CN1243988A - 数字标记产生及检验系统 - Google Patents

Abstract

用于对文献产生证明信息的方法包括产生纠错码及使用纠错码产生数字标记。用于检验印在邮件上信息完整性及认证信息的方法包括获得印在邮件上的纠错码及使用获得的纠错码检验证明信息的有效性。用于检验印在邮件上的证明信息的方法包括获得印在邮件上的纠错码及确定获得的纠错码是不精确的。获得用于产生不精确纠错码的信息并由获得的信息产生纠错码。使用产生的纠错码来检验证明信息的有效性。该文献可以是邮件,及证明信息为邮资证明信息,以及纠错码为用于至少终点地址信息一部分的纠错码。

Description

数字标记产生及检验系统

本发明涉及当必要信息不再能读出、甚至借助传统纠错码也不能读出的情况下通过检验数字标记以增强的安全性提供更有效处理的系统。更具体地，本发明涉及一种可靠的邮件数字标记检验系统，它通过对每个邮件提供涉及地址块结构的信息增强自动读发件人地址块的能力，由此甚至在所有收件人信息不能再产生的情况下，能提高获得标记检验的邮件的百分率。

邮资计量系统打印及计算邮资及另外打印如包裹投递费及印花税的单价值。这些系统具有电子及机械两部分。各种邮资计量系统中的一些例如描述在：美国专利No，3,978,457“微计算机化电子邮资计量系统”，1976年8月31日授权；美国专利No.4,301,507“具有多个计算系统的电子邮资计量仪”，1981年11月17日授权；及美国专利No，4,579,054“独立电子邮件处理机”，1986年4月1日授权，中。此外，已开发出另外类型计量系统，它涉及不同的打印系统，例如使用热敏打印机，喷墨打印机，机械打印机及另外类型打印技术的打印系统。这些另外类型的电子邮件计量仪的例子描述在：美国专利No.4,168,533“微计算机小型邮资计量仪”，1979年9月18日授权；及美国专利No.4,493,252“具有可卸打印头及打印鼓的邮资打印装置”，1985年1月15日授权，中。这些打印系统能使邮资计量仪打印出可为字母数字及图象类型信息的可变信息。

也已开发出卡控制计量系统。这些系统使用了磁条型卡及基于微处理机的卡。使用磁类型卡的卡控制计量系统的例子包括：美国专利US4,222,518“计量系统”，1980年9月16日授权；美国专利No，4,226,360“计量系统”，1980年10月7日授权；及美国专利No.4,629,871“可借助遥感发生输入装置设置的电子邮资计量系统”，1986年12月16日授权。使用支持发给各用户的用户卡的微处理机提供自动事务处理系统的基于微处理机的卡“(智能卡)”计量系统公开在美国专利No.4900903“具有转移记帐数据可插入卡的自动事务处理系统”，1990年2月13日授权，中。此外，也开发出其中一个单元具有非易失存储器的系统，该存储器可由EEPROM组成。这种系统的一个公开在美国专利No.4,757,532“电子站之间信息的保安通信”，1988年7月12日授权，及美国专利“电子站之间信息的保安传输”，1990年3月6日授权，中。

也已开发出邮资计量系统，其中使用打印在邮件上的密码信息。用于邮件的邮资值可与另外数据一起编码以产生数字标记。数字标记是一种密码信息，它能认证印在邮件上包括邮资值的信息完整性及提供证明。产生及使用数字标记的邮资计量系统的例子被描述在：美国专利No，4,757,537“在值打印系统中检测未计入的打印的系统”，1988年7月12日授权；美国专利No，4,831,555“保安邮资施加系统”，1989年5月16日授权；美国专利No，4,775,246“在值打印系统中检测未计入的打印的系统”，1988年10月4日授权；美国专利No，4,873,645，“保安邮资分配系统”，1989年10月10日授权；及美国专利No，4,725,718“邮资及邮递信息施加系统”，1988年2月16日授权；中，及该系统也公开在各种美国邮政服务出版说明中，例如：“基于信息的邮戳项目钥管理系统计划”，1997年4月25日；“基于信息的邮戳项目(IBIP)公开系统的邮戳说明，”1997年7月23日；“基于信息的邮戳项目主系统说明”1996年10月9日；及基于信息的邮戳项目(IBIP)公开系统邮政保安装置(PSD)说明，1997年7月23日。

这些可使用称为“邮资证明装置(PED)”之装置的系统使用密码算法来加密所选择信息，以产生数字标记。信息密码提供了安全性并防止打印信息的改变，其方式是，在邮件收费栏中印的值的任何变动可被适当的认证程序测出。

作为对数据标记输入的一部分的可被加密的典型信息包括打印值，原始齐卜码，收件人地址信息(例如，投递终点码)，日期及系列邮件计数值。这些信息项当用密钥或私用钥编码并印在邮件上时就提供了极高的保安等级，它能检测出邮资栏中信息的有意修改，其中该信息可用密码及非密码形式印制。这些数字标记系统可被用于专用打印机及非专用打印机及保安计帐系统，专用打印机是与计帐组件安全连接的打印机，以致无计帐时不能进行打印。在该情况下，如在个人或(广域或本地)网络计算系统中，非专用打印机可打印数字标记及另外信息。

数字标记需被计算及打印，例如打印在每个邮件的邮资栏中。数字标记转换(DTT)计算需要密钥或私用钥，它们必须被保护及周期性更新。邮资交付的密码证明中最困难的问题之一是钥管理问题。实际上，使用两种数字标记(邮件及售货机)被描述在未决的美国专利No.5,390,251“包括对邮件的数据中心检验的邮件处理系统”，1995年2月14日授权，中，它的整个公开内容结合于此作为参考。在该系统中，数字标记是通常对每个被处理邮件进行计算。该计算涉及取输入数据，如系列邮件计数值，日期，原址邮政编码及邮资值，并由邮资证明装置(PED)及邮政或邮差服务或由邮资证明装置及装置制造者或售货机共享的密钥来加密数据。该共享需要协调钥更新、钥保护及另外涉及钥管理系统共有的措施。当由邮寄者请求产生标记时发生数字标记的计算。该计算由邮资证明装置执行。因此，邮资证明装置需要具有计算所需的所有信息，及最重要的密码钥。另外，对邮资证明装置再装入附加邮资款项也需要分开的钥及管理程序。在该系统中，标记产生处理是用实时标记计算来实现的，标记可对系统允许的任何输入参数组合被进行计算。

已经开发出各种增强的系统，它们包括公开在下列中的系统：美国专利No，5,454,038“电子数据交换邮资证明系统”，1995年9月26日授权；美国专利No.5,448,641“具有可检验完整性的邮资率系统”1995年9月5日授权，及美国专利No，5,625,694“在一公开计量系统中阻止标记产生的方法”，1997年4月29日授权，它们的所有公开内容结合于此作为参考。

如上所指出的，可以理解，地址信息可包括在数字标记中。这提供了增强的保安性。在数字标记中包括受件人地址保证了：如果某个人通过从一个邮件上将有效邮戳复印在另一邮件上进行违法复制并使复制邮件进入邮件流时，违法邮件必须与原始有效邮件有相同的收件人地址。如果这不能作到，违法邮件将被检测出来，因为在邮件处理设备上检验时具有无效邮戳。

也可理解，通过用收件人地址信息的子集产生数字标记可获得增强的保安等级。该概念公开在欧洲专利申请公开文件No，0782108“使用由收件地址信息子集产生的数字标记检验邮资证明的方法”，申请日为1996年12月19日及公开日为1997年7月2日，中。该公开的欧洲申请主要公开了；使用每个地址区预定适当部分的杂码作为数字标记转换处理的部分。它建议，每行头15个字符可选择作为认证的每地址区中的这些适当部分。对于选择的地址数据使用如Reed Solomon或BCH算法来产生纠错码。这部分地址区数据的保安杂码被产生出来，它与所需邮资及日期数据一起送到邮资证明装置(PED)中。地址区部分及该信息是数字标记所需部分。可与个人计算机(PC)相连接的邮资证明装置使用该数据来产生数字标记。纠错码以字母数字符或条形码格式被印在邮件上。在检验时，用OCR系统读邮件上的投递地址及邮戳上的数据。使用OCR或条形码阅读器也可读纠错码。使用纠错码执行纠错算法。如果错误不能被纠正，则识别处理指示失败。如果可纠正，则选择每地址区的适当部分用于检验。在检验处理期间产生出选择数据的保安杂码。保安杂码及邮件数据被送到检验器，它产生出数字标记，将其与印在邮件上的数字标记相比较，以完成检验处理。

已经发现，增加安全性可以用各种使用数字标记作为邮资交付证明的邮件系统来提供，它通过将易于从邮件正面再产生的信息归入数字标记来达到。

还已发现，许多邮件具有的地址阅读困难及有时不能完全读出，以使印在邮件上的数字标记不能被检验。

本发明的一个目的是提供一种安全邮资标记产生及检验系统，它能通过提供易于再产生的冗余信息来缓解该困难。

也发现了，通过从终点地址数据计算某些辅助信息可大大便利寻址、邮资检验、邮件分拣及自动付款证明的处理。

亦发现了，连系邮戳与邮件的任务可以对于全世界各种类型邮件都能基本满足要求，无论是国内的及国际的，未使用美国邮政服务11位终点投递码(DPDC)或其等同码作为归入数字标记的收件地址信息的。还发现了，新方法不必须要求访问定期更新的地址数据库并能对所有邮件起作用，甚至地址不可投递时，能确定其不可投递性。

本发明的另一目的是提供联系邮件及数字标记的实际通用系统。

还发现了，在适当位置、如终点地址块或邮戳或这者附近打印某些信息、如辅助信息，可以增强信息获取及处理。

也发现了，上述信息可打印在邮件的另外位置上，如预定的易于定位的位置，例如邮件右上角的位置。该信息可以是指示邮件地址块的界标，它使用适当的设有原点的坐标系提供地址块的坐标，就能自动及方便无误地定位。

亦发现了，使用归入数字标记的收件地址信息的纠错码作为数字标记转换处理的一部分能增强邮件处理功能及能自动检验极大比例的邮件。

本发明的另一目的是利用纠错码作为数字标记中代表收件地址的信息，以使纠错码与地址信息相冗余。因此，当纠错误可从邮件上读出时，甚至当邮件地址信息不能或仅部分可读时也可受检验，因为纠错码可从收件人地址信息的可读冗余信息中再产生出来。当纠错码不可读时也可从收件地址信息产生出新纠错码，新纠错码(它应等同原始印制的纠错码)被用来使数据标记有效。该系统是这样的，当地址受损到不能用纠错码再建时，这是因为在受件地址中错误太多，但是，数字标记仍可被检验，这因为有纠错码。当纠错码不能被读时，如果纠错码可从地址信息再产生，邮件仍能被检验，这时邮件不至受损或错误到不能产生精确的纠错码。

这就提供了以检验数字标记来处理大量邮件的能力，并由此可检查的欺骗邮件处理系统的实际企图，即故意损坏部分受件人地址信息而留下足够收件地址信息以使邮件仍能投递的欺骗。并且，当纠错码不可读时，可使用受件人地址信息。

此外，必须理解，通过使用纠错码作为对数字标记的输入，可极大程度地防止该企图，即通过弄错部分收件地址信息但留下足够可投递信息来欺骗系统的企图。这是因为使用了全部收件人地址信息作为数字标记检验系统的一部分，在数字标记检验处理中必须识别以使用全部地址。这也能阻止不谨慎邮寄者轻易通过复制使复制邮件进入邮件流的可能性，例如在美国使用11位投递终点码，而地址不与该投递终点码相一致。在此情况下，将通过手工处理来检验数字标记，邮件仍能正确地投递。

也已发现，在每个邮件上可用机器易读方式包括地址块结构信息，以便利及增强用于分拣、投递和/或检验目的地址块自动阅读。该地址结构信息可用作对数字标记转换(DTT)的输入和/或用来增强机器阅读。

实施本发明的产生邮资证明信息的方法包括对文献上的信息产生纠错码，及使用纠错码产生数字标记。该信息可以是邮件上终点地址的一部分。

根据本发明的一个方面提供了证明印在文献上的信息的方法，它包括：获得印在文献上的纠错码及使用获得的纠错码检验该证明信息的有效性。证明信息可以是印在邮件上的邮资证明信息。

根据本发明的一个特征，用于检验印在邮件上邮资证明信息的方法包括：获得印在邮件上的纠错码并确定获得的纠错码是不精确的；获得产生纠错码所使用的信息并由获得的信息再产生纠错码。将产生的纠错码用来检验邮资证明信息的有效性。

根据本发明的另一方面，一种检验印在邮件上的邮资证明信息的方法包括：从至少印在所述邮件上收件人地址信息的一部分产生纠错码，并使用产生的纠错码来检验所述邮资证明信息的有效性。

在本发明另一特征中，产生邮件的方法包括：对于终点地址产生纠错码及对于终点地址产生地址结构信息。纠错码及地址结构信息被印在所述邮件上。

本发明的另一方面是产生证明信息的方法，它包括：产生用于信息的纠错码及产生用于信息的结构信息。将纠错码及地址信息印在邮件上，及使用纠错码和/或结构信息来产生数字标记。该信息可以是邮资证明信息及纠错码和结构信息可以是至少邮件终点地址信息的一部分。

从以下参照附图对优选实施例的详细说明中可以完整地理解本发明，各附图中相似的标号代表相似的部分，附图为：

图1是实施本发明的打印邮件及检验邮件的系统框图；

图2是由图1中所示系统打印的邮件，它包括以字母数字形式打印在邮件上的格式化信息及纠错码，及纠错码包括在打印成2D条形码的数字标记的计算中；

图3是由图1所示系统打印的邮件，它具有印成2D条形码的纠错码及具有数字字母的数字标记的邮戳，数字标记包括作为DTT输入的一部分的纠错码：

图4是类似图3所示的邮件，其中2D条形码位于地址块附近，以增强地址块界标的识别；

图5是类似图3所示的邮件，它具有不同形式的2D条形码，以条形码印在相对印制邮戳的不同位置上；

图6是使用本发明的邮件产生程序的流程图；及

图7是根据图6所示程序产生的邮件的检验程序的流程图。

数字邮戳的主要目的是证明对于给定邮件的邮资已付。对于数字邮戳已经推荐出各种实施方式。在选择实施方式时，希望数字邮戳能满足以下一组要求：

1)印在邮戳上的信息应与付款相联系。

2)每个数字邮戳应是唯一的。

3)每个数字邮戳应与提供付款证明的邮件相联系。

4)邮戳检验程序应简单及高效，例如，应完全自动化，但需要专门处理或关注的邮件或(如果需要的话)能被递邮件的邮递员进行的简单手工处理除外。

第一个要求通常可使用密码技术来满足。通过印上密码信息能以简单的形式获得付款和邮戳之间的联系，即能这样认证密码信息：印在邮件邮戳上的信息(数字标记)仅可被具有保密信息(密钥)的装置计算出。该密钥用作对产生譬如信息认证码(MAC)或数字帖码的算法的输入。每次输入密钥引起算费操作，例如从邮资寄存器保持的资金中减去邮资。

第二个要求提供了对未授权的邮戳复制的检测机制。在每个邮件上印上唯一的识别邮戳能满足该要求。

第三个要求对于简化邮戳复制及再使用的检测是理想的。尤其是，非常需要在不访问外部信息源、如已使用及已检验的邮戳的数据库之情况下获得对邮戳的认证。该要求显著地简化了满足最后一个要求的措施。邮资计量仪或是使用独特的印机及油墨，或是将邮件上的信息与邮戳相联系来满足该需要。

这里所述的系统主要强调邮件和邮戳之间的联系。该联系通过包括对邮件独有的数据来提供，该数据作为计算密码信息(数字标记)的密码转换的输入。在邮件上出现的数据中，具有该独有数据的一个主要候选项即终点地址。将终点地址与另外相关信息、如日期、邮资额、装置检验一起放在数字标记中，邮资验证装置能有效地消除对未付款再次使用已发出(及已付款)的邮戳信息的可能性，而在同一天发到同一地址的邮件除外。最后一种破译将使破译者遭到很大危险(因为邮件在同一天发往同一地址)，而对破译者只有很小的经济利益。因此，希望在数字标记中包括终点地址。

但是，上述方案必需克服多重困难。地址信息及其表达必需标准化，以使得检验程序能(根据邮件上的地址)产生与在由邮资验证装置产生邮戳程序时使用的地址输入数据完全相同的地址输入数据。该标准化必需能适应国际邮政。这意味着：a)其终点在给定国家以外的邮件必需能如国内邮件一样处理；及b)在不使用任何邮政编码或仅使用相对短的邮政编码(故对地址不是唯一的)、例如可能指定一个邮局的国家中的邮件必需也能被处理。以上要求甚至在地址信息以机器可读格式如二维条形码印在邮戳中时也是必要的。

该问题的根源在于，用于许多应用的邮资验证装置计算来自输入数据的计算机化文件或另外如键盘输入的计算机化输入数据的、包括数字标记的邮戳信息，而验证处理必需计算来自从邮件上扫描的以光图象形式出现的(或例如通过手工键入的)数据的数字标记。解译光图象以便获得计算机化文件的处理是公知的误差根源，且随着光图象信息内容的增多误差可能性增长愈快。另一方面，甚至在出现光图象解译的单个误差时，密码验证也将失败。密码验证处理不能容许误差。

在美利坚合众国，美国邮政服务规定了指定终点地址的唯一的11位终点邮递码(DPDC)。当该码出现在邮件上并为邮资验证产生装置认可时，它可用作对数字标记计算的所需输入。但是，在美国该DPDC码对许多地址仍无规定。访问该码需要拥有大的数据库，该数据库必需分配给大量终端用户并要频繁地更新。这意味对于发邮件者及邮局均为很大的经济负担。此外，类似于DPDC的码在其它大量国家、包括主要工业世界国家在内也未使用，因此大大降低DPDC方案的实用性。再者，许多邮政部门反对引入长DPDC码，视其对邮政服务的主要功能、即邮件分捡及投递是不必要的。

在邮件处理时遇到的一个重要问题是自动邮件分捡的问题。该问题的解决通常需要多个分开的处理步骤，即：

1)在信封面的数字图象中找出终点地址块；

2)将地址块分析成行及词；

3)将地址词分段成各个字符；

4)由“光学字符识别”(OCR)程序识别各个字符；

5)解译地址信息以执行分捡。

上述识别处理步骤的每个可能失败，因此常常导致不可挽回的错误。找寻地址块、分析及分段约对机印邮件处理失败的60％负责，其余40％的错误在于OCR及解译。因此，希望辅助邮件处理设备至少执行上述头四个处理步骤。

已经知道，在许多国家中已实践地使用地址定位符。这些地址块定位符是专门印在信封上的图形或字母数字符号，它们能相对容易地在数字图象中定位，并指示信封上终点地址的位置。在某些国家中，使用了预印的垂直线条或专门符号如星号。另外一些国家在打算使用一系列印在地址块上方或下方的符号，及该系列的长度等于地址块中最长线的长度。还有一些国家使用也是印在地址块上下的线性条形码，及其长度有类似于数字符号情况的限制。但是，这些设置不能符合处理步骤2、3及4的任何一个。

对于许多邮件，用计算机(例如标准流行的个人计算机)来计算及格式化所需数据以产生包括终点地址块及邮戳的邮件。利用本系统来由终点地址计算某些辅助信息及将这些信息以适当的位置及方向印在终点地址块或邮戳或两者的附近，可以大大方便寻址、邮资验证、邮件分捡、自动付款检验的处理。另一方式是，该信息可印在邮件上的另外位置中，但应该在适当的坐标系中指示地址块坐标，并能容易及无误地自动定位其原点。因此，通过在邮件上印上某些附加信息可以增强邮件的准备及处理，邮件的分捡及付款检验。邮件处理及付款检验的组合也是有利的，并当如自动邮件分捡时两种处理能从该组合中获益的话将在成本上是有效的。

如上所述，通过邮资验证装置产生数字标记、数字帖码或密码的处理是公知的。对数字标记信息的输入可由邮件数据、邮资值、非重设系列件计数或增加的挂号值(理解为邮资计量仪的传统结构)的值，注册该装置的邮局的邮政编码，及需要时的另外信息来形成。数字标记变换通过使用密码由这些数据产生伪张随机数或数字标记。在一种公知的应用算法方案中，在密码组链接方式中使用两倍或三倍的DES。所产生的MAC被截取成单个位，它代表单个数字标记。两位能用来代表两个数字标记，等。如果需要，数字标记可比一位长，直至整个MAC。每位可看作对不知道密钥的部分的随机数。使用两个分开密钥(一个由邮资验证自动售货机控制及另一个由接受邮局控制)也是公知的。本系统

一个邮件信封可包含传统部分。如邮戳及终点地址块。作为例子，邮戳可由两组数据组成，即具有传统单元如邮资及日期的人眼可读组及条形码组。该条形码组包括数字标记及在自动邮件分捡中有助的另外数据单元，如在上述邮件读处理中有助的数据单元。应强调地指出，本系统能以各种形式实施。例如，如果使用公共钥密码方案，则邮戳可包括数字帖码(有或无由认资权威机构签发的公共钥证)及仅一个密文。该用于所有公知保密公共钥系统的密文非常长并与明文规模无关，可直至由所使用钥的规模确定的上限。这意味着，在许多保安邮戳的应用中，在“明文”中留有余地，它通常被无功能信息填充。因此，该余地可被利用，以在明文中包括(并接着从密文中检索)某些对地址处理有用的信息，例如，地址块的坐标、地址块的行数组成、每行中的词数及字符数、对于打印地址使用的打印字体的识别符、等。这种信息与适合的纠错码(ECC)一起可大大改善计算机对地址的处理，实质性地消除至少在PC计量环境中的、及更通常地当由计算机驱动系统打印待处理的邮件时的不可恢复的错误。

本系统方法的目的之一是提供一种对复制数字邮戳的有效防止及检测机制。据此观点，如果一个不守法的发邮件者通过篡改地点信息有意地改变地址，例如引入若干附加字符或改变若干字符或词以形成篡改的但仍可递送的地址，以致该地址将具有一个纠错码及一个等同于纠错码及另一真实地址的地址结构信息的地址结构信息，这种情况易于被邮递员(及另外接触邮件的邮政人员)用简单的观察检查就能检查出来。因此设有以此方式改变的地址的邮件将引起怀疑是非正常地址的，由此将针对这个不守法的寄邮者。这将成为调查的理由，当截获具有同一邮戳从若干不同邮件时，可容易地检查出欺骗者。如果对寄邮者提供了地址数据库的合法复制件及地址纠正软件，则该纠正软件将至少对于发邮者邮件目录及数据库公用的所有地址自动消除所有人为错误及错拼字。(这覆盖了被商业及娱乐业寄邮者使用的绝大部分邮件目录，甚至未规则地更新地址数据库也是如此)。如果寄邮者还对投递地址的人为修改加以处理，以便由于复制合法邮戳来避免付款，该情况仍能通过简单直接的观察检查被查出。在此情况下，邮政法律实施机构将证明由发邮者为了欺骗目的故意改变，因为具有合适地址数据库的计算机系统不能产生这种错误的地址。该合适的地址数据库例如为授权的地址数据库。

该系统可用PC或等同设备(如单板计算机)、一个与PC连接操作的拱形装置(也称PED)及由PC驱动的打印机来实施。寄邮者可进入PC(例如通过某些外部存储介质，如磁盘、CDROM、网络或键盘)接收者地址(寄邮者想邮其信息的地点)邮寄目录以及每个邮寄地址额定参数或邮资率的相关表。通常，额定参数由重量及邮件尺寸指示符(规格或超规额)组成。该额定参数与存储在PC中的价率表(由税率表)一起能使PC对邮寄目录中每个地址计算邮资值。在执行了邮资计算后，PC对每个地址计算一个纠错码(ECC)。ECC能有许多不同的型式，线性或非线性的，根据计算需要及编码和解码系统的能力而定。在邮政环境中，这些计算限制通常没有高速大带宽通信网络那样强。

一个通用的ECC类型是Reed-Solomon码(R.Blahut著“纠错码的理论及实践”，Addison-Wesley出版公司，1984年)。该Reed-Solomon码是在有限区域GF(q)中构成的，其中q为区域中的数。N是码长，即，码字使用N区域元及它为该区域中非零元的数目的系数。如果码的维数是K(即具有qk个码字)，则在GP(q)上的(N，K)Reed-Solomon码(RS码)可检测N-K错误或校正[(N-K)/2]错误，其中方括号表示小于或等于(N-K)/2的最大整数。在纠错两种类型错误的情况下通常考虑：擦抹(在OCR区中称为拒绝)及错表示的错误(在OCR区中称为替代)。RS码的距离为d＝N-K+1。具有该距离的RS码可校正“S”个替代及r个拒绝，如果d＞2s+r的话。投递地址信息包括结构信息，它确定为地址行数，词数及字符数、后者包括每行的空间，打印字体类型码及可能的另外类似字符，该投递地址信息可表示为二进制数阵列或字母信息{0，1}。第二个可能的字母用来例如表示128个符号的信息(每个符号为1字节的ASCII码)。在128个符号中，112个符号表示地址及其结构信息及16符号表示奇偶(校正)符号。

另一例子是使用具有大写字母、数字、空格、新行及标点符号的字母数字符号特征。使用GF(1601)的RS码对每个正元的这样两个字符编码。选择区元13作为发生元，我们发现13具有幂64，即13⁶⁴＝1mod 1601。读地址辅助码由纠错信息及地址结构信息构成。校正5个替代或10个拒绝需要11个区元。例如在最多5行的每行中的字符数组成的地址结构信息使用3个区元。读地址辅助码因此使用11+3＝14个区元。63个区元代表Reed Solomon码中的单个码字。其余63-14＝49个区元用来表示投递地址信息，在此情况下它被限制为最多98个字符。读地址辅助码可用两维条形码如Data Matrix码的形式来表示。在此情况下，需这样作的地址块的空间量为0.34平方英寸及模尺寸等于0.020英寸。这是非常可行的。刚才所述的码的纠错能力能够纠正甚至很小精度的OCR算法(90％精确识别率)的特性。

可用于本方法的检验处理包括第一次扫描邮件并获得邮戳及地址块的数字图象。检验的第二阶段是由邮件处理及投递人员直接地检查打印的投递地址，以便检查任何人为产生的错误。当读地址软件被更新时该第二阶段也可自动化，以检测及标识任何异常的错误及误拼写。如果需要可使用手工及自动方法两者，因为它们可在邮件处理周期的不同阶段发生。结构及组织

现在参照图1。一个计算系统如一个个人计算机104可选择地包括地址数据库106。可以理解，该系统可以是一个独立PC系统或是一个网络系统或另外合适的计算配置。一个打印机108打印一系列以110总地表示的邮件。该邮件可包括以112表示的2D条形码密码邮戳，并具有以114表示的印制格式的纠错码信息，它用于邮件上的地址信息。

密码邮戳包括对邮件付邮资认证的信息。在地址信息纠错条形码及密码信息之间可存在关系，以提供一种增强的加强数字标记产生及检验系统。如上面指出的，该系统在地址信息不能在自动邮件处理时再产生及地址信息纠错码不能精确获得的情况下提供数字标记检验。该系统也以便利邮件处理的方式提供恢复地址信息的增强能力。

邮件110被送到总地以116表示的接收装置。邮件流被分拣器118处理，它借助纠错码来读与邮件相关的地址。邮件流的一个采样将被送到总地以120表示的检验处理系统，被采样的邮件122由扫描器124扫描，该扫描器与检验处理器126相连接。对于密钥系统、即使用密钥对数字标记加密的系统，可在检验处理器126上连接密码共处理器128。在检验处理器126上再连接密钥数据库130。

应该理解，专门的打印系统及专门的检验系统是系统设计选择项目。例如，不是使用密钥系统来产生数字标记，而使用公用钥系统来产生数字标记。另一方式是，在该系统中可使用各种形式的密钥，例如椭圆曲线数字帖码，数据标准密码及RSA。此外，打印信息的形式及格式可作实质性修改并能有利地使用本发明的方法。当数字邮戳包括数字证件、如在1989年8月1日授予的美国专利US4853961“可靠文件认证系统”中提出的基于USPS信息的邮戳时，钥数据库130可以不需要。

现在参照图2，邮件202包括邮戳204及2D(两维)条形码206。发信者地址信息208及收信者地址信息210。用于再产生地址信息210的纠错码被产生出来并印在邮件的212处。也可在邮件上印上如条-半条形码214。邮戳204可包括图形信息216，邮资值信息218，计量或安全标记发生符序列号220，原址(发信人地址)邮政编码222及打印日期224。这些信息的一些或全部可被编码成2D条形码206，它与纠错码212的部分或全部在一起作为数字标记的一部分。包括该信息的数字标记可在后来通过扫描检索出来，以验证邮戳204的真伪。条-半条形码214可以是邮局网用条形码，它可包括在写程序中辅助现有邮政服务扫描设备的任何所需信息。该信息可以是在美国邮政服务中使用的11位完整终点投递码(5位齐卜码加4位码加2位码)或部分地址信息，如受件邮局的终点码。应当指出，在上面印有两种不同形式条形码及另外信息的邮件可使该系统更可靠。

在邮件上也可包括某些地址块结构信息226。该地址块结构信息可包括地址块座标，行数的地址块成份，每行的词数及字符数，打印地址所使用的打印字体识别符，等。如226所示的这些信息与适当的纠错码212一起可大大改善地址计算处理，尤其在计算机控制的邮件打印环境中可大大减少或基本消除所有不可挽回的错误。

应强调地指出，不仅纠错码212可包括在数字标记信息处理中，而且附加信息也可附加地并有利地作为数字标记的一部分被包括在内。

可以清楚地理解，格式信息226在增补由纠错码提供的信息方面是很重要的，以便使正确的收件地址信息210恢复。这是特别要紧的，因为某些从邮件上读出的篡改信息可能使纠错码不能再产生出地址信息。扫描处理弄错两个相邻字符或数字的例子是将字母列“IV”解译成“N”单个字母。在此情况下，纠错码本身将不一定能完全再产生出正确的收件地址信息。但是，与格式化信息一道，这种恢复将是容易的。

应该理解，由于基于美国邮政服务信息的邮戳项目草案说明使用了投递终点码用于数字标记转换处理，本系统更通用及更完全，这在于它不依赖于特殊的寻址方案；例如使用齐卜码信息并专用于特定的受件地址或邮件接受者。这进一步增强了防止在系统上复制破译，在该情况下复制的邮件将进入邮件流。

一种地址结构信息226的实施方式是在地址上面的头7位“4343411”。第1位数“4”表示从信封左边缘到地址左边缘的以英寸为单位的距离。第二位数“3”表示信封顶部到地址块底部的英寸距离。第三位数“4”是地址区的行数。其余4位数“3411”各由每行中的字符及词数算出。这4位中的头一位数“3”代表地址第一行。每行的码由((字符数)mod3)+3·((词数)·mod3)给出，其中mod3是除以3后的余数。这两个值((字符数)mod3)及3·((词数)mod3)可易于从码中计算出。

第一行“Ms.C.D.Receiver”包括4个词及12个字符。因此该码为“3”。类似地下一行“P.O.BOX12345”具有4个词及10个字符。因此该行的结构码为“4”。街址“456 Washing ton Street”具有3个词及19个字符，接着是“市-州”行。最后两行的码相应于“1”。

在此例中，字符或为字母或为数字；标点符号及空格不计为字符。被空格或标点分开的任何符号串被视为词。因此，“C.D.”被看作两个字符及两个词。其余的实施方式亦可能，如包括将标点计为字符，词的界线仅用空格划分或包括每词的更详细信息。

现在参照图3，邮件302包括寄信人地址信息304及收信者地址信息306。应当指出，这里所涉及的地址是英国及法国地址，相应地图1中涉及的地址是美国地址。这是因为本发明适用于在全世界范围内所使用的所有地址方案类型。邮戳308包括各种相关信息。在310处印有发邮日期及在312处印有邮资值。该值用1欧元表示。此外，计量或保安密码设施序列号印在314处及在316处印有邮件的原始邮政编码。数字标记信息印在邮件上的318处。数字标记可以是单个数字标记如5及6，一个与售货机有关另一个与邮局有关，如在上述专利中所提出的。数1分配予制造商，及数0是与计量装置号码有关的纠错码。在310处设有整个邮戳的纠错码，在322处设有与计量装置有关的系列邮件计数值。

在数字邮戳的附近印有2D条形码324。该2D条形码324可包括以数字字母形式印的作为数字邮戳一部分的数字标记5及6，及包括与地址信息306相关的纠错码及类似于包括在数字码212中的信息。此外，该2D条形码可包括与地址信息306相关的格式化信息，它类似于以图2中226所示数字形式印的格式信息。

现在参照图4，图4包括类似于图3中的信息。在图4中相应形式的数字表示相应的部分。但是，2D条形码424印在地址信息406的附近。通过如图4中印制的2D条形码，就为扫描设备设立了主要的界标，它定位了包括地址信息的区域。这是特别重要的，因为邮件具有各种尺寸及地址信息印在邮件的许多不同位置上并具有许多不同格式及特征。此外，由于在邮件上可能印有许多附加信息，如“快递邮件”“即刻打开”“航空信”等，设置了如2D条形码424这样的主要界标提供了很大帮助。由于界标424也是提供必要信息的2D码，它包括格式信息及纠错码，并省掉了邮件有价值的邮票，它不同于将2D条形码以印在邮件上的与地址界标识别不同的形式设在不同位置上。

现在参照图5，邮件502包括发信人地址信息504及收信人地址信息506。在图5中邮件上的特殊邮戳被分为人眼可读部分及2D条形码部分。人眼可读部分508包括印在510处的邮件打印日期，邮资值512，计量装置的序列号514及发件人邮政编码516。2D条形码524包括如图2中212所示的数字标记及纠错码信息及图2中226所示的地址结构信息。所有这些信息及如认证邮件邮资已付的各种密码信息印在2D条形码524中。

表示在图2、3及4中的2D条形码是DataMatrix型2D条形码。图5中所示的2D条型码是PDF417型条形码。印在邮件5上的邮戳可以是基于公用钥方案的数字邮戳，它以524所示的PDF417格式印制。

从以上可清楚看到表示在图2-5中的四种不同格式的邮件，使用纠错码和/或格式信息作为地址信息密码部分的本发明各种形式和结构可以被应用在数字标记中。此外，这些数字标记可以是密钥型的或公用钥型的，这取决于所实施的具体系统。

现在来参照图6。投递地址信息及相应的邮件额定参数或率值在步骤602中被输入到图1中处理系统104中。在604中计算地址结构信息及地址纠错码。然后在606中计算数字标记。数字标记可以是密码类型的日期、邮资率数据、计量装置序列号、增加挂号值及原址邮政编码。数字标记转换的专用信息及类型以及所使用的专用密码算法极其依赖于系统设计选择。数据标记也使用纠错码和/或地址结构信息作为在步骤604中计算的输入。具有纠错码及地址结构信息的投递地址在步骤608上被打印到邮件上。应该指出，如果使用了如图2中所示的格式，在608中将打印作为地址块的部分。但是，信息也可能以不同形式打印及打印在如图3-5所示的不同位置上。在步骤610上打印包括数字标记的数字邮戳。并也可选择地，同时打印广告用语。

现在参照图7，它表示在检验装置中的操作。在步骤702上邮件正面被扫描并获得图象及被数字化。在704上根据数字化图象确定编码地址结构信息及纠错码。在步骤706上对地址结构信息及纠错码解码及解译。在708中分析及定位地址块以准备进一步处理。另外的处理包括光字符识别，它在710中执行。在712中确定地址结构及纠错码是可解码的。

如果地址结构及纠错码是不可解码的，则在步骤714中用OCR的输出重新构成地址结构及纠错码。该步骤提供了附加的实用性，即保证更多数目的邮件能被检验，而不至于有时不能解码地址结构及纠错码信息。如上所述，纠错码和/或地址结构信息被包括在产生打印在邮件上的数字标记的密码数字标记转换中。没有该信息，将不能检验邮件的邮戳以确定其真伪及邮资的交付。因此，作为由OCR的输出重建地址结构及纠错码的处理部分的能力提供了在现有技术中不能作到的整个处理增强并改进的可靠性。

在由OCR的输出重建地址结构及纠错码后，在步骤716上确定已获得正确的地址块。如果地址格式及纠错码是可解码的，该步骤可直接从确定步骤712进入。在718上进一步确定邮件是否是可投递的。如果该邮件不可投递，即地址不全或地址不可投递或不可再恢复的地址，则在步骤720上邮件被拒绝。

如果邮件是可投递的，则在步骤722上找出邮戳并解译它。此外并可选择地，如果在邮戳中纠错码本身以未加密形式出现，即如结合图3-5所解释的情况，则在724上由邮戳或根据情况由2D条形码获得纠错码。在决定框726中确定邮件数据的一致性。这例如可以分析并确定在706上获得的地址结构信息及纠错码信息之间的一致性。可根据情况选择：在710上获得的地址块信息、在722上获得的邮戳信息及在724上获得的纠错码信息是全部或部分一致的。一致性的检验也可包括数字标记的检验以作为对测试邮件采样的数字标记的认证，采样数目可从很小到实际100％的邮件，视系统设计要求的保安及检验等级而定。

如果邮件被确定具有一致性，则在步骤728上被分拣及递送。如果另一方面，邮件数据不一致，则在730上启动邮件考察。

用于打印文献的系统的一个替换实施例是“读文件辅助及认证码”。

条形码可包括“读文件辅助及认证码”。条形码可使用内部纠错码，因此能保证可靠的读。该码可由以下的某些或全部组成：

1)指示页数及每页行数的格式化信息。

2)指示每行词数及字符数的格式化信息。

3)另外格式化信息，例如页的整体几何说明、使用的字体、段落格式等。

4)文献哪部分(如哪行)包括在纠错码中的指示。

5)被指示部分的纠错码。对于文献的不同部分纠错码等级可以不同。

6)使用纠错码及格式化信息计算加密数字帖码。

纠错码可以足够强以使得用相同码寻找另外可使用文献内容的问题变得难以应付。作为一个极端情况，纠错码可足够强以便重建整个文献或被指示部分。

对于不同的文献部分纠错等级可以不同。对于某些行可使用简单的检错码；某些选择出的关键行随编码者的意图使用能重建选择行的码。甚至检错码与格式化信息一起也能对精确的先字符识别提供有价值的辅助。该信息辅助将行分解成词及字符，并能提供精确确定OCR输出不可靠的措施。

加密帖码将对文献源是真实的及文献未改变提供保证。

使用纠错码及格式信息来产生加密帖码具有一些优点。如果文献的某些部分不能完全被重建，帖码仍能被验证。如果“大多数”读文献辅助码适配于文献的可读部分，则帖码提供了可由编码者选择的保安等级。通过检验相关的帖码来检验整个文献的等级，对读文献者提供了保证，即具有强纠错的文献部分是整个文献的真实部分。基于保安等级的混乱，在验证数字帖码方面具有很大困难。每个输入部分必须对于验证帖码精确、正确地被读。因为对于数字形式的文献这是非常可能的，而对于打印的文献这是极其困难的。

虽然本发明是参照了单个实施例作出公开及描述，但显然如以上所指出的，其中可作出各种变型及修改。因此意图在以下权利要求书中覆盖落在本发明的真正精神和范围内的各个变型及修改。

Claims (21)

1、用于产生邮资证明信息的方法，包括以下步骤：a)产生对于至少终点地址的一部分的纠错码；及b)使用所述纠错码产生数字标记。

2、检验印在邮件上的邮资证明信息的方法，包括以下步骤：a)获得印在邮件上的纠错码；及b)使用所述获得的纠错码检验所述邮资证明信息的有效性。

3、检验印在邮件上的邮资证明信息的方法，包括以下步骤：a)获得印在邮件上的纠错码；b)确定获得的纠错码是不精确的；c)获得用于产生所述不精确纠错码的信息；d)由所述获得的信息产生纠错码；及e)使用所述产生的纠错码检验所述邮资证明信息的有效性。

4、检验印在邮件上的邮资证明信息的方法，包括以下步骤：a)获得用于印在邮件上另外信息的邮件上所印的纠错码；b)确定获得的纠错码是不精确的；c)获得用于产生所述印有的纠错码的所述另外信息；d)由所述获得的另外信息试图再产生所述纠错码；e)确定所获得的另外信息是不精确的；

5、检验印在邮件上的邮资证明信息的方法，包括以下步骤：a)由至少印在邮件上收件人地址信息的一部分产生纠错码；及b)使用所述产生的纠错码检验所述邮资证明信息的有效性。

6、用于产生邮件的方法，包括以下步骤：a)产生用于至少终点地址一部分的纠错码；b)产生用于所述终点地址的地址结构信息；及c)在所述信封上打印所述纠错码及地址结构信息。

7、根据权利要求6的方法，还包括在所述邮件上打印所述终点地址的步骤。

8、根据权利要求6的方法，其中所述纠错码及所述地址结构信息以条形码形式印在所述邮件上。

9、根据权利要求6的方法，其中所述地址结构信息至少包括下列之一：行中字符数，地址块在邮件上的坐标，字体类型，地址中的行数及每行中的词数，及地址块中的所有字符数。

10、检验印在邮件上的邮资证明信息的方法，包括以下步骤：a)获得用于印在邮件上另外信息的邮件上所印的纠错码；b)确定获得的纠错码是不精确的；c)获得用于产生所述印有的纠错码的所述另外信息；d)由所述获得的另外信息再产生所述纠错码；及e)使用所述再产生的纠错码来检验所述邮资证明信息的有效性。

11、产生邮资证明信息的方法，包括以下步骤：a)产生用于至少终点地址一部分的纠错码；b)产生用于所述终点地址的地址结构信息；c)在所述邮件上打印所述纠错码及地址结构信息；及d)使用所述纠错码及所述地址结构信息产生数字标记。

12、根据权利要求11的方法，还包括在所述邮件上打印所述终点地址的步骤。

13、根据权利要求11的方法，其中所述纠错码及所述地址结构信息的条形码形式印在所述邮件上。

14、根据权利要求11的方法，其中所述地址结构信息至少包括下列之一：行中字符数，地址块在邮件上的坐标，字体类型，地址中的行数及每行中的词数，及地址块中的所有字符数。

15、用于产生认证及数据完整性信息的方法，包括下列步骤：a)产生用于一个文献中信息的纠错码；及b)使用所述纠错码产生数字标记。

16、用于检验印在文献上的认证及数据完整性信息的方法，包括以下步骤：a)获得印在所述文献上的纠错码；及b)使用所述获得的纠错码检验所述证明信息的有效性。

17、用于产生认证及完整性信息的方法，包括以下步骤：a)产生用于印在文献上信息的纠错码；b)产生用于所述印在文献上的信息的文献结构信息；c)在所述文献上打印所述纠错码及文献结构信息；及d)使用所述纠错码及所述地址结构信息产生数字标记。

18、根据权利要求17的方法，其中所文献结构信息至少包括下列之一：行中字符数，字体类型，所述终点地址中的行数，每行中的词数及文献中的总字符数。

19、用于辅助读邮件上终点地址信息的方法，包括以下步骤：a)产生用于所述终点地址的地址结构信息；及b)在所述邮件上打印所述地址结构信息。

20、根据权利要求19的方法，其中所述地址结构信息以条形码格式印在所述邮件上。

21、根据权利要求20的方法，其中所述地址结构信息至少包括以下之一：行中的字符数，字体类型，所述终点地址中的行数，每行中的词数及文献中的总字符数。

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