DE102016117063A1

DE102016117063A1 - Verfahren zur Authentifizierung von Gegenständen

Info

Publication number: DE102016117063A1
Application number: DE102016117063.1A
Authority: DE
Inventors: Alex Deitermann
Original assignee: TAILORLUX GmbH
Current assignee: TAILORLUX GmbH
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2018-03-15
Also published as: WO2018046066A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Authentifizierung von Gegenständen, mit einem zumindest eine Kameraeinheit (8) aufweisenden Rechner (7), und mit einer zumindest teilweise mit Referenzfarbe(n) bedruckten Referenzkarte (2), umfassend die folgenden Schritte: Anordnung der Referenzkarte (2) und des Gegenstandes (1) derart, dass die Referenzkarte (2) und der Gegenstand (1) zumindest teilweise in einem gemeinsamen Aufnahmebereich für ein digitales Bild liegen; zumindest teilweise Belichtung des Aufnahmebereichs mit Blitzlicht, wobei das Blitzlicht sichtbares Licht, Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung ist; Aufnahme eines den Aufnahmebereich abbildenden digitalen Bildes mit der Kameraeinheit (8); Auswertung der digitalen Bildinformationen mit dem Rechner (7), einem Anwendungsprogramm und einem mit dem Rechner (7) signaltechnisch verbundenen Rechner (10) und/oder Server sowie einem auf diesem befindlichen Programm. Um ein Verfahren zur Authentifizierung von Gegenständen bereit zu stellen, welches kostengünstig und einfach zu handhaben ist, sowie eine hohe Authentifizierungssicherheit gewährleistet, werden den zu den Ortspunkten des Aufnahmebereichs korrespondierenden Bildpunkten des digitalen Bildes, insbesondere den Einzelpixel und/oder Einzelvoxel und/oder Domänen daraus, Farborte und/oder den Farborten proportionale Werte zugeordnet, sind der Gegenstand (1) und die Referenzkarte (2) zumindest teilweise mit auf zumindest einer Farbmetamerie basierenden und zumindest teilweise lumineszierende Eigenschaften aufweisenden Druckfarbe(n) bedruckt, und wird der Gegenstand (1) über einen Abgleich der dem Gegenstand und der/den Referenzfarbe(n) zugrunde liegenden Farborte des Aufnahmebereichs authentifiziert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Authentifizierung von Gegenständen, mit einem zumindest eine Kameraeinheit aufweisenden Rechner, und mit einer zumindest teilweise mit Referenzfarbe(n) bedruckten Referenzkarte, umfassend die folgenden Schritte: Anordnung der Referenzkarte und des Gegenstandes derart, dass die Referenzkarte und der Gegenstand zumindest teilweise in einem gemeinsamen Aufnahmebereich für ein digitales Bild liegen; zumindest teilweise Belichtung des Aufnahmebereiches mit Blitzlicht, wobei das Blitzlicht sichtbares Licht, Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung ist; Aufnahme eines den Aufnahmebereich abbildenden digitalen Bildes mit der Kameraeinheit; Auswertung der digitalen Bildinformationen mit dem Rechner, einem Anwendungsprogramm und einem mit dem Rechner signaltechnisch verbundenen Rechner und/oder Server sowie einem auf diesem befindlichen Programm.
Verfahren zur Authentifizierung von Gegenständen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dazu werden die zu authentifizierenden Gegenstände mit Authentifizierungsmerkmalen versehen, z. B. bedruckt oder geprägt. Mit geeigneten Erkennungsgeräten werden die Authentifizierungsmerkmale auf den Gegenständen erfasst und zur Authentifizierung der Gegenstände herangezogen. Häufig sind solche Erkennungsmethoden mit einem hohen technischen Aufwand verbunden und basieren auf komplexen mathematischen Algorithmen bzw. Routinen.
Authentifizierungsmerkmale können als Erkennungsmerkmale verstanden werden, mit dem Zweck die unerlaubte Reproduktion und/oder Kopie von Gegenständen zu verhindern bzw. zu erschweren. Mit Authentifizierungsmerkmalen versehene Gegenstände können beispielsweise Wertdokumente, Ausweisdokumente, Rechtsdokumente oder Informationsträger sein. Auch jegliche anderen Gegenstände können mit Authentifizierungsmerkmalen versehen werden. Ein Beispiel sind mit QR-Codes versehene Mehrweg-Getränkeflaschen. Ein QR-Code-Scanner erfasst den auf der Flasche bzw. dem Etikett aufgebrachten QR-Code über geeignete Erkennungsmittel, identifiziert und authentifiziert diese als Pfandflasche einer bestimmten Kategorie und/oder Marke.
Weitere Beispiele für Authentifizierungsmerkmale sind auf Gegenständen oder Druckträgern aufgebrachte Wasserzeichen, Prägestrukturen oder Farbmuster. Solche Authentifizierungsmerkmale müssen nicht zwingend für das menschliche Auge sichtbar sein. So können Authentifizierungsmerkmale beispielsweise nur unter UV-Licht oder unter einem bestimmten Blickwinkel bzw. einer bestimmten Blickrichtung sichtbar sein. Auch können lumineszierende Druckfarben zur Authentifizierung von Gegenständen verwendet werden (siehe WO 2011/098083 A1 ). Mit optischen Mitteln können lumineszierende Substanzen nur in Folge der Anregung des lumineszierenden Systems mit Licht geeigneter Wellenlänge erfasst werden. Dabei kann insbesondere die für das lumineszierende System bzw. die lumineszierenden Partikel, Farben oder Substanzen charakteristische Emissionsstrahlung detektiert werden. Hierzu werden jedoch komplexe Analysegeräte bzw. Analyseverfahren benötigt. Bevor die Emissionsstrahlung von einem geeigneten Sensor erfasst werden kann, muss das System zunächst mit geeignetem Licht angeregt werden. Dazu wird eine geeignete Vorrichtung zur Lichtanregung bzw. eine Strahlungsquelle benötigt. Selbstverständlich muss auch die Einheit zur Erfassung der Emissionsstrahlung, also die Detektionseinheit, an die Wellenlängen der Emissionsstrahlung angepasst sein. Solche Vorrichtungen bzw. Verfahren sind in der Regel kostenintensiv, weisen einen komplexen Aufbau auf, sind stationär und für den Laien schwer zu bedienen.
Verfahren zur Untersuchung bzw. Erkennung von auf Gegenständen befindlichen Farben mit einfachen und portablen Mitteln sind aus dem Stand der Technik bekannt. So ist etwa in der WO 2016/055983A1 eine Kamera bzw. eine in ein mobiles Endgerät integrierte Kamera zur Erkennung von Farben beschrieben. Die Farberkennung wird in Kombination mit einer Farbmusterkarte bzw. einer Referenzkarte durchgeführt. Die dort beschriebene Farbmusterkarte weist eine Öffnung auf und wird auf den zu untersuchenden Gegenstand dahingehend aufgelegt, dass die Öffnung den Bereich der zu erkennenden Farbe einschließt. Somit überlappt die Öffnung mit einem Bereich des zu untersuchenden Gegenstandes. Im Anschluss wird die Kamera zur Bildaufnahme oberhalb der Öffnung positioniert. Durch ein geeignetes Vergleichsverfahren zwischen auf der Farbmusterkarte befindlichen Referenzfarben sowie der zu erkennenden Farbe kann ein exakter Farbwert berechnet und der zu erkennenden Farbe zugeordnet werden. Entscheidend ist hierbei, dass die Berechnung über Grauwerte vollzogen wird. Das Verfahren bedient sich einer auf dem Endgerät installierten Applikationssoftware bzw. App. Die Applikationssoftware bzw. das Endgerät kommuniziert beim Farbabgleich mit distalen Endservern und auf diesen befindlichen Programmen. Dieses Verfahren ist jedoch auf die Feststellung von Farbwerten begrenzt. Beispielsweise ist es mit diesem Verfahren nicht möglich Lumineszenz-Eigenschaften von Farben zu detektieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Authentifizierung von Gegenständen bereit zu stellen, welches kostengünstig und einfach zu handhaben ist, sowie eine hohe Authentifizierungssicherheit gewährleistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Authentifizierung von Gegenständen mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgeschlagen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zur Authentifizierung von Gegenständen, mit einem zumindest eine Kameraeinheit aufweisenden Rechner, und mit einer zumindest teilweise mit Referenzfarbe(n) bedruckten Referenzkarte, umfassend die folgenden Schritte: Anordnung der Referenzkarte und des Gegenstandes derart, dass die Referenzkarte und der Gegenstand zumindest teilweise in einem gemeinsamen Aufnahmebereich für ein digitales Bild liegen; zumindest teilweise Belichtung des Aufnahmebereichs mit Blitzlicht, wobei das Blitzlicht sichtbares Licht, Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung ist; Aufnahme eines den Aufnahmebereich abbildenden digitalen Bildes mit der Kameraeinheit; Auswertung der digitalen Bildinformationen mit dem Rechner, einem Anwendungsprogramm und einem mit dem Rechner signaltechnisch verbundenen Rechner und/oder Server sowie einem auf diesem Server befindlichen Programm. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass den zu den Ortspunkten des Aufnahmebereichs korrespondierenden Bildpunkten des digitalen Bildes, insbesondere den Einzelpixeln und/oder Einzelvoxeln und/oder Domänen daraus, Farborte und/oder den Farborten proportionale Werte zugeordnet werden. Weiterhin zeichnet es sich dadurch aus, dass der Gegenstand und die Referenzkarte zumindest teilweise mit auf zumindest einer Farbmetamerie basierenden und zumindest teilweise lumineszierende Eigenschaften aufweisenden Druckfarbe(n) bedruckt sind, und dass der Gegenstand über einen Abgleich der dem Gegenstand und der/den Referenzfarbe(n) zugrunde liegenden Farborte des Aufnahmebereichs authentifiziert wird.
Der Aufnahmebereich kann dem Beleuchtungs- bzw. Belichtungsbereich entsprechen. Die Zahl der aufgenommenen Bildpunkte hängt von der Kameraauflösung ab und ist variabel. Aus den Farborten der Einzelpixel und/oder Einzelvoxel und/oder Domänen daraus, können über geeignete mathematische Verfahren Mittelwerte, d. h. Fläche- oder Raumbezogene Mittelwerte der Farborte berechnet werden. Auch andere Proportionalwerte sind für das Verfahren geeignet.
Gegenstände die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren authentifizierbar sind, weisen auf der Oberfläche des Gegenstandes aufgebrachte Authentifizierungsmerkmale auf. Nur dann kann mit dem Verfahren eine positive Feststellung zur Authentifizierung getroffen werden. Gegenstände ohne solche Merkmale führen nach Durchführung des Verfahrens zu einer Negativ-Feststellung hinsichtlich der Authentifizierung. Relevante Gegenstände können Wertdokumente, Ausweisdokumente, Rechtsdokumente und andere Dokumente sein, beispielsweise Banknoten, Steuermarken, Steuerbanderolen, Identifikationskarten, Geld- und Kreditkarten, Transporttickets, Lotterietickets, Eventtickets, Zugangskarten. Auch Produktverpackungen, Etiketten, Flaschen, Glas- und Kunststoffbehälter, Folien, Platinen, elektrische Schaltpläne, Casinochips, Lebensmittel, Arzneimittel sowie sämtliche Gegenstände die einer Authentifizierung bedürfen, können mit Authentifizierungsmerkmalen versehen sein.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Referenzkarte derart zu dem zu untersuchenden Gegenstand angeordnet, dass die Referenzkarte und der Gegenstand zumindest teilweise in einem gemeinsamen Aufnahmebereich für ein digitales Bild liegen. Dazu kann die Referenzkarte neben dem Gegenstand, aber auch vor oder hinter dem Gegenstand angeordnet sein. Jedoch muss gewährleistet sein, dass die Authentifizierungsmerkmale des Gegenstandes und die Referenzfarbe(n) der Referenzkarte zumindest teilweise belichtet werden und in einem gemeinsamen Beleuchtungsbereich liegen, der gleichzeitig Aufnahmebereich ist. Die Referenzkarte und der Gegenstand können beabstandet voneinander angeordnet sein oder in Kontakt zu einander stehen. Die Referenzkarte ist zumindest teilweise mit Referenzfarbe(n) versehen bzw. bedruckt, die im Rahmen der Datenauswertung mit den auf dem Gegenstand befindlichen Farben abgeglichen werden.
Vorzugsweise ist die Referenzkarte mit einer oder mehreren Referenzfarben versehen. Die Referenzkarte kann vollständig oder teilweise mit Referenzfarbe(n) bedruckt sein. Auch kann die Referenzfarbe anderweitig auf die Referenzkarte aufgebracht sein. Die Referenzfarbe(n) können Farben aus dem gesamten Farbspektrum sein. Auch lumineszierende Farbbestandteile, rein lumineszierende Farben oder Farben mit Farbmetamerien können auf die Referenzfarbe aufgebracht sein. Verschiedene Farbbereiche können aneinander angrenzen, oder separiert vorliegen. Die Referenzkarte kann vollständig mit nur einer Farbe bedruckt sein, oder aber flächenweise bzw. teilweise mit verschiedenen Referenzfarben bedruckt sein. Es ist möglich Referenzfarben nach Art eines Kachelmusters auf der Referenzkarte aufzudrucken oder verschiedene andersartige Anordnungen der Referenzfarbe(n) auf der Karte vorzunehmen. Die Referenzfarbe(n) kann/können in Form von Punkten, Kreisen, Rechtecken, Quadraten, Ellipsen oder in anderen geometrischen Formen und/oder Mustern auf die Referenzkarte aufgebracht sein. Die Referenzkarte kann aus jeglichem bedruckbaren Material bestehen, vorzugsweise Kunststoff, Pappe, Papier, Metall, Glas oder anderen geeigneten Materialien.
Die Referenzkarte kann zumindest eine auf der Referenzkarte angeordnete lichtdurchlässige Öffnung aufweisen, die beispielsweise durch eine Ausstanzung oder durch eine Ausnehmung im Basismaterial der Referenzkarte erzeugt wird. Die Öffnung kann durch einfaches Ausschneiden von Basismaterial oder durch eine Bohrung hergestellt werden. Die Öffnung kann eine kreisrunde, ellipsoidale, rechteckige, quadratische, dreieckige oder jegliche andere Kontur aufweisen. Auch kann eine solche Öffnung mit einem Licht-transparenten Material bedeckt sein und ein Fenster bilden. Auch kann anstatt einer Öffnung ein Teilausschnitt der Referenzkarte aus einem transparenten Material gefertigt sein, beispielsweise Glas oder transparentem Kunststoff (z. B. Plexiglas). Das transparente Material kann in das Basismaterial der Referenzkarte eingebettet bzw. daran angeformt sein. Dann erfüllt die Licht-transparente Bedeckung der Öffnung bzw. das in das Basismaterial der Referenzkarte eingearbeitete, transparente Material die Funktion eines strahlungsdurchlässigen Fensters. Insbesondere ist dieses durchlässig für Licht. Eine Öffnung bzw. ein Fenster in der Referenzkarte ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch nicht zwingend. Auch mit einer Referenzkarte ohne Öffnung bzw. Fenster, ist das Verfahren durchführbar.
Bei Vorliegen einer Öffnung und/oder einem Fenster in der Referenzkarte können die Referenzwerte und der Gegenstand derart angeordnet werden, dass die Öffnung und/oder das Fenster zumindest teilweise mit dem Gegenstand überlappt. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich eine mit einer Öffnung bzw. einem Fenster versehene Referenzkarte neben dem Gegenstand, vor oder hinter dem Gegenstand anzuordnen, solange die für den Abgleich benötigte(n) Referenzfarbe(n) im Beleuchtungsbereich bzw. Aufnahmebereich liegen.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kann es vorteilhaft sein, dass der Rechner ein Smartphone, ein Tablet-Computer, ein anderes mit dem Internet verbindbares, mobiles Endgerät oder ein stationärer Computer ist. Auch jegliche andere mobile oder stationäre Rechner bzw. Geräte, die einen Rechner mit integrierter oder verbundener Kameraeinheit enthalten, kommen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Betracht, beispielsweise multimediale Uhren oder Brillen. Auch kann der Rechner mit anderen Rechnern zur Datenübertragung verbindbar sein. Es ist Stand der Technik, dass mobile Endgeräte wie Handys, Smartphones, Tablet-Computer oder Notebooks bzw. Laptops mit dem Internet oder weiteren Rechnern verbindbar sind. So auch die im Rahmen der Erfindung verwendbaren Rechner. Dies kann über herkömmliche Signalverbindungen gewährleistet sein, beispielsweise WLAN, Bluetooth, Infrarot, USB-Kabel, sowie GSM, UMTS, GPRS, HSCSD, LTE und 4G Sendeprotokolle. Auch kann der Rechner ein stationärer Computer sein, der ebenfalls über die zuvor genannten Signalverbindungen mit dem Internet und anderen Rechnern verbindbar ist. Die Signalverbindungen können kabellos sowie kabelgebunden verwirklicht sein. Bei mobilen Endgeräten ist vorteilhaft, dass diese einfach zu transportieren und relativ kostengünstig sind. Sie sind flexibel an verschiedenen Orten einsetzbar und können ohne Weiteres vom Nutzer, etwa in der Jackentasche, mitgeführt werden. Auch eine stationäre Nutzung an einem festen Ort ist möglich. Dabei kann ein mobiles Endgerät auch die Funktion eines stationären Computers annehmen.
Die kompakte Bauweise des im Rahmen der Erfindung verwendeten Rechners erlaubt eine hohe Transportabilität und ermöglicht dem Nutzer somit eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an verschiedenen Orten. Kompakt meint in diesem Sinne nicht nur die vorzugsweise geringe Größe des Rechners, sondern umfasst auch die Integration einer Kameraeinheit in den Rechner bzw. im Rechnergehäuse. So wird keine externe, zusätzliche Kamera zur Durchführung des Verfahrens benötigt. Dadurch wird der Positionier- und Kalibrieraufwand der Kamera bei wiederholter Durchführung des Verfahrens verringert. Gleichzeitig werden Messungenauigkeiten verringert und die Reproduzierbarkeit erhöht. Optional kann das Verfahren aber auch mit einer externen Kamera durchgeführt werden. Weiterhin können in einen solchen Rechner selbstverständlich auch weitere Bauteile integriert sein, beispielsweise ein Datenspeicher, eine Anzeigen- und Eingabeeinheit und Mittel zur Datenübertragung. Solche Komponenten können ohne Weiteres auch mit externen Komponenten erweitert und/oder ergänzt werden. Auch können sich einzelne Komponenten außerhalb des Rechners befinden, beispielsweise ein externer Datenspeicher in Form einer externen Festplatte oder einer Datencloud.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Rechner eine Kameraeinheit, eine Recheneinheit, Mittel zur Datenübertragung, eine Anzeigen- und Eingabeneinheit und einen Datenspeicher aufweisen. Die genannten Baueinheiten sind gehören zur Standardausrüstung mobiler Endgeräte wie Smartphones oder Tablet-Computern, aber auch stationärer Computer. So kann der Rechner insbesondere aus einer Rechenplatine und einem Prozessor bestehen. Diese bilden eine Recheneinheit. Mittel zur Datenübertragung können vielfältiger Natur sein. Geeignete Kommunikationseinrichtungen können kabelgebunden sein, etwa USB-Anschlüsse und Kabel, oder kabelfrei vorliegen. Beispiele für kabelfreie Übertragung sind WLAN, Bluetooth, Infrarot, sowie GSM, UMTS, GPRS, HSCSD, LTE und 4G Sendeprotokolle. Die Mittel zur Datenübertragung sind nicht auf diese Liste begrenzt. Anzeigen- und Eingabeeinheiten können über Tastaturen und/oder berührungsempfindliche Bildschirme wie etwas Touchscreens verwirklicht sein. Auch nicht-berührungsempfindliche Bildschirme können zur Datenanzeige verwendet werden. Weiterhin weisen die im Rahmen der Erfindung verwendeten Rechner einen Datenspeicher auf. Dieser kann in den Rechner integriert sein oder extern mit dem Rechner verbindbar sein, etwa als externe Festplatte. Als Datenspeicher kommen insbesondere elektronische Datenspeicher in Betracht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann/können die auf dem Gegenstand und/oder der Referenzkarte befindliche(n) Druckfarbe(n) zumindest teilweise UV-lumineszent und/oder lumineszent für Licht geeigneter Wellenlängen sein. Dadurch wird ermöglicht die Druckfarben bzw. ihre zumindest teilweise lumineszenten Bestandteile selektiv mit Licht anzuregen und zu einer für die Partikel charakteristischen Strahlungsemission zu bewegen. Die Wellenlänge der emittierten Strahlung an sich, stellt bereits ein Authentifizierungsmerkmal dar. Lumineszente Partikel, Moleküle oder Farbbestandteile sind schwer kopierbar. Die Lumineszenz ermöglicht Authentifizierungsmerkmalen bzw. den zumindest teilweise lumineszenten Druckfarben einzigartige spektralen Eigenschaften zuzuordnen.
Sowohl die Authentifizierungsmerkmale auf den Gegenständen als auch die Referenzfarbe(n) auf der Referenzkarte können über beliebige geeignete Druckverfahren appliziert werden, beispielsweise Tief,- Hoch,- Flach,- und Durchdruck in den Ausprägungen, Stichtiefdruck, Rastertiefdruck, Letterset, Tampondruck, Flexodruck, Buchdruck, Prägedruck, Offsetdruck, Toray-Druck und Siebdruck. Auch digitale Druckverfahren können verwendet werden, beispielsweise Tintenstrahldruck, 3D-Druck, Elektrophotographie, Lasersublimationsdruck, Thermosublimationsdruck, Laserablation und andere Verfahren.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der zumindest eine lumineszente Bestandteil der Druckfarbe durch Blitzlicht zur Strahlungsemission anregbar sein. Zur Anregung der lumineszenten Bestandteile kann die ohnehin in der Kamera vorhandene Beleuchtungseinrichtung in Form einer Lichtquelle bzw. Blitzlichtquelle oder eine externe Anregungsquelle in Form von LEDs, Lasern, Gasentladungslampen, Halogen- oder Glühlampen verwendet werden. Dabei kann die Lichtquelle bzw. Blitzlichtquelle die lumineszenten Bestandteile in einem bestimmten oder in verschiedenen Wellenlängenbereichen anregen und sichtbare aber auch UV- oder NIR-Strahlung abgeben. Nebst Anregung der lumineszenten Bestandteile kann die Lichtquelle bzw. Blitzlichtquelle zur Ausleuchtung des Aufnahmegebiets bei schlechten Lichtverhältnissen herangezogen werden.
Diese kann Teil der Kameraeinheit sein oder eine externe Beleuchtungseinrichtung sein. Nach Anregung des Systems kommt es zur Emission von Emissionsstrahlung, die wiederum durch geeignete Detektionsmittel erfasst bzw. detektiert werden kann.
Im Rahmen der Erfindung kann es weiterhin vorteilhaft sein, dass sich der Farbort der zumindest teilweise lumineszenten Druckfarbe(n) nach Anregung mit Blitzlicht pixel,- oder voxelweise verändert. Der Farbort umfasst einerseits Farbwerte und andererseits die Intensität bzw. den Weißheitsgrad der jeweiligen Farbwerte. Strahlungsemission in Folge von Lumineszenzanregung kann insbesondere zur Veränderung der Intensitäten bzw. Weißheitsgrade führen. Diese Veränderung muss jedoch nicht für alle Bildpunkte gelten. So weisen bevorzugt nur jene Bildpunkte eine deutlich veränderte Intensität auf, die die mit Lumineszenzpartikeln beaufschlagten Positionen des Gegenstandes oder der Referenzkarte wiedergeben. Die Druckfarbe(n) kann/können sich neben einer zwei-dimensional ausgeprägten Variation auch in einer dritten Dimension unterscheiden, beispielsweise durch verschiedene Schichten bzw. Schichtstrukturen. Auch dies kann im Rahmen der Erfindung zur Authentifzierung der Gegenstände verwendet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Gegenstände über den Farbort der lumineszenten und nicht lumineszenten Farbbestandteile der Druckfarbe(n) und/oder deren räumliche und/oder flächige Anordnung authentifiziert werden, wobei der Gegenstand mit sichtbarem Licht, ultravioletter oder infraroter Strahlung beleuchtet wird. Hierzu können die spektralen Kennzeichen wie der detektierbare Farbwert, der Weißheitsgrad bzw. die Intensität der nicht-lumineszenten und lumineszenten Farbbestandteile, sowie die Wellenlängen der für die lumineszenten Farben charakteristischen Emissionsstrahlung herangezogen werden. Auch die räumliche und/oder flächige Anordnung bzw. Verteilung dieser Informationen kann zur Authentifizierung verwendet werden.
Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung vorteilhaft, dass der Farbort den Weißheitsgrad und die Farbwerte der Farbe angibt. Prinzipiell spiegelt der Farbort den LAB-Wert einer Farbe wieder. AB steht hierbei für den Farbwert, L für den Weißheitsgrad. Auch können andere den Farbort wiedergebende farbmetrische Systeme verwendet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann in den Rechner eine Beleuchtungseinrichtung zur Ausleuchtung des Aufnahmegebiets bzw. Aufnahmebereichs integriert sein. Der Aufnahmebereich schließt zumindest teilweise die auf der Referenzkarte befindliche(n) Referenzfarbe(n) und zumindest teilweise den Gegenstand bzw. die auf den Gegenstand angeordneten Authentifizierungsmerkmale ein. Auch kann das Aufnahmegebiet die mindestens eine Öffnung bzw. das mindestens eine Fenster der Referenzkarte und den dahinterliegenden bzw. damit überlappenden Untersuchungsbereich des Gegenstandes einschließen. Bei Verwendung einer Referenzkarte ohne Öffnung bzw. ohne Fenster liegen die zumindest teilweise auf der Referenzkarte befindliche(n) Referenzfarbe(n) und zumindest teilweise der Gegenstand bzw. die auf dem Gegenstand angeordneten Authentifizierungsmerkmale im Aufnahmebereich. Das Aufnahmegebiet legt also die räumlichen Grenzen des aufgenommenen Bildes fest. Auch umfasst das Aufnahmegebiet den Referenzbereich auf der Referenzkarte, d. h. die auf der Referenzkarte angeordneten Referenzfarben. Die Beleuchtungseinrichtung kann beispielsweise eine herkömmliche LED-Blitzeinrichtung der Kameraeinheit sein. Auch Laser, Gasentladungslampen, Halogen- oder Glühbirnen kommen als Beleuchtungseinrichtung in Betracht. Auch kann die Beleuchtungseinrichtung extern zu dem Rechner sein. Auch eine zu der Kameraeinheit externe Beleuchtungseinrichtung ist vorstellbar. Der Beleuchtungsbereich muss zumindest teilweise die Referenzkarte und den Untersuchungsbereich einschließen. Untersuchungsbereich kann jeder beliebige Ort auf dem Gegenstand sein.
Demgemäß kann es vorteilhaft sein, dass die Beleuchtungseinrichtung Blitzlicht erzeugt. Dieses kann zur Ausleuchtung des Bildes etwa bei schlechten Lichtverhältnissen verwendet werden. Weiterhin kann es zur Anregung von lumineszenten Substanzen verwendet werden, die entweder in den Authentifizierungsmerkmalen des Gegenstandes oder in der oder den Referenzfarbe(n) auf der Referenzkarte vorliegen. Weiterhin kann im Rahmen der Erfindung vorteilhaft sein, dass die Beleuchtungseinrichtung extern zu dem Rechner angeordnet ist. Dadurch wird ermöglicht verschiedenste Anregungswellenlängen zugänglich zu machen, und eine möglichst hohe Flexibilität zu gewährleisten. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, dass die Beleuchtungseinrichtung extern zu dem Kameraobjektiv der in den Rechner integrierten Kameraeinheit angeordnet ist, beispielsweise als Laser, LED oder anderweitige Lichtquelle mit einem Strahlungsbereich im ultravioletten und/oder sichtbaren und/oder infraroten Wellenlängenbereich, wobei die Beleuchtungseinrichtung aus einer oder mehreren Lichtquellen in beliebiger geometrischer Anordnung bestehen kann. Diese Beleuchtungseinrichtung kann aus mehreren gleichartigen oder verschiedenen Strahlern bestehen. Auch kann eine solche Beleuchtungseinrichtung je nach Bedarf bzw. benötigter Anregungswellenlänge ausgetauscht werden.
Zudem kann es im Rahmen der Erfindung vorteilhaft sein, dass die lumineszenten Farbbestandteile der Druckfarbe organische und/oder anorganische Substanzen sind. Insbesondere kann es sich dabei um organische und/oder anorganische Pigmente und/oder Moleküle handeln. Diese können in einer Matrix dispergiert, gelöst oder anderweitig aufgenommen sein. Als Matrixsubstanz können beispielsweise wasserbasierte und/oder organische Lösemittel verwendet werden. Bindemittel und andere Farben können ebenso Bestandteil der Matrix sein.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung und den zugehörigen Zeichnungen,
In den Zeichnungen zeigen:
1: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrensprinzips in einer ersten Ausführungsform, teilweise im Querschnitt;
2: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrensprinzips in einer zweiten Ausführungsform, teilweise im Querschnitt;
3: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrensprinzips in einer dritten Ausführungsform, teilweise im Querschnitt;
4: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrungsprinzips in einer vierten Ausführungsform, teilweise im Querschnitt;
5: eine schematische Darstellung zur Anordnung der Farbmusterkarte und des Gegenstandes gemäß Ausführungsform 3 und 4;
6: eine schematische Darstellung der Farbmusterkarte, zur Verwendung für das Verfahren nach der dritten und vierten Ausführungsform.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Authentifizierung von Gegenständen wie beispielsweise Wert, Rechts, oder Ausweisdokumenten ist prinzipiell für Jedermann durchführbar. Insbesondere benötigt wird hierzu ein Rechner 7, beispielsweise nach Art eines Smartphones, eines Tablet-Computers oder eines stationären Rechners sowie eine Referenzkarte 2. Jegliche portablen oder stationären Geräte, die eine Recheneinheit aufweisen können prinzipiell für das Verfahren verwendet werden. Weiterhin muss der Gegenstand 1 mit zumindest einem Authentifizierungsmerkmal 5 versehen sein, um eine positive Authentifizierungsfeststellung treffen zu können. Falls ein Gegenstand 1 kein Authentifizierungsmerkmal 5 aufweist, kann über das erfindungsgemäße Verfahren lediglich eine Negativfeststellung getroffen werden, bzw. die Feststellung, dass der Gegenstand 1 keine Authentifizierungsmerkmale 5 aufweist.
Wie 1 teilweise im Querschnitt bzw. schematisch zeigt, wird gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung eine Referenzkarte neben einem zu untersuchenden Gegenstand 1 angeordnet. Um einen Gegenstand 1 authentifizieren zu können, muss die Referenzkarte 2 derart zum Gegenstand 1 angeordnet werden, dass sich die Authentifizierungsmerkmale 5 und die auf der Referenzkarte 2 aufgebrachte(n) Referenzfarbe(n) zumindest teilweise in einem Aufnahmebereich für ein digitales Bild befinden. Der Aufnahmebereich ist der Beleuchtungsbereich 14, in 1 durch die punktierten Linien gekennzeichnet. Gleichermaßen kann die Referenzkarte 2 vor oder hinter dem Gegenstand 1 mit den Authentifizierungsmerkmalen 5 angeordnet werden. Es muss lediglich gewährleistet sein, dass die Referenzfarbe(n) der Referenzkarte 2 und der zu untersuchende Gegenstand 1, oder ein Bereich davon, im Beleuchtungsbereich 14 liegen und einen Aufnahmebereich bilden. Der Aufnahmebereich ist im digitalen Bild enthalten, nämlich in pixel oder voxelweise aufgenommenen Bildpunkten. 2 illustriert eine Anordnung der Referenzkarte 2 vor dem Gegenstand 1. In den Ausführungsformen nach 1 und 2 können die Referenzkarte 2 und der Gegenstand 1 prinzipiell beliebig, d. h. unter verschiedenen Winkeln angeordnet sein.
Wie 3 teilweise im Querschnitt bzw. schematisch zeigt, wird gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung eine Referenzkarte 2 parallel zu einem zu untersuchenden Gegenstand 1 angeordnet. Die Referenzkarte 2 weist gemäß dieser Ausführungsform zumindest eine Öffnung 3 und/oder ein Fenster 4 auf. Durch jene Öffnung 3 bzw. jenes Fenster 4 muss der Untersuchungsbereich auf dem Gegenstand 1 in einer Blickrichtung ausgehend von dem Rechner 7 in Richtung des Gegenstandes 1 sichtbar sein, d. h. die mindestens eine Öffnung 3 bzw. das mindestens eine Fenster 4 muss mit dem Gegenstand 1 bzw. dem zu untersuchenden Bereich überlappen und einen Untersuchungsbereich bilden. Der gebildete Untersuchungsbereich ist in 3 schematisch illustriert und mit Bezugszeichen 17 gekennzeichnet. Um einen Gegenstand 1 authentifizieren zu können, muss die Referenzkarte 2 derart zum Gegenstand 1 angeordnet werden, dass sich die Authentifizierungsmerkmale 5 zumindest teilweise in dem Überlappungsbereich bzw. Untersuchungsbereich 17 befinden. In 3 ist der Untersuchungsbereich 17 durch eine gestrichelte Linie kenntlich gemacht. Dies verdeutlicht aber auch die Möglichkeit einer nicht parallelen Anordnung der Referenzkarte 2 und des Gegenstandes. Solange ein Überlappungsbereich bzw. Untersuchungsbereich 17 vorliegt, können die Referenzkarte 2 und der Gegenstand 1 prinzipiell beliebig, d. h. unter verschiedenen Winkeln angeordnet werden. Auch kann es sein, dass der Gegenstand 1 und/oder die Referenzkarte 2 Unebenheiten aufweisen. In jenem Fall ist eine vollständig parallele Ausrichtung ohnehin nicht möglich.
Wie in 1 bis 4 illustriert, müssen die Gegenstände 1 zur Authentifizierung mit Authentifizierungsmerkmalen 5 versehen sein. Dies können beispielsweise auf den Gegenstand 1 aufgebrachte Druckfarben sein. Auch können die Druckfarben zumindest einen Druckfarbbestandteil enthalten, der auf einer Farbmetamerie basiert. Weiterhin kann auch nur eine auf einer Farbmetamerie basierenden Druckfarbe verwendet werden. Die Druckfarbe(n) kann bzw. können auch in Strukturen, Mustern, Formen oder andersartig auf dem Gegenstand 1 angeordnet sein. Die Farbe kann punktartig oder flächenartig aufgetragen werden. Die Farbe kann mit beliebigen Druckverfahren auf den Gegenstand 1 aufgebracht sein, beispielsweise Tief,- Hoch,- Flach,- und Durchdruck in den Ausprägungen, Stichtiefdruck, Rastertiefdruck, Letterset, Tampondruck, Flexodruck, Buchdruck, Prägedruck, Offsetdruck, Toray-Druck und Siebdruck. Auch digitale Druckverfahren können verwendet werden, beispielsweise Tintenstrahldruck, 3D-Druck, Elektrophotographie, Lasersublimationsdruck, Thermosublimationsdruck, Laserablation und andere Verfahren. Gemäß 1 bis 4 muss sich die Referenzkarte 2 zur Durchführung des Authentifizierungsverfahrens im Beleuchtungsbereich 14 befinden.
Der Rechner 7 weist in allen Ausführungsformen zumindest eine Kameraeinheit 8, mit zumindest einer Beleuchtungseinrichtung 9 auf. Dabei kann es sich um in den Rechner integrierte Kameraeinheiten 8 handeln. Moderne Smartphones und Tablet-Computer, sowie auch die meisten stationären Rechner sind ohnehin mit zumindest einer Kameraeinheit 8 versehen. Diese weisen häufig auch dazu korrespondierende Beleuchtungseinrichtungen 9 auf, die unter anderem Blitzlicht erzeugen können. Die Kameraeinheit 8 bzw. die Beleuchtungseinrichtung 9 muss zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest temporär Blitzlicht erzeugen können. Das Blitzlicht kann sichtbares Licht, Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung sein. Auch können die Kameraeinheit 8 und die Beleuchtungseinrichtung 9 getrennt voneinander an dem Rechner 7 oder in der Nähe angeordnet sein, die Bauteile können sich also an verschiedenen Positionen im oder am Gehäuse des Rechners 7 befinden. Auch können externe Kameras und Beleuchtungseinrichtungen 9 verwendet werden. Diese müssen jedoch signaltechnisch mit dem Rechner 7 verbindbar sein.
Der Rechner 7 steht zudem über eine Signalverbindung 11 mit zumindest einem weiteren Rechner 10 in Kontakt. Der Rechner 10 kann auch ein externer Server sein. Die Signalverbindung 11 kann kabellos oder kabelgebunden sein. Beispielsweise kann eine kabelgebundene Signalverbindung in Form eine USB-Verbindung vorliegen, samt Anschlüssen und Kabeln. Eine kabelfreie Signalverbindung kann beispielsweise über WLAN, Bluetooth, Infrarot, sowie GSM, UMTS, GPRS, HSCSD, LTE und 4G Sendeprotokolle gewährleistet sein. Die Mittel zur Datenübertragung sind nicht auf diese Aufzählung begrenzt. Auf dem externen Rechner 10 bzw. Server können sich Programme oder Anwendungsprogramme (Apps) oder zu den auf dem Rechner 7 befindlichen Anwendungsprogrammen (Apps) korrespondierende Programme befinden. Der Rechner 7 überträgt Daten, beispielsweise Bilddateien oder Bildern zugrundeliegende Daten bzw. Datenpakete auf den Rechner 10. Auf beiden Rechnern 7, 10 können diese Daten ausgewertet und weiterverarbeitet werden. Auch können die auf dem Rechner 10 bzw. Server ausgewerteten Daten oder sonstige Daten bzw. Dateien an den Rechner 7 zurückgesendet werden. Die Datenübertragung kann in Form von Datenpaketen und/oder Einzeldateien erfolgen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach Aktivierung durch den Nutzer (beispielsweise durch Betätigung der Eingabeeinheit des Rechners 7) zunächst durch eine Beleuchtungseinrichtung 9 ein Beleuchtungsbereich 14, einschließlich eines Untersuchungsbereichs 17, mit Licht bzw. Blitzlicht ausgeleuchtet und ein digitales Bild aufgenommen, wobei das Blitzlicht sichtbares Licht, Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung ist. Der Beleuchtungsbereich 14 schließt die Referenzkarte 2, gegebenenfalls die Öffnung 3 bzw. das Fenster 4 der Referenzkarte 2 (Ausführungsform nach 3 und 4), sowie zumindest teilweise den Gegenstand 1 und das/die Authentifizierungsmerkmal(e) 5 des Gegenstandes bzw. die innerhalb des Überlappungsbereichs zwischen der Öffnung 3 bzw. des Fensters 4 und dem Gegenstand 1 liegen (Ausführungsform nach 3 und 4), mit ein. Der beleuchtete Bereich 14 definiert die Ortsgrenzen des digitalen Bildes. Die räumliche Auflösung bzw. die Bildauflösung hängt im Wesentlichen von den Kameraeinstellungen ab.
Das digital aufgenommene Bild repräsentiert zumindest teilweise ein Abbild der Referenzkarte 2 und des Gegenstandes 1. Bei den Ausführungsformen nach 3 und 4 ist auch der Überlappungsbereich bzw. Untersuchungsbereich 17 und der mit dem/den Authentifizierungsmerkmalen(n) 5 versehene Bereich des Gegenstandes 1 in dem Abbild bzw. digitalen Bild wiedergegeben.
Jeder Bildpunkt repräsentiert im Rahmen der eingestellten oder erreichbaren Auflösung einen Ortspunkt des Aufnahmebereichs und ordnet diesem eine Bildinformation in Form eines Farbortes zu. Der Farbort setzt sich dabei aus Farbwertdaten und Intensitätsdaten bzw. dem Weißheitsgrad zusammen. So sind über das digitale Bild unterschiedliche Orte des Aufnahmebereiches, also gegebenenfalls (Ausführungsform 3 und 4) auch des Untersuchungsbereichs 17, über Farbwerte und/oder Weißheitsgrade unterscheidbar. Diese Parameter können örtlich in Abhängigkeit von der lokalen Präsenz bestimmter (lumineszenter) Farben variieren. Ein Bildpunkt, der einen Ortspunkt des Gegenstandes 1 ohne Farbbeaufschlagung repräsentiert, zeigt andere Farbwerte und Weißheitsgrade als ein Ortspunkt der mit lumineszenter Farbe bedruckt ist.
Die Auswertung des digitalen Bildes oder der digitalen Bilder wird im Rahmen der Erfindung über den Rechner 7 bzw. den externen Rechner 10 und dem zumindest auf einem der Rechner 7, 10 befindlichen Anwendungsprogramm (App) durchgeführt. Wie schon zuvor erwähnt werden dazu den Ortspunkten des jedem Pixel bzw. Aufnahmebereichs korrespondierenden Bildpunkten des digitalen Bildes, insbesondere den Einzelpixeln und/oder Einzelvoxeln und/oder Domänen daraus Farborte zugeordnet. Auch können zu den Farborten proportionale Werte, beispielsweise Mittelwerte verwendet und zugeordnet werden. Die erreichbare Bildauflösung kann also dafür maßgeblich sein ob jedem Einzelpixel oder Einzelvoxel oder aber mehreren Pixeln oder Voxeln Farborte oder dazu proportionale Werte zugeordnet werden. Nebst einer zwei-dimensionalen Bildaufnahme, sind auch Aufnahmen drei-dimensionale Abbilder vorstellbar, insbesondere wenn die Referenzkarte 2 und der Gegenstand 1 zueinander gewinkelt angeordnet sind. Damit können aufgetragene Farbschichten auch in der Tiefen bzw. Höhenebene erfasst werden. Dadurch können schichtweise variierende Farborte in einer dritten Dimension detektiert werden. Die Bildaufnahme ist nicht auf die Aufnahme eines einzigen Bildes nach Art eines Single-Shots begrenzt. Auch sind Routinen bzw. Aufnahmen im Multi-Shot Modus denkbar. Vor der Bildaufnahme kann ein Eichungs- oder Kalibrierprozess vorgeschaltet sein. Auch kann die Kalibration nach Bildaufnahme stattfinden.
Auf der Referenzkarte 2 sind vollständig oder teilweise Referenzfarben aufgedruckt. Diese können in Form von beliebig vielen Druckpunkten, Kreisen oder anderen Druckstrukturen auf den Träger, die Referenzkarte 2, aufgebracht sein. Auch eine vollflächige Auftragung einer oder mehrerer Referenzfarben ist möglich. Da die Authentifizierungsmerkmale auf einer mit zumindest einer Farbmetamerie versehenen Druckfarbe basieren, ist auch auf der Referenzkarte 2 zumindest eine auf einer Farbmetamerie basierende Referenzfarbe angeordnet. Selbstverständlich kann auch diese Referenzfarbe in beliebiger Gestalt auf die Referenzkarte 2 aufgebracht sein. In dem digitalen Bild werden also einerseits das/die möglicherweise in einem Überlappungsbereich bzw. Untersuchungsbereich 17 vorhandene(n) Authentifizierungsmerkmal(e) 5 und andererseits die auf der Referenzkarte 2 befindliche(n) Referenzfarbe(n) wiedergegeben. Auch können Ausschnitte der Referenzkarte 2 oder des Gegenstandes 1 nicht mit Farbe beaufschlagt sein, sodass diese Ortspunkte entsprechend keine Farbinformationen aufweisen bzw. nur die Farbinformationen der Basismaterialien des Gegenstandes 1 bzw. der Referenzkarte 2 repräsentieren. Die auf der Referenzkarte 2 bzw. dem Gegenstand 1 aufgebrachten Farbe(n) bzw. Druckfarbe(n) sind in dem digitalen Bild wiedergegeben.
In dem Ausführungsbeispiel nach 3, wird die Referenzkarte 2 beabstandet zu dem zu untersuchenden Gegenstand 1 angeordnet. Wie 4 zu illustrieren vermag ist diese Anordnung jedoch nicht zwingend. Denn wie 4 zeigt, ist es auch möglich die Referenzkarte 2 ohne Abstand zu dem Gegenstand 1 anzuordnen. In diesem Fall liegt die Referenzkarte 2 an dem Gegenstand 1 bzw. den Authentifizierungsmerkmalen 5 an. Die Oberflächen der Referenzkarte 2 und des Gegenstandes 1 berühren sich dabei.
Die Kameraeinheit 8 samt Beleuchtungseinrichtung 9 bzw. der Rechner 7 kann in den Ausführungsformen nach 3 und 4 in unterschiedlichen Abständen zu der Referenzkarte 2 angeordnet werden (siehe 3 und 4). In jedem Fall muss gewährleistet sein, dass sich die Referenzkarte 2 vollständig im Beleuchtungsbereich 14 der Kameraeinheit 8 befindet. Dadurch werden alle potentiell auf der Referenzkarte 2 aufgebrachten Referenzfarben bzw. Farbpunkte auch im digitalen Bild wiedergegeben. Selbstverständlich skaliert mit dem Abstand des aufzunehmenden Objektes relativ zur Kameraeinheit 8 auch die maximale Auflösung bzw. die Bildqualität.
Gemäß den Ausführungsformen nach 3 und 4 kann die Öffnung 3 bzw. das Fenster 4 der Referenzkarte 2 kann an beliebigen Stellen der Referenzkarte 2 angeordnet sein. So zeigt 5 eine zentrierte Anordnung der Öffnung 3 bzw. des Fensters 4 in der Referenzkarte 2. Die in 5 dargestellte Öffnung 3 bzw. das Fenster 4 der Referenzkarte 2 ist von kreisrunder Kontur. Die Form bzw. Kontur ist nicht auf eine kreisrunde Ausgestaltung beschränkt. Die Formen beispielsweise können auch ellipsoidal, rechteckig, quadratisch oder dreieckig sein. Es können eine oder mehrere Öffnung(en) 3 bzw. Fenster 4 auf der Referenzkarte 2 angeordnet sein. Auch andere Formen bzw. Konturen der Öffnungen 3 bzw. der Fenster 4 sind vorstellbar. Zudem kann die Öffnung 3 bzw. das Fenster 4 in einem Randbereich der Referenzkarte 2 angeordnet sein. Auf den umfänglich bzw. abseits der Öffnung 3 bzw. des Fensters 3 befindlichen Teilen der Referenzkarte 2 kann/können eine oder mehrere Referenzfarbe(n) angeordnet sein, etwa in Kachelform wie es 6 illustriert.
6 zeigt Kachelfelder 16, die mit unterschiedlichen oder gleichen Referenzfarben versehen sein können. Die Kachelfelder 16 können aneinander angrenzen oder beabstandet voneinander angeordnet sein. Wie bereits erwähnt ist die Anordnung von Referenzfarbfeldern nicht auf eine Kachelform beschränkt. So können beispielsweise mehrere kreisförmige Farbpunkte oder andersartig gestaltete Referenzfarbpunkte oder Farbflächen auf der Referenzkarte 2 vorliegen.
Im Folgenden wird der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Authentifizierung von Gegenständen 1 beispielhaft erläutert. Zunächst werden die Referenzkarte 2 und der Gegenstand 1 derart angeordnet, dass die Referenzkarte 2 und der Gegenstand 1 zumindest teilweise in einem gemeinsamen Aufnahmebereich bzw. Beleuchtungsbereich 14 liegen. Dieser Bereich sollte derart ausgewählt werden, dass Authentifizierungsmerkmale 5 an dortiger Stelle vermutet werden. Selbstverständlich kann ein Gegenstand 1 auch durch aufeinanderfolgende Aufnahme von Bildern an verschiedenen Orten auf das Vorhandensein von Authentifizierungsmerkmalen 5 abgetastet werden. Ob die Referenzkarte 2 unmittelbar auf dem Gegenstand 1 aufliegt oder beabstandet dazu angeordnet ist, ist dem Anwender überlassen. Daraufhin wird der Rechner 7 bzw. der die Kameraeinheit 8 und Beleuchtungseinrichtung 9 aufweisende Rechner 7, beispielsweise ein Smartphone mit Handykamera, in einem Abstand, in geringem Abstand oder ohne Abstand relativ zur Referenzkarte 2 positioniert. Dabei muss lediglich gewährleistet sein, dass das später digital aufgenommene Bild bzw. der Beleuchtungsbereich 14 die Referenzkarte 2 vollständig ausleuchtet. Auch kann es ausreichen, wenn der Beleuchtungsbereich 14 die auf der Referenzkarte 2 vorliegenden Referenzfarben ausleuchtet, selbstverständlich auch den Gegenstand 1 bzw. den Untersuchungsbereich 17 (Ausführungsform nach 3 und 4). Dies kann beispielsweise zunächst über eine Vorab-Ansicht des später aufgenommenen digitalen Bildes überprüft werden.
Im nächsten Schritt wird ein digitales Bild aufgenommen. Die dem Bild pixel- bzw. voxelweise, oder Domänen aus Pixeln bzw. Voxeln zugrunde liegenden Ortsinformationen sowie die Farbortdaten werden durch den Rechner 7 bzw. einem mit dem Rechner 7 signaltechnisch verbundenen Rechner 10 oder Server und auf beiden Rechnern möglicherweise vorhandenen Anwendungsprogrammen ausgewertet. So werden die Farborte der auf der Referenzkarte 2 befindlichen Referenzfarbe(n) mit den Farborten des Gegenstandes 1 hinsichtlich der Farbwerte und/oder des Weißheitsgrades und/oder der Intensität miteinander verglichen. Ein solcher Vergleich kann über mathematische Algorithmen bzw. Rechenoperationen durchgeführt werden.
Dadurch kann beispielsweise das Vorliegen einer Farbmetamerie bzw. die räumliche Verteilung der die Farbmetamerie aufweisenden Farbpunkte bei bestimmten Pixeln/Voxeln bzw. Ortspunkten oder Pixel- bzw. Voxelbereichen (Domänen) nachgewiesen werden. Denn die auf einer Farbmetamerie basierenden Druckfarben setzen sich aus zumindest einer nicht-lumineszenten und aus zumindest einer lumineszenten Farbe zusammen. Die lumineszente Farbe lässt sich durch Ausleuchtung mit beispielsweise Blitzlicht anregen, wodurch die lumineszenten Farbebestandteile eine für die verwendeten Lumineszenzpartikel und/oder Lumineszenzmoleküle charakteristische Emissionsstrahlung emittieren. Diese führt letztlich zu einer erhöhten Intensität bzw. zu einem erhöhten Weißheitsgrad im digitalen Bild bzw. den zugehörigen Orten. Die erhöhte Intensität bzw. der erhöhte Weißheitsgrad tritt bei ausgewählten Farbmustern folglich nur an jenen Stellen auf, die zumindest teilweise mit lumineszenter Farbe versehen sind. Die Authentifizierung erfolgt folglich nicht ausschließlich über die spektralen Informationen wie etwa die Wellenlänge des emittierten Lichtes, sondern vielmehr durch die räumliche Anordnung der vorliegenden Lumineszenzfarben. So kann beim Bedrucken des Gegenstandes, beispielsweise ein vorgegebenes Muster auf den Gegenstand 1 aufgebracht werden. Nur durch einen Ist-Soll-Abgleich der in der Bildinformation des von der Kameraeinheit 8 detektierten Bildes enthaltenen Verteilung von Farbwert bzw. Weißheitsgrad und der räumlichen Verteilung mit Referenzbilddaten bzw. den Referenzfarbe(n) auf der Referenzkarte 2 kann der Gegenstand authentifiziert werden.
Bezugszeichenliste

1: Gegenstand
2: Referenzkarte
3: Öffnung
4: Fenster
5: Authentifizierungsmerkmal
7: Rechner
8: Kameraeinheit
9: Beleuchtungseinrichtung
10: Rechner
11: Signalverbindung
14: Beleuchtungsbereich
16: Kachel
17: Untersuchungsbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2011/098083 A1 [0004]
WO 2016/055983 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Authentifizierung von Gegenständen, mit einem zumindest eine Kameraeinheit (8) aufweisenden Rechner (7), und mit einer zumindest teilweise mit Referenzfarbe(n) bedruckten Referenzkarte (2), umfassend die folgenden Schritte: – Anordnung der Referenzkarte (2) und des Gegenstandes (1) derart, dass die Referenzkarte (2) und der Gegenstand (1) zumindest teilweise in einem gemeinsamen Aufnahmebereich für ein digitales Bild liegen; – zumindest teilweise Belichtung des Aufnahmebereichs mit Blitzlicht, wobei das Blitzlicht sichtbares Licht, Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung ist; – Aufnahme eines den Aufnahmebereich abbildenden digitalen Bildes mit der Kameraeinheit (8); – Auswertung der digitalen Bildinformationen mit dem Rechner (7), einem Anwendungsprogramm und einem mit dem Rechner (7) signaltechnisch verbundenen Rechner (10) und/oder Server sowie einem auf diesem befindlichen Programm, dadurch gekennzeichnet, dass den zu den Ortspunkten des Aufnahmebereichs korrespondierenden Bildpunkten des digitalen Bildes, insbesondere den Einzelpixeln und/oder Einzelvoxeln und/oder Domänen daraus Farborte und/oder den Farborten proportionale Werte zugeordnet werden, dass der Gegenstand (1) und die Referenzkarte (2) zumindest teilweise mit auf zumindest einer Farbmetamerie basierenden und zumindest teilweise lumineszierende Eigenschaften aufweisenden Druckfarbe(n) bedruckt sind, und dass der Gegenstand (1) über einen Abgleich der dem Gegenstand und der Referenzfarbe(n) zugrunde liegenden Farborte des Aufnahmebereichs authentifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzkarte (2) zumindest eine lichtdurchlässige Öffnung (3) und/oder ein Fenster (4) aufweist und derart angeordnet wird, dass die Öffnung (3) und/oder das Fenster (4) zumindest teilweise mit dem Gegenstand überlappt.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (7) ein Smartphone, ein Tablet-Computer, ein anderes mit dem Internet verbindbares, mobiles Endgerät oder ein stationärer Computer ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (7) eine Kameraeinheit (8), eine Recheneinheit, Mittel zur Datenübertragung, eine Anzeigen- und Eingabeeinheit und einen Datenspeicher aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzkarte (2) vollständig oder teilweise mit Referenzfarbe(n) bedruckt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Gegenstand (1) und/oder der Referenzkarte (2) befindliche(n) Druckfarbe(n) zumindest teilweise UV-lumineszent und/oder lumineszent für Licht geeigneter Wellenlängen sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine lumineszente Bestandteil der Druckfarbe durch Blitzlicht zur Strahlungsemission anregbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Farbort der zumindest teilweise lumineszenten Druckfarbe(n) nach Anregung mit Blitzlicht pixel- oder voxelweise verändert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände über den Farbort der lumineszenten und nicht lumineszenten Farbbestandteile der Druckfarbe(n) und/oder deren räumliche und/oder flächige Anordnung authentifiziert werden, wobei der Gegenstand (1) mit sichtbarem Licht, ultravioletter oder infraroter Strahlung beleuchtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbort den Weißheitsgrad und die Farbwerte der Farbe angibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rechner (7) eine Beleuchtungseinrichtung (9) zur Ausleuchtung des Aufnahmegebietes integriert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (9) Blitzlicht erzeugt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (9) extern zu dem Rechner (7) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (9) extern zu dem Kameraobjektiv der in den Rechner integrierten Kameraeinheit (8) angeordnet ist, beispielsweise als Laser, LED oder anderweitige Lichtquelle mit einem Strahlungsbereich im ultravioletten und/oder sichtbaren und/oder infraroten Wellenlängenbereich ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung aus einer oder mehreren Lichtquelle in beliebiger geometrischer Anordnung besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszenten Farbbestandteile der Druckfarbe organische und/oder anorganische Substanzen sind.