CN1284123C - 一种标记物品的方法 - Google Patents

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CN1284123C CNB988015579A CN98801557A CN1284123C CN 1284123 C CN1284123 C CN 1284123C CN B988015579 A CNB988015579 A CN B988015579A CN 98801557 A CN98801557 A CN 98801557A CN 1284123 C CN1284123 C CN 1284123C
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Abstract

一种标记一个物品的方法，包括：a)选择一个包括一个标识数的第一字符串，该标识数选择成表示一个物品或一种给定类别的物品，该字符串包括两个或多个字符，b)把所述字符串中的每个字符表示为一个具有七个或多个数位的二进制数，c)把与所述字符串相对应的一个二进制数位序列存储在一个数据存储装置中，及d)把数据存储装置附着到、或把数据存储装置包含在物品中。二进制数位序列最好通过把标识数乘以一个整数产生，接着把生成的数转换成一个基数84的数。数据存储装置最好包括在预定间隔区域中有永久非随机取向的各向异性磁性颗粒。

Description

一种标记物品的方法
本发明涉及一种标记物品的方法，并且涉及一种用于物品鉴别的方法。还涉及一种在这样一种方法中使用的标识装置或标记。
具有可检测磁性的永久图案的磁带，从通过参考包含在这里的GB A 1331604、和GB A 2309568得知。这种磁带可从Thorn SecureScience Limited在英国登记商标“WATERMARK”磁带下得到，并且用作对诸如银行信用卡或信用卡之类的重要物品的标识或鉴别装置。
在现有技术的当前状态下，在该磁带大量制造时使用的最大数据存储密度是使用工业标准F2F编码的每英寸39位(每毫米1.53位)。在Watermark(水印)磁带中使用的数据格式需要称作“标志”的标记符部分，一个二进制数位串在连续的标志之间。每个标志包括10位，在标志之间的数据一般包括60位(12个每个包括5位的字符)。在标志之间的数据可以是增量或非增量的。如果数据是非增量的，那么存储在磁带上的数据是周期性的，具有70二进制数位的周期。在每毫米1.3位的数据存储密度下，这意味着超过53毫米的磁带必须用于一个重要物品，以便正确地标识它，而如果部分磁带被损坏，或读磁头在标记的边缘处跳动，那么就没有冗余，并因而不能正确地读数据。因而Watermark磁带对小物品或重要文件的使用不是特别方便。
一种减小这种磁带上的数据节距的方法是减小标志的长度。在GB-A-2 021 835中，建议5位标志和八个5位字符。然而，已经发现这样一种方案是不实用的，因为在标志与数据之间的显著相互影响，导致不可接收的读错误。用该方案的另一个缺点是，只能在正方向而不能在反方向读数据。为了克服这个问题，具有10位的标志已经采用了多年。这通常包括一长串二进制的1，如00111 11101或10111 11000。当与用4位表示十进制字符0至9而第5位用于“奇数”奇偶性的5位数据字符结合时，这保证在十二个5位数据字符中不出现标志。
根据本发明的第一方面，这里提供了一种标记物品的方法。
根据本发明的第二方面，这里提供了一种用来标记物品的标识装置。
根据本发明的第三方面，这里提供了一种鉴别物品的方法。
本发明提供了一种识别装置，用于标记一个物品，包括一个数据承载层，该数据承载层包含在预定间隔区域内的具有永久非随机取向的各向异性磁性颗粒，由该层承载的数据包括一个二进制数位序列，该序列包含一个第一字符串表示一个物品或一个给定类别的物品，该字符串包括两个或更多字符，每个字符是一个具有七个或更多二进制数位的二进制数，该二进制数位序列包括相同标记符部分，一个二进制数位串布置在连续的标记符部分之间，标记符部分不是回文的，并且在二进制数位串或各串中正或反读取方向上不出现，二进制数位串或各串通过以下方式产生：把识别数乘以一个整数以形成一个生成的数，接着把生成的数转换成一个基数84的数，该数然后表示为二进制数位串。
仅通过例子参照附图，现在将描述本发明的实施例，在附图中
图1表示根据本发明标记的重要物品，
图2表示根据本发明的一种标识方法的方块图，及
图3表示根据本发明的一种鉴别方法的方块图。
在图1中，表示一种标记物品(2)的标识装置(1)。该标识装置包括一个具有可检测磁性的永久图案的数据携带层(在本实例中层压于重要物品的磁带)。由该层携带的数据包括一列二进制数位，该列具有小于64二进制数位的周期，并且具有大于或等于一个周期的长度。在图1中所示的例子中，数据包括标记符部分或标志(3)，四个其他部分或字符(4、5、6、7)布置在依次的标记符部分之间。每个标志包括二进制数位串，在本例子中是1010000。其他二进制数位串能用作替换例，例如0010100、或0101111等，但已经选择了1010000，因为它是当读时最不可能与其他二进制数位(位)串混淆的串之一。
其他字符的每一个包括一个7位数。尽管在本例子中，有四个字符，但如果需要则可以使用具有2个或多个字符的串。选择包括28位的四字符串(4、5、6、7)表示一种给定类别的物品，例如诸如由公司发行的股票或赠与票据之类的重要文件。在本实施例中，这四个字符给出2,214,841种可能不同的“第一”字符串(即“密钥不同”)，如在下面将解释的那样。在初始字符串中字符越多，不同的密钥数越大，但初始字符串越长，最后磁记录也越长。
在本例中的“第一”字符串包括四个字符。四个字符的每一个由一个7位数表示，该7位数从一个预定查阅表找到，从而除在标记符处之外，如果在任一方向读位序列，则标记符字符(1010000)都不会出现。标记符字符最好不是回文的，从而当以正或反向读数据时，看到不同的图案，从而读设备能算出在使用中已经呈现给它哪条沿字符串的路径。7位长字符的每一个能有128个潜在值。值1010000和其反向0000101必须排除，因为这些会与标记符混淆。数0101×××也必须排出，因为它与相邻字符中的××××000结合产生一个“幻像”标记符。包含长串零的数也必须避免，因为这能混淆F2F编码和/或阅读器区分本发明方法与通常Watermark磁带的方法的能力。在字符2、3和4处必须排除的数表示在表1中，而在第一字符位置处必须排除的另外的数表示在表2中。在本实施例中使用的实际完整查阅表表示在表3中。
  D   排除   D   排除   D   排除
  0   ××(000-0000000)   26   001(1010-000)××   65   ××(10-10000)01
  1   ××(0000-000000)1   32   ××(1-010000)0   66   ××(10-10000)10
  2   ×(00000-00000)10   33   ××(1-010000)1   67   ××(10-10000)11
  3   ×(00000-00000)11   40   ××(000-0101)000   74   100(1010-000)××
  4   ××(101-0000)100   41   ××(000-0101)001   80   (1010000)
  5   (0000101)   42   ××(000-0101)010   84   10(10100-00)××
  6   ××(101-0000)110   43   ××(000-0101)011   90   101(1010-000)××
  7   ××(101-0000)111   44   ××(000-0101)100   96   110(0000-101)××
  10   000(1010-000)××   45   ××(000-0101)101   97   11(00001-01)××
  11   ××(0-000101)1   46   ××(000-0101)110   104   1(101000-0)××
  16   001(0000-101)××   47   ××(000-0101)111   106   110(1010-000)××
  20   00(10100-00)××   48   011(0000-101)××   112   111(0000-101)××
  21   001(1010-000)××   52   01(10100-00)××   116   11(10100-00)××
  22   ××(00-00101)10   58   011(1010-000)   122   111(1010-000)××
  23   ××(00-00101)11   64   100(0000-101)××
表1-在字符2、3和4处排除的代码字
D＝排除的代码字的十进位值
  D   排除   D   排除   D   排除
  81   101(0000-101)0001   87   101(0000-101)0111   93   101(0000-101)1101
  82   101(0000-101)0010   88   101(0000-101)1000   94   101(0000-101)1110
  83   101(0000-101)0011   89   101(0000-101)1001   95   101(0000-101)1111
  85   101(0000-101)0101   91   101(0000-101)1011
  86   101(0000-101)0110   92   101(0000-101)1100
表2-在字符1处排除的另外代码字
                    表3-二进制表
                n＝输入的、未编码的值
(b、D、H)＝分别为二进制、十进制和十六进制输出的、未编码的值
  n   b   D   H   n   b   D   H   n   b   D   H   n   b   D   H
  0000000   0   0   0100000   32   20   1000000   64   40   1100000   96   60
  0000001   1   1   0100001   33   21   1000001   65   41   1100001   97   61
  0000010   2   2   16   0100010   34   22   1000010   66   42   46   1100010   98   62
  0000011   3   3   17   0100011   35   23   1000011   67   43   47   1100011   99   63
  0000100   4   4   18   0100100   36   24   35   1000100   68   44   48   1100100   100   64
  0000101   5   5   19   0100101   37   25   36   1000101   69   45   49   1100101   101   65
  0000110   6   6   20   0100110   38   26   37   1000110   70   46   50   1100110   102   66
  0000111   7   7   21   0100111   39   27   38   1000111   71   47   51   1100111   103   67
  0   0001000   8   8   0101000   40   28   39   1001000   72   48   1101000   104   68
  1   0001001   9   9   0101001   41   29   40   1001001   73   49   52   1101001   105   69
  0001010   10   A   0101010   42   2A   1001010   74   4A   1101010   106   6A
  0001011   11   B   0101011   43   2B   41   1001011   75   4B   53   1101011   107   6B
  2   0001100   12   C   0101100   44   2C   42   1001100   76   4C   54   1101100   108   6C
  3   0001101   13   D   0101101   45   2D   43   1001101   77   4D   55   1101101   109   6D
  4   0001110   14   E   0101110   46   2E   44   1001110   78   4E   56   1101110   110   6E
  5   0001111   15   F   0101111   47   2F   45   1001111   79   4F   57   1101111   111   6F
  0010000   16   10   0110000   48   30   1010000   80   50   1110000   112   70
  6   0010001   17   11   22   0110001   49   31   71   1010001   81   51   58   1110001   113   71
  7   0010010   18   12   23   0110010   50   32   72   1010010   82   52   59   1110010   114   72
  8   0010011   19   13   24   0110011   51   33   73   1010011   83   53   60   1110011   115   73
  0010100   20   14   0110100   52   34   1010100   84   54   1110100   116   74
0010101 21 15 25 0110101 53 35 74 1010101 85 55 61 1110101 117 75
  0010110   22   16   26   0110110   54   36   75   1010110   86   56   62   1110110   118   76
  0010111   23   17   27   0110111   55   37   76   1010111   87   57   63   1110111   119   77
  9   0011000   24   18   28   0111000   56   38   77   1011000   88   58   64   1111000   120   78
  10   0011001   25   19   29   0111001   57   39   78   1011001   89   59   65   1111001   121   79
  0011010   26   1A   0111010   58   3A   1011010   90   5A   1111010   122   7A
  11   0011011   27   1B   30   0111011   59   3B   79   1011011   91   5B   66   1111011   123   7B
  12   0011100   28   1C   31   0111100   60   3C   80   1011100   92   5C   67   1111100   124   7C
  13   0011101   29   1D   32   0111101   61   3D   81   1011101   93   5D   68   1111101   125   7D
  14   0011110   30   1E   33   0111110   62   3E   82   1011110   94   5E   69   1111110   126   7E
  15   0011111   31   1F   34   0111111   63   3F   83   1011111   95   5F   70   1111111   127   7F
对于所有字符位置排除在表3中以粗体表示的二进制数。从字符位置1排除在表3中以斜体表示的二进制数。将注意到，在表3中的数n不形成单调增大序列。这是允许的，因为它是一张查阅表。因而任何值能出现在查阅表中的任何地方，只要该位置对于编码和译码运算都相同。
对于一个7位串128个可能值仅可得到84个可能值用于编码方向。如果在表3所示查阅表的反向(译码)应用中找到，则44个排除值变成奇偶性错误。
为了避免产生幻像标记符，在字符1位置中必须避免70以上的n值。这通过保持使用的最大可能数为2,214,840或更小来实现。可能组合的总数或“密钥不同”是(71×84×84×84)/19，该总数圆整到2,214,841。
现在已经在一些细节中描述了在最佳实施例中由标识装置携带的数据采用的格式，将解释提供数据的方法。
首先，希望标记重要物品的人当使用来自表3的4字符时，必须从2,214,841种组合可能中选择一个字符串。在本例中，这将是一个十进制数，我们将把它叫做N，它位于零与2,214,841之间。该步骤在图2中表示为块20。
该方法中的步骤然后如下，步骤a至h在图2中分别用块21至28表示：
a)检查N位于零与2,214,841之间。
b)把N乘以数值因数，在本例中为整数19。该因数称作纵向冗余度检查因数，或LRC。
c)把结果(即19N)转换成查阅表的数字基数(在本例中为84)，在基数84中给出一个4数位数，
d)取这个4数位数，并且使用表3的查阅表，把数位顺序编码成字符1-4，每一个字符包括一个7位数，
e)把标记符101000添加到数据一端，
f)经一个已知形式的、将F2F编码用于二进制数据的电路，发送生成的35位序列，
g)如上述那样把代码作为可检测磁性的永久结构包含在一个标识装置中，
h)重复步骤f)和g)，以在标识装置中提供一个周期性的二进制数位序列。
现在将提供以上方法的一个具体例子。首先，选择标识数1234567(是零与2,214,841之间的一个十进制数)。该数然后乘以整数19以给出23456773。为了转换成一个基数84的数，除以84，留下数279247和余数25。把279247除以84给出3324余31。把3324除以84给出39余48。最后剩下的数(在本例中应该小于71)是39。然后使用表3的查阅表把诸余数按如下转换成位图案：
39＝1001000
48＝1100100
31＝0111100
25＝0110101
把标志1010000置于位图案的一端处，并且把位图案记录到一个标识装置上，象例如磁带上，在以上步骤(e)的结束处的最后位图案读作：
1010000 1001000 1100100 0111100 0110101。
这完成了标记或标识方法的编码部分。标识装置然后加到或包含在诸如重要文件之类的重要物品中。这可以通过简单地层压标识装置，在本例中把磁带层压到物品上，或通过一种转移方法来实现，在转移方法中，把一个粘合剂层涂到磁带表面上，把物品贴到这个粘合剂层上，并且除去基带在重要物品表面上留下原来是粘合到磁带的上层。
为了鉴别重要物品，必须读或译码如上述那样贴到物品上的鉴别装置。这可以根据如下方法进行，该方法在图3中表示为流程图，其中块30-41分别对应于如下步骤a-1：
a)运动阅读器或扫描装置通过鉴别装置，或者相反，并且使用(如果需要)已知的介质鉴别技术，如在GB 2035659或EP93916121中公开的那些，
b)把一种F2F译码算法应用于扫描数据，
c)检测首部或尾部零的存在，或指示另一种数据格式存在的其他特征，如通常的“WATERMARK”数据格式，条件是找到作为该格式的译码。如果没有找到，则按下述继续，
d)使用已知的错误检测技术、和/或鉴别技术，找到没有读或F2F译码错误的35个连续位，
e)通过把35个连续位存储在象例如一个环或旋转圆筒式移位器之类的移位寄存器中，来检查它们中的错误，并且在两个方向旋转它们35位(在1位的步骤中)，检查总共在两个方向35位准确地包含一个标记符或标志-任何其他结果都意味着错误的存在，
f)通过旋转，并且如有必要通过颠倒数位的顺序，排列数位，从而标记符出现在字符串的首部，而字符4出现在尾部，
g)除去与标记符相对应的位，留下与由4个字符组成的数据相对应的28位，每个字符包括7位，
h)对4个字符的每一个反向应用表3的查阅表，以给出基数84中的4个数。如果查阅表不包含匹配一个或多个这些数的项目，则这指示错误存在，
i)把该数转换成匹配希望的输出的一个数值基数，象例如在本例中的基数10，
j)把在以上步骤i中得到的数除以LRC(本例中的19)，并且如果余数不是零，则作为错误拒绝。
k)把结果与真实重要物品的数值特征N相比较。如果它们相同，那么物品是真实的，
l)发信号报告该比较结果。发信号报告的结果包括例如标识数的报告、抽取标识数匹配预定数的确认、或者由于介质鉴别错误或由于数据格式错误鉴别失败的报告。
在以上编码和译码序列中，使用二进制校验和作为错误防护特征是不方便的。借助于LRC因数的乘和除的使用具有与校验和类似的错误防护性能。例如对于模19的乘和除错误防护方案的随机错误在19次中仅有1次产生通过检测的机会。
选择LRC因数为19的原因如下。选择的LRC因数应该与查阅表的数值基数(本例中为84)享有尽可能少的公因数。作为稍大于16的质数使19成为一个良好的候选对象。使用17或13的LRC因数是可能的，这些提供稍差的错误防护，但数值处理稍容易些。在理论上也能使用数16、15、14，然而，这会在LRC因数与查阅表的数值基数之间造成相当大的相互影响，并因此从查阅表中排除的相当多。
除19乘/除LRC因数外，在本方法中通过使用字符查阅表和通过F2F编码，也能实现本质相同的错误检测。
19的因数提供了与在大多数大磁条方案中使用的相类似的防护水平。如果新的用途要求错误防护增大五十倍，那么对于熟悉本专业的技术人员来说，显然能把以上例子中的LRC因数增大到(比如说)1000，这然后将可用的“密钥不同”减少到42,081。
尽管在以上例子中使用了每个包括七位的4个字符，但如果需要，则在方案中也可以采用较多的或较少的字符。每个字符可以包括六个或更多个数位，最好是七个或更多个数位。数位可以用预定数值基数表示，而不必象以上例子中那样等于2。
上述方法的使用使具有27毫米长度的标识装置或标记能够产生具有2,214,841种可能“密钥不同”。作为比较，有类似密钥不同的标准“WATERMARK”磁带记录至少有45毫米的长度，假定两者都以每毫米1.53位编码。
预期本发明将在各领域中发现广泛用途，如：
a)成套相同代币的提供，如活动入场券、赠品代币、股票、期票、钞票、及证实给定组织或人员已经盖印或密封文件的签名。
b)成本临界用途：在成本控制中的一个重要因素是使表面面积最小。对于美学考虑这也是希望的。
作为本发明的另一个方面，以上方法可以以类似的方式应用于这样的情形，其中具有标志或标记符的连续字符串是不同的，而是增大或减小的。在这种情况下，二进制数位序列一般不是周期性的。在这种情况下，数位序列将在登记位置中用于物品，例如文件，从而标记符在文件上的已知位置上。这稍微简化了上述的译码，已不需要旋转圆筒式移位器。这种登记过程在工业中是已知的，尽管在该具体实施例中登记能由磁性装置检测。如果在磁箔制造期间包括适当的光学特征，则更常规的光学检测能用在登记处。一般地说，需要增量数值的用途可能需要多于四个的7位字符。例如，如果在本例中所示的实施例从35位扩展到63位，则它产生1.1×1014种“密钥不同”，而“WATERMARK”需要90位来编码它。因而本发明提供了超过先有技术的、使用较短磁带长度能提供较多“密钥不同”的优点。

Claims (10)

1、一种识别装置(1)，用于标记一个物品，包括一个数据承载层，该数据承载层包含在预定间隔区域内的具有永久非随机取向的各向异性磁性颗粒，由该层承载的数据包括一个二进制数位序列，该序列包含一个第一字符串表示一个物品或一个给定类别的物品，该字符串包括两个或更多字符(4，5，6，7)，每个字符是一个具有七个或更多二进制数位的二进制数，该二进制数位序列包括相同标记符部分(3)，一个二进制数位串布置在连续的标记符部分之间，标记符部分不是回文的，并且在二进制数位串或各串中正或反读取方向上不出现，二进制数位串或各串通过以下方式产生：把识别数乘以一个整数以形成一个生成的数，接着把生成的数转换成一个基数84的数，该数然后表示为二进制数位串。
2、根据权利要求1的识别装置，其中所述第一字符串包括一个增量或减量标识数序列。
3、根据权利要求1的识别装置，其中布置在连续的标记符部分之间的每个二进制数位串彼此相同。
4、根据权利要求1的识别装置，其中标记符部分包括七个二进制数位。
5、根据权利要求4的识别装置，其中标记符部分包括二进制数位串1010000。
6、根据权利要求1的识别装置，其中生成数的转换使用一张查阅表进行，该查阅表略去可能引起与标记符部分混淆的二进制数位串。
7、根据权利要求1的识别装置，其中整数位于13至1000的范围内。
8、根据权利要求1的识别装置，其中整数位于13至23的范围内。
9、根据权利要求8的识别装置，其中整数等于19。
10、根据权利要求9的识别装置，其中查阅表如下表所示：
                                               二进制表
                                       n＝输入的、未编码的值
                        (b、D、H)＝分别为二进制、十进制和十六进制输出的、未编码的值   n   b   D   H   n   b   D   H   n   b   D   H   n   b   D   H   0000000   0   0   0100000   32   20   1000000   64   40   1100000   96   60   0000001   1   1   0100001   33   21   1000001   65   41   1100001   97   61   0000010   2   2   16   0100010   34   22   1000010   66   42   46   1100010   98   62   0000011   3   3   17   0100011   35   23   1000011   67   43   47   1100011   99   63   0000100   4   4   18   0100100   36   24   35   1000100   68   44   48   1100100   100   64   0000101   5   5   19   0100101   37   25   36   1000101   69   45   49   1100101   101   65   0000110   6   6   20   0100110   38   26   37   1000110   70   46   50   1100110   102   66   0000111   7   7   21   0100111   39   27   38   1000111   71   47   51   1100111   103   67   0   0001000   8   8   0101000   40   28   39   1001000   72   48   1101000   104   68   1   0001001   9   9   0101001   41   29   40   1001001   73   49   52   1101001   105   69   0001010   10   A   0101010   42   2A   1001010   74   4A   1101010   106   6A   0001011   11   B   0101011   43   2B   41   1001011   75   4B   53   1101011   107   6B   2   0001100   12   C   0101100   44   2C   42   1001100   76   4C   54   1101100   108   6C   3   0001101   13   D   0101101   45   2D   43   1001101   77   4D   55   1101101   109   6D   4   0001110   14   E   0101110   46   2E   44   1001110   78   4E   56   1101110   110   6E   5   0001111   15   F   0101111   47   2F   45   1001111   79   4F   57   1101111   111   6F   0010000   16   10   0110000   48   30   1010000   80   50   1110000   112   70   6   0010001   17   11   22   0110001   49   31   71   1010001   81   51   58   1110001   113   71   7   0010010   18   12   23   0110010   50   32   72   1010010   82   52   59   1110010   114   72   8   0010011   19   13   24   0110011   51   33   73   1010011   83   53   60   1110011   115   73   0010100   20   14   0110100   52   34   1010100   84   54   1110100   116   74 0010101 21 15 25 0110101 53 35 74 1010101 85 55 61 1110101 117 75   0010110   22   16   26   0110110   54   36   75   1010110   86   56   62   1110110   118   76   0010111   23   17   27   0110111   55   37   76   1010111   87   57   63   1110111   119   77   9   0011000   24   18   28   0111000   56   38   77   1011000   88   58   64   1111000   120   78   10   0011001   25   19   29   0111001   57   39   78   1011001   89   59   65   1111001   121   79   0011010   26   1A   0111010   58   3A   1011010   90   5A   1111010   122   7A   11   0011011   27   1B   30   0111011   59   3B   79   1011011   91   5B   66   1111011   123   7B   12   0011100   28   1C   31   0111100   60   3C   80   1011100   92   5C   67   1111100   124   7C   13   0011101   29   1D   32   0111101   61   3D   81   1011101   93   5D   68   1111101   125   7D   14   0011110   30   1E   33   0111110   62   3E   82   1011110   94   5E   69   1111110   126   7E   15   0011111   31   1F   34   0111111   63   3F   83   1011111   95   5F   70   1111111   127   7F
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