.6)w之间，其中n是整数，并且w是像素的宽度。在最优选实施方案中，一个或多个位置中的每一者的指定漂移值的幅度可等于(n+0.5)w，其中n是整数，并且w是像素的宽度。也就是说，在一个或多个位置中的每一者处的指定漂移值可以是0.5个像素宽度、1.5个像素宽度、2.5个像素宽度、3.5个像素宽度、4.5个像素宽度、5.5个像素宽度、6.5个像素宽度、7.5个像素宽度、8.5个像素宽度、9.5个像素宽度等。图8描绘了展示了根据该最优选实施方案的在执行短间距校正之后跨行或沿列向下的像素的间距值的图800。线810示出了该方法产生没有像素具有超过0.5个像素宽度的漂移值的图像，因为每次间距增加到0.5个像素宽度811时，就移除像素并且间距减小到-0.5个像素宽度812。图800描绘了由于像素的大小大于标称设计大小或光学元件的大小大于标称设计大小，每个像素的实际位置大于每个像素的期望位置的情况。由于像素的大小小于标称设计大小或者光学元件的大小大于标称设计大小，图800将在x轴上出现镜像。

在另一个实施方案中，对于一个或多个位置中的每一者，如果漂移值为正，则移除像素，并且其中如果漂移值为负，则添加像素。图800描绘了具有正漂移值的图像，并且如本文详述，具有负漂移值的图像将导致图800在x轴上成镜像。本发明人已经发现，用于选择添加或移除哪个像素的几种不同技术在不同场景中可能是有利的，并且在下面详述这些不同的技术。

在一个实施方案中，添加或移除像素包括：从每组像素的边缘移除像素；或者在每组像素的边缘处添加像素。在一些实施方案中，添加的像素可以是空白的。在其他实施方案中，添加的像素可以是黑色的。在其他实施方案中，添加的像素可以是白色的。在其他实施方案中，添加的像素可以是任何颜色。

在另一个实施方案中，添加或移除像素包括：从每组像素移除随机像素；或者向每组像素添加附加像素，其中在每组像素内的随机点处将附加像素插入该组中。在一些实施方案中，附加像素可以是白色的。在其他实施方案中，附加像素可以是白色的。在其他实施方案中，附加像素可以是任何颜色。通过在每一组中添加或移除随机像素，在所有帧上共享调整，并且这在具有多个帧的图像中特别有益，因为在任何给定的帧中，调整都不太明显。图9描绘了叠加于像素组910、920和930的示例性光学元件900。在该示例中，已经确定组920中的像素中的一者具有与指定漂移值相关联的漂移值，并且该漂移值为正。如果移除像素的方法是从包含指定漂移值的组的边缘移除像素，则可以移除像素921。替代地，可移除像素928(其与组的相反边缘相邻)。如果移除像素的方法包括从每组像素移除随机像素，则可移除组920中的像素中的任一者，并且将随机地选择移除哪个像素。

在另一个实施方案中，添加或移除像素包括：从每组像素移除最低有效像素；或者向每组像素添加附加像素，其中该附加像素一旦插入该组中就是该组中的最低有效像素。可通过分析每个组中的像素来计算最低有效像素，以确定如果移除或添加附加像素，哪个像素将对印刷图像产生最小变化。分析每个组中的像素可包括确定该组中的相同颜色的最大连续像素组。例如，一组像素可包括某种颜色的像素和被布置为“10011000111001010100”的空白像素，其中“1”表示某种颜色的像素，并且“0”表示空白像素。在该示例中，最低有效像素可被识别为位于组的“000”或“111”部分中，因为它们代表相同颜色的最大连续像素组。如果该组像素的漂移值为正，则可确定该组的已识别部分的中心“0”或中心“1”应被移除。如果该组像素的漂移值为负，则可确定将“0”添加到该组的“000”部分，或者将“1”添加到该组的“111”部分。向每组像素添加最低有效像素或从每组像素移除最低有效像素可减少由于间距漂移而出现的可见误差。

在本发明的第三方面，提供了一种设计安全特征中的印刷图像的方法，该安全特征包括叠加于印刷图像的光学元件阵列，其中该印刷图像包括像素的行和列的二维矩阵，该方法包括：识别印刷图像内的多个对象，其中多个对象中的每一者包括一个或多个像素；其中通过将多个对象中的至少一者中的所有像素移动指定距离来调整该对象。在一些实施方案中，指定距离可由用户选择。在其他实施方案中，指定距离可由处理器选择。调整多个对象中的至少一者可导致整个图像的不同效果。将对象中的所有像素移动指定距离可导致对象中的像素具有接近于零的漂移值。替代地，将对象中的所有像素移动指定距离可导致对象中的像素具有从正变为负或从负变为正的漂移值。在一些实施方案中，可不调整多个对象中的至少一者。根据本发明的这个方面的实施方案可被称为“区域间距校正”。

在一些实施方案中，通过将多个对象中的第二对象中的所有像素移动第二指定距离来调整第二对象，其中第二指定距离不同于该指定距离。这可允许对不同对象进行不同级别的调整，并且这可导致在同一图像上可见不同的效果。在一个实施方案中，不同的闪光和/或涟漪效应可出现在同一图像上。在一些实施方案中，通过将多个对象中的许多对象移动设定距离来调整所述对象。这些设定距离在一些或所有对象之间可能不同。在一些实施方案中，可通过将多个对象中的至少两个对象中的所有像素移动共同距离来调整至少两个对象，其中对于至少两个对象，共同距离是相同的。

在另一个实施方案中，移动任何对象的距离是基于在印刷图像中的对象位置。在一些实施方案中，基于印刷图像中的对象位置的距离可包括基于对象的标称漂移值的距离，该标称漂移值可基于例如对象中像素的平均漂移值。在其他实施方案中，基于对象中的像素的平均漂移值的距离可包括被确定为导致对象中的像素的平均漂移值最小化的距离的距离。在替代性实施方案中，基于像素的平均漂移值的距离可包括被确定为使得像素的平均漂移值变为选择的值的距离。在一些实施方案中，标称漂移值可等于对象的边缘处的漂移值。在一些实施方案中，选择的值可由用户确定。在其他实施方案中，选择的值可由处理器确定。

在另一个实施方案中，印刷图像包括一系列帧，其中帧是动画的不同帧或图像的不同透视图，并且其中帧在二维矩阵中交错，并且其中对于多个对象中的每个对象，识别对象包括：确定该对象包括表示在所有帧上的特征的所有像素。在一些实施方案中，确定对象包括表示在所有帧上的特征的所有像素可由处理器执行。在一些实施方案中，表示在所有帧上的特征的所有像素可包括空白像素。在一些实施方案中，处理器可基于印刷图像的帧来确定表示特征的所有像素。也就是说，处理器可被告知哪些帧表示对象，并且可保持跟踪该信息，使得处理器知道每个对象在哪里开始和结束。处理器还可为每个对象的像素分配值，该值不会在调整像素时变化。因此，处理器可保持跟踪哪些像素属于哪个对象。在一些实施方案中，特征可被定义为帧的特定区段，与帧的其他区段不同。例如，特征可对应于帧中表示的场景内的特定抽象对象，或帧的视觉上不同的区段，诸如具有特定图案或颜色的区域。在一些实施方案中，处理器可将印刷图像分割成包括相同效果的指定区域。在一些实施方案中，每个指定区域被分配值。在一些实施方案中，特征可包括具有相同分配值的所有相邻像素。在一些实施方案中，效果可以是颜色翻转。在其他实施方案中，特征可包括在印刷图像的一个视图中形成形状的所有像素。在一些实施方案中，形状中的所有像素都被分配值。在一些实施方案中，在印刷图像的替代视图中形成形状的一部分的所有像素也被分配相同的值。在一些实施方案中，特征可包括具有相同分配值的所有像素。

图10A至图10D描绘了以上详述的方法的示例，特别地，图10A至图10C表示动画内的不同帧。图10A示出了包括特征1010和1020的动画帧。在该示例性动画的过程中，特征1010和1020看起来在图像上移动，特别地，特征1010在用户看来沿箭头1011指示的方向移动，而特征1020在用户看来沿箭头1021指示的方向移动。图10B示出了动画中的后一帧，其中特征1010、1020已经移动了位置，其中箭头1012和1022指示对象1010和1020的继续明显的移动方向。图10C示出了动画的另一帧。

如上所解释，在最终的安全特征中，通过光学元件阵列可看见动画的不同帧，具体取决于查看安全特征的角度。在该示例中，图10A、图10B和图10C的第一帧、第二帧和第三帧分别与第一视角、第二视角和第三视角相关联。在此示例中，第一角度和第三角度表示特征1010和1020的最极端位置。

图10D示出了一旦图10A至图10C中所示的动画的帧被交错就形成的图像。在本发明的这个第三方面，可确定当从任何角度查看时出现特征1010的所有位置形成已识别对象1015的一部分，包括当从某些角度查看时包括空白像素的位置。当向对象1015应用调整时，对象1015内的所有像素都被调整相同的距离，使得特征1010不失真。类似地，当从任何角度查看时，对象1025可包括形成特征1020的一部分的所有像素。

为了调整对象1015和1025中的每一者，将确定该对象的标称间距漂移，该标称间距漂移可能是该对象上的所有像素的平均间距漂移、或该对象上的最小或最大间距漂移、或表示对象的间距漂移的某一其他值。在该示例中，对象1015的标称间距漂移可小于对象1025的标称间距漂移，因为该对象最接近图像的左上角，该左上角与零间距漂移值相关联(对于像素的行和列)。

在确定了对象中的每一者的标称间距漂移值之后，然后将通过在特定方向上将与该对象相关联的所有像素移位以补偿标称间距漂移来校正对象。例如，如果已确定对象1025的标称间距漂移是水平地+3像素和竖直地+2像素，则与该对象关联的所有像素可向左移位3个像素的距离且向上移位2个像素的距离。

通过校正跨多个动画帧跟踪的整个对象的间距漂移，可以校正间距漂移的影响，同时防止动画图像内、任何给定帧中或动画帧之间的特征明显失真。

在另一个实施方案中，公开了一种生产安全特征中的印刷图像的方法，该方法包括：根据本文详述的方法中的任一者来设计安全特征中的印刷图像；以及制造安全特征。

在另一个实施方案中，公开了一种安全特征，该安全特征包括印刷图像，其中该印刷图像是根据本文详述的方法中的任一者来设计的。在一些实施方案中，安全特征还可包括光学元件阵列。在一些实施方案中，光学元件可以是本文公开的示例性光学元件中的任一者。在另一个实施方案中，安全文件可包括本文公开的安全特征。在一些实施方案中，安全文件可以是钞票。在其他实施方案中，安全文件可以是护照、驾照、身份证或其他政府文件中的任一者。

在另一个实施方案中，公开了一种非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质存储计算机可读指令，该计算机可读指令在被执行时致使包括处理器的机器执行本文公开的方法中的任一者。

Claims (25)

1.一种设计安全特征中的印刷图像的方法，所述安全特征包括叠加于所述印刷图像的光学元件阵列，其中所述印刷图像包括像素的行和列的二维矩阵，所述方法包括：

为每个行和列计算至少一个漂移值，其中任何像素的所述漂移值等于所述像素的实际位置与所述像素的期望位置之间的差异；

基于所述至少一个漂移值来确定所述印刷图像中的一个或多个位置以从所述印刷图像移除像素和/或向所述印刷图像添加像素；以及

在所述一个或多个位置处添加或移除至少一个像素；

其中通过计算要从所述印刷图像移除或向所述印刷图像添加的像素数量并随机地选择所述数量的位置来确定所述一个或多个位置。

2.如权利要求1所述的方法，其中添加或移除至少一个像素的步骤包括：对于所述一个或多个位置中的每一者，如果所述漂移值为正，则移除像素，并且如果所述漂移值为负，则添加像素。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中对于所述印刷图像中的每个行和每个列，计算要从所述印刷图像移除或向所述印刷图像添加的所述像素数量的步骤包括：

确定所述行或列中的最大漂移值；

计算等于所述最大漂移值除以所述像素中的一者的宽度并然后四舍五入到最接近整数的变更数量；以及

将要从所述印刷图像移除或向所述印刷图像添加的所述像素数量设定为等于变更数量。

4.如任一前述权利要求所述的方法，其中将每个行和列分成相等长度的片段，其中片段数量等于要从所述印刷图像移除或向所述印刷图像添加的所述像素数量，并且其中随机地选择所述数量的位置包括在每个片段中随机地选择一个位置。

5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中将所述一个或多个位置中的每一者限制在具有目标漂移值的像素的设定距离内。

6.如任一前述权利要求所述的方法，其中像素的行和列的所述矩阵包括虚拟像素，其中每个虚拟像素包括多个相邻像素，并且其中添加像素包括添加虚拟像素，并且其中移除像素包括移除虚拟像素。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述虚拟像素包括2×2像素块。

8.如任一前述权利要求所述的方法，其中在所述一个或多个位置处添加或移除像素的步骤之后，分析所述印刷图像以确定是否有任何像素具有幅度大于阈值的漂移值，并且其中通过以下操作来校正具有幅度大于所述阈值的漂移值的像素：

移除所述像素；或者

添加像素；或者

确定最小化像素误差的动作，并且然后执行所述动作。

9.如任一前述权利要求所述的方法，其中所述印刷图像包括一系列帧，其中所述帧是动画的不同帧或图像的不同透视图，并且其中所述帧在所述二维矩阵中交错。

10.一种设计安全特征中的印刷图像的方法，所述安全特征包括叠加于所述印刷图像的光学元件阵列，其中所述印刷图像包括像素的行和列的二维矩阵，所述方法包括：

为每个行和列计算至少一个漂移值，其中像素的所述漂移值等于所述像素的实际位置与所述像素的期望位置之间的差异；

基于所述至少一个漂移值来确定所述印刷图像中的一个或多个位置以从所述印刷图像移除像素和/或向所述印刷图像添加像素；以及

在所述一个或多个位置处添加或移除至少一个像素；

其中每个光学元件与一组像素相关联，

其中所述一个或多个位置中的每一者选自包含具有与指定漂移值相关联的漂移值的像素的一组像素。

11.如权利要求10所述的方法，其中添加或移除至少一个像素的步骤包括对于所述一个或多个位置中的每一者，如果所述漂移值为正，则移除像素，并且如果所述漂移值为负，则添加像素。

12.如权利要求10或权利要求11所述的方法，其中添加或移除像素包括：

从每组像素的边缘移除像素；或者

在每组像素的边缘处添加像素。

13.如权利要求10或权利要求11所述的方法，其中添加或移除像素包括；

从每组像素移除随机像素；或者

向每组像素添加附加像素，其中所述附加像素在每组像素内的随机点处插入到所述组中。

14.如权利要求10或权利要求11所述的方法，其中添加或移除像素包括：

从每组像素移除最低有效像素；或者

向每组像素添加附加像素，其中所述附加像素一旦插入所述组中就是所述组中的所述最低有效像素。

15.如权利要求10至14中任一项所述的方法，其中所述一个或多个位置中的每一者的所述指定漂移值的所述幅度等于：

(n+0.5)w，

其中n是整数，并且w是像素的宽度。

16.如权利要求10至15中任一项所述的方法，其中所述印刷图像包括一系列帧，其中所述帧是动画的不同帧或图像的不同透视图，并且其中所述帧在所述二维矩阵中交错。

17.一种设计安全特征中的印刷图像的方法，所述安全特征包括叠加于所述印刷图像的光学元件阵列，其中所述印刷图像包括像素的行和列的二维矩阵，所述方法包括：

识别所述印刷图像内的多个对象，其中所述多个对象中的每一者包括一个或多个像素；

其中通过将所述多个对象中的至少一者中的所有所述像素移动第一指定距离来调整所述对象。

18.如权利要求17所述的方法，其中通过将所述多个对象中的第二对象中的所有所述像素移动第二指定距离来调整所述第二对象，其中所述第二指定距离不同于所述第一指定距离。

19.如权利要求18所述的方法，其中对象移动的所述距离是基于所述对象在所述印刷图像中的位置。

20.如权利要求17至19中任一项所述的方法，其中所述印刷图像包括一系列帧，其中所述帧是动画的不同帧或图像的不同透视图，并且其中所述帧在所述二维矩阵中交错，并且其中对于所述多个对象中的每个对象，识别对象包括：

确定所述对象包括表示在所有帧上的特征的所有像素。

21.一种生产安全特征中的印刷图像的方法，所述方法包括：

根据任一前述权利要求所述的方法来设计所述安全特征中的所述印刷图像；以及

制造所述安全特征。

22.一种安全特征，所述安全特征包括印刷图像，其中根据权利要求1至20中任一项所述的方法来设计所述印刷图像。

23.如权利要求22所述的安全特征，所述安全特征还包括光学元件阵列。

24.一种安全文件，所述安全文件包括如权利要求22或23所述的安全特征。

25.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使包括处理器的机器执行如权利要求1至20中任一项所述的方法。

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