DE102017124328A1

DE102017124328A1 - Authentifizierungsmuster mit Kontrastelementen und komplementären Flächen, Gegenstand und Verfahren

Info

Publication number: DE102017124328A1
Application number: DE102017124328.3A
Authority: DE
Inventors: Oliver Weiss
Original assignee: Schreiner Group GmbH and Co KG
Current assignee: Schreiner Group GmbH and Co KG
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-04-18
Also published as: WO2019076822A1

Abstract

Es wird ein Authentifizierungsmuster (1a) vorgeschlagen, mit dem die Echtheit oder eine andere Eigenschaft eines Gegenstands oder eine Berechtigung überprüfbar und/oder eine sonstige Authentifizierung durchführbar ist,
wobei das Authentifizierungsmuster (1a) ein Rauschmuster (1b) oder ein sonstiges Kontrastmuster (1) umfasst, das durch Kopieren, Scannen, Fotografieren, Filmen oder sonstiges bildliches Aufzeichnen erfassbar ist, mit bloßem Auge jedoch visuell nicht auflösbar ist,
wobei das Kontrastmuster (1) zumindest Folgendes aufweist:
- eine Musterfläche (10),
- eine Vielzahl von Kontrastelementen (5), die innerhalb der Musterfläche (10) verteilt angeordnet, durch komplementäre Flächen (9) zumindest stellenweise voneinander getrennt und als Helligkeitskontrast oder sonstiger Kontrast gegenüber den komplementären Flächen (9) erfassbar sind,
- eine matrixförmige Aufteilung der Musterfläche (10) in quadratische, kachelförmige oder anderweitig pixelförmige Elementarflächen (3) einer einheitlichen, für das Kontrastmuster (1) charakteristischen kleinstmöglichen Kantenlänge (a), Flächengröße (f) oder sonstigen Mindestabmessung,
wobei die Kontrastelemente (5) jeweils zusammenhängende Cluster (15) aus einer jeweiligen Mehrzahl einander benachbarter Elementarflächen (3) sind.

Description

Die Anmeldung betrifft ein Authentifizierungsmuster, das ein Rauschmuster oder anderweitiges Kontrastmuster mit darin angeordneten Kontrastelementen und dazu komplementären Flächen umfasst. Mit solch einem Authentifizierungsmuster ist die Echtheit oder eine sonstige Eigenschaft eines Gegenstands oder eine Berechtigung, etwa eine Zugangs-, Teilnahme- oder Nutzungsberechtigung überprüfbar. Auch andere Arten von Authentifizierungen sind mit einem solchen Muster durchführbar. Die Anmeldung betrifft ferner einen Gegenstand, der mit einem solchen Authentifizierungsmuster gekennzeichnet ist, sowie ein Verfahren zum Durchführen einer solchen Authentifizierung.
In zahlreichen Anwendungsgebieten, bei denen ein Schutz vor unbefugter Nachahmung, Fälschung oder Manipulation erforderlich ist, werden auf die Oberfläche von Etiketten, Dokumenten oder sonstigen Produkten Kontrastmuster aufgedruckt oder anderweitig angebracht, um z.B. deren Echtheit überprüfbar zu kennzeichnen. Kontrastmuster enthalten kodierte Informationen, die etwa über das Internet abrufbar, insbesondere aus der Datenbank eines Herstellers, Händlers oder sonstigem Verwalters abrufbar sind, oder jedenfalls Zugangsdaten zu solchen Informationen. Diese Informationen (Seriennummern, Mitgliedsnummern etc.) geben z.B. Auskunft über die Echtheit von elektronisch zugeteilten oder in gedruckter Form weitergegebenen Codes auf Dokumenten oder Formblättern, Urkunden, Echtheitssiegeln oder Etiketten, etwa für Ausweise, ID-Karten oder sonstige personen- oder produktbezogene Identitätsnachweise, Eintrittskarten, Berechtigungsausweise, Zahlungs- oder Buchungsnachweise oder Kennzeichen etc. Auch gegenständliche Waren wie Fahrzeugteile oder andere komplexe Produkte können auf diese Weise personalisiert und individuell identifiziert werden.
Ein Authentifizierungsmuster, das auf einem Etikett oder sonstigen Dokument oder Gegenstand vorgesehen ist, ist meist ein Rausch- oder Kontrastmuster, das durch Kopieren, Scannen, Fotografieren, Filmen oder sonstige bildliche Aufzeichnung elektronisch erfassbar und dann auf seine Echtheit überprüfbar ist. Als Kontrast dient meist ein Helligkeitskontrast zwischen verschiedenen Graustufen (beispielsweise Schwarz und Weiß) im zumeist aufgedruckten Muster, denkbar ist auch ein Farbkontrast oder sonstiger Kontrast.
Es gibt Kontrastmuster mit Musterflächen, die mit bloßem Auge erkennbar, doch lediglich nicht ohne Weiteres interpretierbar sind; dazu gehören QR-Codes (Quick Response) auf Gegenständen, Werbeplakaten oder sonstigem Prospektmaterial; ferner auf Produktverpackungen, Drucksachen und Paketsendungen oder deren Aufklebern. Bei der vorliegenden Anmeldung hingegen geht es nicht um solche bereits visuell erkennbare Muster, sondern um solche Kontrast- und Authentifizierungsmuster, bei denen die Musterelemente absichtlich so klein dimensioniert sind, dass sie nicht nur mit bloßem Auge nicht erkennbar, sondern auch durch Abfotografieren und erneutes Ausdrucken nicht in hinreichender Auflösung reproduzierbar sind, um eine unbefugte Nachahmung solcher Muster zu verhindern. Die Musterfläche ist matrixförmig in eine Vielzahl pixel- oder kachelförmiger Elementarflächen hinreichend klein gewählter elementarer Kantenlänge, Mindestfläche oder sonstiger Mindestabmessung unterteilt, um jedes digitale bzw. elektronische Erfassen und anschließende Reproduzieren bereits existierender Kontrastmuster zu erschweren.
Die Authentifizierung, d.h. Echtheitsprüfung erfolgt, indem ein auf einem Dokument, Etikett oder Produkt angetroffenes Rauschmuster fotografiert und das digitale Foto mit herstellerseitigen, ursprünglichen Digitalvorlagen von bereits herausgegebenen Mustern verglichen wird. Bei ausreichender Übereinstimmung mit zumindest einer Digitalvorlage (etwa bei Überschreitung eines Grenzwerts für den Ähnlichkeitsgrad von z.B. 80 %) kann das fotografierte Muster als echt gelten. Während die rechtmäßig im Verkehr befindlichen Kontrastmuster direkt anhand der Digitalvorlage erstellt wurden, ergibt jedes unbefugte, zusätzliche bildliche Erfassen und Reproduzieren zusätzliche Informationsverluste, die gemeinsam mit den bereits vorhandenen Abweichungen den erforderlichen Grenzwert hinsichtlich des notwendigen Ähnlichkeitsgrades unterschreiten; das unbefugt gekennzeichnete Produkt wird anhand seines Kontrastmusters als Fälschung oder Nachahmung erkennbar, selbst wenn das Produkt selbst im Übrigen vom Originalprodukt nicht oder kaum unterscheidbar wäre.
Authentifizierungsmuster der obigen Art sind bislang noch sehr fälschungssicher und bilden ein kostengünstiges, jederzeit und überall rasch überprüfbares Sicherheitsmerkmal (etwa durch Fotografieren mit dem Smartphone), um gefälschte Produkte zu erkennen. Trotz der Wirksamkeit heutiger Authentifizierungsmuster ist es jedoch wünschenswert, den Sicherheitsvorsprung gegenüber kontinuierlich weiterentwickelten Fälschungs-, Manipulations- und Reproduktionsmethoden zu erhöhen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Authentifizierungsmuster und beliebige damit gekennzeichnete Gegenstände bereitzustellen, die noch besser als herkömmlich von gefälschten oder unbefugt hergestellten, nachgeahmten und/oder weitergegebenen Authentifizierungsmustern und damit gekennzeichneten Gegenständen unterscheidbar sind. Ferner soll die Erkennung und Unterscheidung einerseits rechtmäßig autorisierter und andererseits nachgeahmter bzw. gefälschter Kontrastmuster und Produkte noch einfacher, noch leichter und/oder noch schneller durchführbar sein.
Diese Aufgabe wird durch das Authentifizierungsmuster gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das Authentifizierungsmuster gemäß Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, dass die Kontrastelemente, die über die Musterfläche des Authentifizierungs- bzw. Kontrastmusters verteilt sind, zusammenhängende Cluster aus jeweils mehreren Pixeln, Kacheln oder sonstigen Elementarflächen sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kontrastmustern bilden nicht mehr einzelne Pixel oder sonstige quadratische, matrixförmig angeordnete Elementarflächen einzeln die jeweiligen Kontrastelemente, sondern nur noch Aggregate, d.h. Cluster aus jeweils mehreren zusammenhängenden, d.h. benachbarten Elementarflächen werden als Kontrastelemente verwendet. Durch die gruppenweise bzw. clusterartige Zusammenballung jeweils mehrerer Elementarflächen zu Clustern nicht vorhersagbarer Positionierung, Form und/oder Größe, für die es im Gegensatz zu einfachen Kachelmustern keine einheitlichen Standardmaße gibt, entsteht beim versuchsweisen Reproduzieren ein zusätzliches Maß an Unsicherheit und Fehleranfälligkeit, das die Differenz der erzielbaren Ähnlichkeitsgrade erhöht, wenn einerseits ein autorisiertes und andererseits ein nicht-autorisiertes Authentifizierungsmuster mit einer nachweislich echten Originalvorlage verglichen werden; der Sicherheitsabstand zwischen beiden Fällen wird dadurch erhöht.
Exemplarische Ausführungsbeispiele werden nachfolgend mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Gegenstandes, der mit einem Authentifizierungsmuster versehen ist,
2 eine schematische Ansicht eines mit einem Authentifizierungsmuster versehenen Etiketts zum Kennzeichnen eines weiteren Gegenstandes,
3 eine schematische, vergrößerte Ausschnittansicht eines herkömmlichen Authentifizierungsmusters,
4 eine schematische, vergrößerte Ausschnittansicht eines exemplarischen Ausführungsbeispiels eines verbesserten Authentifizierungsmusters,
5 Umrisskonturen exemplarischer, clusterförmiger Kontrastelemente unterschiedlicher Form und Größe zum Erzeugen eines verbesserten Authentifizierungsmusters etwa gemäß 4,
6 Umrisskonturen anderer exemplarischer, jeweils clusterförmiger Kontrastelemente zur Erstellung eines verbesserten Authentifizierungsmusters,
7 Umrisskonturen weiterer exemplarischer clusterförmiger Kontrastelemente mit teilweise anderer Symmetrie und Geometrie als in den 5 und 6,
die 8A bis 8F unterschiedliche Kontrastflächen des Authentifizierungsmusters aus 4, die durch teilweise Überlappung mehrerer clusterförmiger Kontrastflächen entstandene Clustergruppen sind,
9A das Authentifizierungsmuster aus 4 als digitale Mustervorlage,
9B ein mikroskopisch gewonnenes fotografisches Abbild eines realen Musters, das durch Drucken der Mustervorlage aus 9A hergestellt wurde,
10A eine Anordnung von vier Elementarflächen eines herkömmlichen Musters,
10B eine Anordnung von vier, jeweils fünf mal fünf Elementarflächen enthaltende Blöcken eines in verkleinertem Maßstab zu realisierenden, dafür aber aus clusterförmigen Kontrastelementen aufgebauten Kontrastmusters, bei dem auf die Fläche jedes Grob-Rasterblocks der Mittelpunkt genau eines clusterförmigen Kontrastelements entfällt, und
die 11A bis 11C Umrisskonturen weiterer, nicht-quadratischer clusterförmiger Kontrastelemente zur Erläuterung der Konturberechnung.

1 zeigt schematisch einen Gegenstand 50, der mit einem Kontrastmuster 1 bzw. Rauschmuster 1b, nämlich mit einem Authentifizierungsmuster 1a versehen ist. Das Kontrastmuster 1 ist in einem Teilbereich einer vorzugsweise ebenen oder nur schwach gekrümmten Oberfläche des Gegenstandes 50 angeordnet, beispielsweise auf ihn aufgedruckt, aufgelasert oder eingelasert, eingeätzt, einbelichtet, eingepresst oder durch sonstige Bearbeitungs- oder Herstellungsschritte auf, an, in und/oder unter der Oberfläche des Gegenstandes 50 ausgebildet. Der Gegenstand kann insbesondere ein Etikett 40 sein, das das Kontrastmuster 1 trägt und im einfachsten Fall damit bedruckt ist. Der Gegenstand 50 kann weiterhin ein Dokument oder Ausweis, eine Urkunde oder ein sonstiges Schriftstück etwa der in der Beschreibungseinleitung aufgezählten oder beanspruchten Arten sein. Das Authentifizierungsmuster 1; 1a dient als Sicherheitsmerkmal und ermöglicht eine Authentifizierung in der Weise, dass das Muster, wenn es fotografiert, gescannt oder anderweitig kopiert und mit einer im Internet oder bei einem Hersteller, Händler oder Verwalter etc. verfügbaren digitalen Mustervorlage verglichen wird, eine Überprüfung ermöglicht, ob das Authentifizierungsmuster direkt unter Verwendung der digitalen Mustervorlage (nämlich durch den Hersteller) hergestellt wurde oder erst durch mindestens einmaliges zusätzliches Kopieren, d.h. mit Hilfe eines weiteren, offenbar nicht autorisierten Vorgangs entstanden ist. Das Authentifizierungsmuster 1a verleiht dem so gekennzeichneten Gegenstand 40, 50 einen effektiven Plagiats- oder Kopierschutz, insbesondere auch bei Gegenständen, die selbst aufgrund ihrer leicht kopierbaren Bauweise keinen hinreichenden Kopierschutz bieten würden.
2 zeigt ein Etikett 40 mit einem ähnlich wie in 1 gestalteten, beispielsweise aufgedruckten Kontrastmuster 1 bzw. 1a, 1b. Das Muster ist in einem Flächenbereich von beispielsweise mindestens 4 mm² der Etikettenfläche oder größer ausgebildet; seine Umrisse können rechteckig oder in beliebiger anderer Weise gewählt werden. In sonstigen Flächenbereichen des Etiketts 40 außerhalb des Musters können Beschriftungen 14 wie z.B. Logos, Textbestandteile, Anwendungs- oder Sicherheitshinweise oder sonstige Kennzeichnungen des Etiketts oder des zu etikettierenden Produkts 50; 60 vorgesehen sein, wahlweise auch weitere Sicherheitsmerkmale zum Schutz vor Nachahmung oder unbefugtem Entfernen von dem etikettierten Gegenstand 50; 60.
3 zeigt ein herkömmliches Kontrastmuster 1, wie es derzeit als Rausch- bzw. Authentifizierungsmuster 1b; 1a an Etiketten oder anderen Gegenständen zu deren Authentifizierung verwendet wird, in schematischer, stark vergrößerter Ausschnittansicht. Die Musterfläche 10 des Kontrastmusters 1 ist eine Matrix bzw. eine matrix- oder rasterförmige Anordnung von Pixeln 2, nämlich von quadratischen Flächenkacheln bzw. Elementarflächen 3 einheitlicher Flächengröße, die in zwei unterschiedlichen, zueinander kontrastierenden Helligkeiten auf das matrixförmige Raster der Musterfläche 10 verteilt sind.
Im Vorgriff auf die nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele der weiteren Figuren und der Patentansprüche werden hier Elementarflächen der einen von zwei Gestaltungsweisen (beispielsweise schwarz oder zumindest dunkel oder anderweitig kontrastierend) als „Kontrastelemente“ 5 bezeichnet, wohingegen Elementarflächen der anderen der beiden Gestaltungsweisen (beispielsweise weiß oder hell bzw. in einem anderen Grauton als die Kontrastelemente) als „komplementäre Flächen“ 9 bezeichnet werden. Gleiches gilt für die 4 bis 11C. Kontrastelemente 5 einerseits und komplementäre Flächen 5 andererseits sind zueinander komplementär; dort, wo kein Kontrastelement 5 liegt, liegt eine komplementäre Lückenfläche 9 und umgekehrt. Die Zuordnungen von hellen und dunklen (oder anderweitig auf zweierlei Weise ausgebildeten) Ausgestaltungen der Elementarflächen 3 zu den Bezeichnungen „Kontrastelement“ 5 einerseits und „komplementäre Fläche“ 9 andererseits sind austauschbar. Zumindest eine von beiden Ausgestaltungen (entweder die Kontrastelemente oder die komplementären Flächen) werden gemäß dieser Anmeldung anders als herkömmlich gestaltet, um das Reproduzieren und das Rekonstruieren eines Kontrastmusters weiter zu erschweren.
Das herkömmliche Kontrastmuster in 3 jedoch weist keine solchen Zusatzmerkmale auf, sondern besteht aus pseudozufällig verteilten Pixeln 2 bzw. Elementarflächen 3 zweierlei Helligkeiten, die als solche einzeln über die Musterfläche 10 des Kontrastmusters 1 verteilt sind. Durch die quasi-zufällige Verteilung stoßen häufig benachbarte quadratische Elementarflächen (mit Kanten einheitlicher Kantenlänge a und einheitlicher Flächengröße f=a²) zusammen. Dort, wo sich größere zusammenhängende Flächenstücke aus mehreren schwarzen oder aus mehreren weißen Elementarflächen 3 ergeben, ist dies die zufällige Folge der Verteilung der einzelnen Elementarflächen 3 selbst, denn zusätzlich existiert eine Vielzahl einzelner, isolierter schwarzer wie auch weißer Pixel bzw. Elementarflächen 2; 3, die an ihren vier Rändern nur von solchen der komplementären Helligkeit oder Beschaffenheit umgeben sind. Dies zeigt, dass die Elementarflächen 3 der kleinstmöglichen, quadratischen Einheitsfläche jeweils einzeln, d.h. als elementare Einzelflächenstücke, über die Musterfläche (und zwar zufällig bzw. pseudozufällig) verteilt wurden.
4 zeigt ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines gemäß dieser Anmeldung vorgeschlagenen Authentifizierungs- bzw. Rausch- oder Kontrastmusters 1; 1a; 1b in ebenfalls vergrößertem Abbildungsmaßstab.
Ebenso wie bei einem herkömmlichen Kontrastmuster aus 3 gibt ein auf ein Etikett 40 oder sonstiges Produkt 50 aufgedrucktes Kontrastmuster 1 den ideal-rasterförmigen Aufbau seiner digitalen Mustervorlage ursprünglich nicht in vollkommener Perfektion wieder. Dennoch ist im Falle eines echten Musters ein ausreichendes Maß an Ähnlichkeit zwischen dem Druckbild und einer z.B. im Internet oder einer lokalen Datenbank gespeicherten digitalen Mustervorlage wie in 4 im Rahmen der Musterprüfung bzw. Authentifizierung erkennbar. Der ideale Musteraufbau gemäß 4 kann daher außer in der digitalen Mustervorlage auch in der realen Wiedergabe dieser Mustervorlage, insbesondere im erstmaligen, ursprünglichen Abdruck bzw. im herstellerseitigen Druckbild dieses Musters wiedererkannt werden. Dabei ist das ursprüngliche Musterbild ungeachtet von Druck- und Fertigungstoleranzen (beispielsweise solchen eines Druckprozesses oder einer Druckmaschine) ausreichend genau rekonstruierbar, um die zugrundeliegende digitale Mustervorlage wiederzufinden und zuzuordnen. Das Maß und der erforderliche Grenzwert für die Ähnlichkeit zwischen Abdruck und digitaler Mustervorlage können z.B. durch die Anzahl oder den Anteil übereinstimmender (heller bzw. dunkler) Pixel ausgedrückt werden, Informationsverluste hingegen über die Anzahl oder die Häufigkeit von Pixelfehlern über die Musterfläche 10 des Kontrastmusters 1.
Kontrastmuster wie in 3 oder 4 sind beispielsweise durch Offsetdruck herstellbar, etwa durch Belichter, Druckformen und dafür bestimmte Herstellungsgeräte. Die drucktechnisch bedingte Druckauflösung ist jedoch von den Eigenschaften der gedruckten Matrix-Kontrastmuster und deren durch das Musterdesign vordefinierten, gröberen Pixelgrößen zu unterscheiden; nachfolgend werden lediglich die Mustereigenschaften der Muster selbst, wie sie bei der Mustergestaltung wählbar und vordefinierbar sind, angesprochen.
Während in 3 die Pixel bzw. Elementarflächen 2; 3 beider komplementärer Graustufen als Einzelflächen innerhalb der Musterfläche pseudozufällig verteilt sind, ist das Kontrastmuster 1 gemäß 4 grundsätzlich anders aufgebaut, wie beim Vergleich mit 3 auf Anhieb erkennbar ist. In dem Kontrastmuster 1 aus 4 fehlen aus nur einem (hier schwarzen) Pixel 2 gebildete, nur von komplementären Flächen 9 des anderen Grautons umgebene Kontrastelemente. Stattdessen kommen Kontrastelemente 5 nur noch als jeweils zusammenhängende Cluster 15 vor, von denen jeder Cluster aus einer Mehrzahl einander benachbarter, im matrixförmigen Raster angeordneter Elementarflächen 3 besteht, die miteinander verschmolzen sind. Jeder dieser Cluster besitzt somit eine komplexere Außenkontur, die zumindest bereichsweise treppenstufenförmig verläuft, insbesondere in denjenigen Konturabschnitten, die nicht mit weiteren clusterförmigen Kontrastelementen 5; 15 überlappen.
Zumindest im Kernbereich 12 der Musterfläche 10, der keine Randgebiete 11 umfasst und daher den Hauptflächenbereich des Kontrastmusters 1 bildet, ist die Kontrastmusterfläche frei von isolierten, allseitig durch komplementäre Flächen umgebenden Kontrastelementen, die aus nur einer einzigen kachelförmigen oder pixelförmigen Elementarfläche 3, d.h. aus nur einem einzigen Pixel 2 bestehen würden. Herkömmliche Muster wie etwa in 3 bewitzen eine große Anzahl freistehender schwarzer Einzelpixel wie auch freistehender weißer Einzelpixel, und zwar in etwa gleicher Häufigkeit für beide Graustufen, zumal der Anteil heller und dunkler Elementarflächen bei einem Kontrastmuster bei jeweils ca. 50 % liegt, um eine möglichst hohe Informationsdichte zu ermöglichen. Dagegen gibt es in 4 praktische keine schwarzen Einzelpixel, und selbst im Randbereich 11 sind diese verzichtbar. Weiße Einzelpixel kommen in 4 durchaus vor; sie entstehen jedoch nur als elementare komplementäre Flächen zwischen diagonal benachbarten clusterförmigen Kontrastelementen 5; 15 dort, wo diese einander gerade noch nicht überlappen.
Obwohl das Kontrastmuster 1 aus 4 grobkörniger aussieht als das aus 3, sind die Cluster 15, auf eine ähnliche Größe wie die Einzelpixel in 3 verkleinert, noch schwieriger drucktechnisch zu reproduzieren. Daher entsteht ein zusätzlicher Sicherheitsvorsprung gegenüber Kontrastmustern aus 3. Ein Grund hierfür ist, dass die clusterförmigen Kontrastelemente 5; 15 des Musters in 4 „analoger“ aussehen als quadratische oder zumindest von einer ideal-quadratischen Flächenvorlage stammende Elementarflächen 2; 3, wie sie in 3 eindeutig als elementare Einzelbestandteile zum Aufbau des Gesamtmusters erkennbar sind. Dieser Sicherheitsvorsprung ist durch Merkmale der Unteransprüche weiter steigerbar, die nachstehend mit Bezug auf die weiteren Figuren erläutert werden.
5 zeigt vergrößert dargestellt Umrisse von als Cluster 15 aus mehreren benachbarten Elementarflächen 3 vorliegenden Kontrastelementen 5. Einige dieser oder anderer exemplarisch aus quadratischen, elementaren Flächenstücken zusammengesetzten clusterartigen Kontrastelemente 5; 15 können auch als Satz von clusterförmigen Kontrastelementen variabler Größe und/oder Form verwendet werden, um das neuartige Kontrastmuster zu bilden. Dabei wird von jedem clusterförmigen Kontrastelement 5; 15 des Satzes eine Vielzahl an Exemplaren über die Musterfläche 10 des Kontrastmusters verteilt. Die Verteilung unterschiedlich geformter, einzeln jeweils clusterförmig ausgebildeter Kontrastflächen 5; 15 kann auch dadurch erhalten werden, dass eine vorgegebene Clusterform pseudozufällig einer Vielzahl von Orten innerhalb der Musterfläche 10 zugeordnet und einer individuellen Größen- und/oder Formveränderung unterworfen wird, die ebenfalls pseudozufällig für jede Position bestimmt wird. Beispielsweise ist für die Vielzahl clusterförmiger Kontrastelemente 5; 15 deren Größe und/oder Form, d.h. die Umrisskontur dadurch variierbar, dass die Ausdehnung und/oder Flächenverteilung jedes Kontrastelements 5; 15 entlang einer ersten und/oder zweiten lateralen Richtung x, y individuell und insbesondere pseudozufällig festgelegt wird. Die lateralen Richtungen x, y sind dabei Hauptrichtungen des matrixförmigen Grundrasters des Kontrastmusters, entlang derer die Musterfläche 10 z.B. entlang äquidistanter Linien in eine Vielzahl gleich großer, insbesondere quadratischer Flächenstücke 2; 3 unterteilt ist. In 5 ist jedes Kontrastelement 5 so aus Elementarflächen zusammengesetzt, dass der Clusterdurchmesser entlang der ersten oder zweiten lateralen Richtung x, y jeweils einer ungeraden Anzahl von Kantenlängen a der Elementarflächen 2; 3 entspricht. Die Flächengröße eines Clusters ist als Anzahl der darin enthaltenen Elementarflächen angebbar.
In 6 hingegen entspricht die Höhe und Breite jedes Clusters 15 stets einem geradzahligen Vielfachen der elementaren Kantenlänge a. In beiden 5, 6 sind die clusterförmigen Kontrastelemente 5; 15 vorzugsweise auch überlagert, d.h. in jeweiligen Teilbereichen ihrer Flächen überlappt. Jedes einzelne Kontrastelement 5 kann jedoch spiegelsymmetrisch bezüglich einer oder zweier Spiegelachsen 16; 16a, 16b entlang der lateralen Hauptrichtungen x, y und teils auch entlang diagonal dazu verlaufender Spiegelachsen 17; 17a, 17b sein oder jedenfalls anhand des Satzes vordefinierter, zulässiger Cluster-Umrisse, auch innerhalb von Clustergruppen wiedererkannt werden. Alle Spiegelachsen 16, 17 führen durch den Mittelpunkt 25 des jeweiligen Clusters 5; 15, der zumindest ein Symmetriemittelpunkt und meist auch der Schwerpunkt, d.h. Flächenschwerpunkt des jeweiligen Clusters 15 ist. In 5 liegt dieser Mittelpunkt 25 in der Flächenmitte 6 einer Elementarfläche 3; in 6 hingegen auf einer Ecke 7 zwischen vier benachbarten Elementarflächen 3a, 3b, 3c, 3d. Cluster aus 6 sind auch gemeinsam mit denjenigen aus 5 als Satz von Kontrastelementen 5; 15 zum Füllen der ansonsten visuell komplementären Musterfläche 10 des Kontrastmusters 1 verwendbar.
7 zeigt weitere Beispiele clusterförmiger Kontrastelemente 5; 15 mit nur einer Spiegelachse 16; 17, die meist diagonal zu den lateralen Hauptrichtungen x, y; verläuft; sie können in einem Satz zugelassener Umrisse von Einzelclustern ebenfalls vorkommen.
Anders als das Rauschmuster gemäß 3 beruht dasjenige aus 4 auf vordefinierten Unterstrukturen mit komplexerer Umrisskontur als der Umrisskontur einzelner Elementarflächen 3, nämlich auf Clustern 15 vordefinierter, insbesondere variierter Größe und/oder Form (etwa gemäß den 5 bis 7), die die Kontrastelemente 5 des Kontrastmusters 1; 1a; 1b bilden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die clusterförmigen Kontrastelemente 5; 15 einander überlappen dürfen; insbesondere sind die Parameterbereiche für die zulässige Größe der Cluster, für die zulässigen Umrisskonturen der Cluster und/oder für die zulässigen Fehlpositionierungen der Cluster-Mittelpunkte (insbesondere relativ zu regelmäßig angeordneten Mittelpunkten matrixförmig angeordneter Blöcke) nicht durch eine Bedingung eingeschränkt, welche Überlappungen von benachbarten Clustern miteinander verbieten würde.
Ein bevorzugtes Zusatzmerkmal eines verbesserten Kontrastmusters 1; 1a besteht darin, dass die clusterförmigen Kontrastelemente 5; 15 so verteilt sind, dass benachbarte Cluster einander überlappen dürfen, d.h. dass viele benachbarte Cluster (gemäß den statistisch gewählten Parameterwerten) mitunter einander überlappen. Ihre jeweils aus mehreren Elementarpixeln 2; 3 aufgebauten Kontrastflächen können daher miteinander verschmelzen, wodurch aus benachbarten Clustern 15 häufig noch komplexere, ausgedehntere und weniger symmetrische Clustergruppen entstehen.
Die 8A bis 8F zeigen Beispiele von Clustergruppen 35, die aus jeweils mehreren Clustern 15 bzw. clusterförmigen Kontrastelementen 5 durch teilweise Überlappung ihrer vordefinierten Umrisse entstehen können. Die Clustergruppen 35 der 8A und 8B sind als Überlappung je zweier clusterförmiger Kontrastelemente 5; 15 erkennbar, nämlich als Überlagerung des ersten Clusters mit dem letzten bzw. vorletzten Cluster aus 5. Infolge der hohen Symmetrie der einzelnen Cluster ist jedes von ihnen anhand der verbleibenden Umrisslinien auch in einer Clustergruppe 35 noch erkennbar und der jeweilige Clustermittelpunkt 25 bestimmbar; auch bei größeren, aus drei oder mehr überlappenden Clustern gebildeten Clustergruppen 35 wie in den 8C bis 8F. Die hohe Symmetrie ermöglicht das rechnerische Separieren (zur Rückgewinnung der verborgenen Informationen) miteinander verschmolzener Cluster 15 einer Clustergruppe, sodass ein clusterförmiges Kontrastelement 5; 15 nicht zwangsläufig allseitig von komplementären Flächen 9 umgeben sein muss, um als Cluster einer ganz bestimmten Größe, Form und/oder Position erkennbar zu sein.
9A zeigt ausschnittweise das Authentifizierungs- bzw. Kontrastmuster 1; 1a aus 4 als digitale Mustervorlage 30. Wird die Oberfläche eines Gegenstands mit dem Authentifizierungsmuster bedruckt oder auf andere Weise mit diesem Muster versehen, entsteht ein Druckbild oder eine sonstige gegenständliche Kopie dieses originalen, ursprünglich digitalen Musters auf dem Gegenstand, welche(s) das ursprünglich vordefinierte Muster wiedergibt. Insofern zeigt 9A nicht nur die digitale Mustervorlage 30 gemäß 4, d.h. das eigentlich gewünschte Druckbild, wie es rechnerisch bzw. mathematisch definiert wird, sondern mit gewissen Abweichungen zugleich auch das durch einmaliges Drucken auf einem Etikett, Dokument oder Gegenstand etc. weitgehend inhaltsgleiche, aber immer mit gewissen Abweichungen erzeugte Druckbild. Das Druckbild besitzt gewisse drucktechnische Ungenauigkeiten und fertigungstechnische Toleranzen, die aber gering sind, weil es das erste, original gedruckte Abbild ist, das nur eigene Abweichungen von der ursprünglichen digitalen Mustervorlage 30 enthält.
9B zeigt ein mikroskopisch gewonnenes Abbild 70 eines bereits gedruckten Abbilds eines Authentifizierungsmusters 1, 1a, 1b, d.h. ein von dem Authentifizierungsmuster 1, 1a, 1b aus 9A (das z.B. ein Etikett 40 oder einen sonstigen Gegenstand 50 kennzeichnet) nochmals erzeugtes Abbild 70, welches durch Fotografieren durch ein Mikroskop hindurch gewonnen wurde. Dieses fotografisch (nämlich mikroskopisch) oder alternativ durch Kopieren, Scannen oder Filmen gewonnene Abbild 70 aus 9B bildet entweder ein authentisches, gedrucktes Muster, das z.B. durch den Hersteller gedruckt wurde, erneut ab. Falls jedoch das gedruckte und abfotografierte Muster gefälscht ist, kann die Fälschung nur dadurch entstanden sein, dass ein echtes, gedrucktes Muster durch den Fälscher fotografiert und erneut ausgedruckt wurde. In diesem Fall ist die mikroskopisch-fotografische Wiedergabe in 9B bereits die zweite fotografische Reproduktion, die deshalb spürbar größere Abweichungen, d.h. ein messbar geringeres Maß an Ähnlichkeit mit der originalen digitalen Mustervorlage 30 (4 und 9A) und/oder mit dem ursprünglichen, rechtmäßig erstmalig gedruckten Abbild aufweist. Dieses unterschiedlich hohe Maß an Ähnlichkeit, genauer gesagt die Ähnlichkeitsdifferenz zwischen beiden Fällen - einer Fotografie vom Original oder einer Fotografie von einer bereits durch Fotografieren und erneutes Drucken entstandenen Fälschung - macht beide voneinander unterscheidbar.
Um zu überprüfen, ob das zugrundeliegende gedruckte Authentifizierungsmuster echt oder gefälscht ist, ist das davon erstellte fotografische Abbild 70 (9B) mit einem Original zu vergleichen. Der Vergleich erfolgt üblicherweise mit einer digitalen Mustervorlage 30 (4 und 9A), die beispielsweise über das Internet bei einem Verwalter, Händler oder Hersteller abrufbar ist. Als Alternative wird hier vorgeschlagen, für den Vergleich nicht (oder nicht allein) die digitale Mustervorlage 30 heranzuziehen, sondern ein (z.B. vorsorglich erstelltes) fotografisches oder sonstiges Abbild eines nachweislich authentischen Abdrucks der digitalen Mustervorlage 30. Mit einer Vielzahl solcher (zur späteren Authentizitätsprüfung erstellten, in einer Datenbank oder im Internet gespeicherten) Digitalfotos wäre dann das zu prüfende Digitalfoto 70 aus 9B zu vergleichen.
Nach digitaler Bildaufbereitung des Abbilds 70 aus 9B verbleibt ein Rest an Unähnlichkeit, der quantitativ zu bemessen ist und durch Vergleich mit einem Grenzwert für das erforderliche Maß an Ähnlichkeit zu vergleichen ist. Sind dabei die Unähnlichkeiten hinreichend gering, d.h. ist das Maß an Übereinstimmung bzw. Ähnlichkeit (etwa in Form richtig erkannter Pixel der Farben Schwarz oder Weiß) ausreichend hoch, so ist das abgebildete Muster auf dem Etikett oder sonstigen Gegenstand echt.
Bereits die digitale Mustervorlage 30 (4 und 9A), aber ebenso das gedruckte Authentifizierungsmuster 1 besitzt, wenn die Cluster 15 in ungefähr gleicher Durchschnittsgröße wie herkömmlich die Einzelpixel 2; 3 (vgl. 3) gedruckt werden, einen nochmals schwieriger zu interpretierenden Musteraufbau, da nun selbst die am einfachsten geformten Kontrastelemente 5; 15 keine quadratischen Elementarflächen mehr sind, sondern unterschiedlich und unvorhersehbar groß und anisotrop gestaltete Flecken sind, die zudem noch individuell gegenüber einem matrixförmigen (Grob-)Raster von Blöcken (s. weiter unten) versetzt, d.h. visuell fehlpositioniert zu sein scheinen.
Aus einem fotografischen Abbild (9B) eines erstellten Musterabdrucks ist daher ein als digitale Mustervorlage wiedererkennbares, ihr ausreichend ähnliches, durch digitale Rekonstruktion erhaltenes digitales Vergleichsmuster nochmals schwieriger errechenbar, wenn das fotografierte Muster kein authentischer Originalabdruck, sondern ein nochmals kopierter Abdruck war. In diesem Fall (nachgeahmtes, gefälschtes Muster) fallen die bei der versuchsweisen Rückberechnung der Vorlage entstehenden zusätzlichen Informationsverluste erheblich größer aus, als wenn die beteiligten Muster lediglich herkömmliche Quadratmatrixmuster mit nur ausnahmsweise größeren Kontrastelementen 5 sind. Dies führt zu einem zusätzlichen Sicherheitsvorsprung gegenüber künftig denkbaren Fälschungstechniken und zu einem zusätzlichen Sicherheitsabstand zwischen Fälschung und Original. Letzteres äußert sich in einer vergrößerten Differenz zwischen den Ähnlichkeitsgraden in beiden Fällen (Rekonstruktion eines Originals bzw. einer Fälschung durch Vergleich mit vielen nachweislich authentischen Mustern, d.h. mit deren Digitalvorlagen oder mit Digitalfotos ihrer authentischen, erstmaligen Abdrucke).
Alternativ oder zusätzlich zur Größe und/oder Form der Cluster 5; 15 ist optional auch die Position der Cluster, d.h. ihrer Clustermittelpunkte 25, von Cluster zu Cluster pseudozufällig variiert.
10A zeigt ausschnittweise vier Pixel bzw. Elementarflächen 2; 3 eines herkömmlichen Musters und 10B zeigt vier in (hier fünffach) verkleinertem Maßstab realisierte oder zu realisierende Blöcke 13 aus je 25 Pixeln bzw. Elementarflächen 2; 3. Jeder Block 13 entspricht einem Grobraster-Block 13, auf dessen Fläche im statistischen Mittel jeweils ein clusterförmiges Kontrastelement 5; 15 entfällt. Dies bedeutet, dass über die Musterfläche die Anzahl der Blöcke 13 genauso groß ist wie die Anzahl der clusterförmigen Kontrastelemente 5; 15. Das clusterförmige, neuartige Kontrastmuster 1 ist so gestaltet, dass die Musterfläche in gleich große Blöcke aus (2n+1)x(2n+1) oder aus (2n)x(2n) Pixeln unterteilbar ist, dass auf jeden einzelnen Block 13 der Mittelpunkt durchschnittlich eines jeweiligen clusterförmigen Kontrastelements 5; 15 entfällt. Das jeweilige clusterförmige Kontrastelement kann dem jeweiligen Block 13 zugeordnet sein und/oder so positioniert sein, dass sein Mittelpunkt in dem jeweiligen Block 13 angeordnet ist. Alternativ genügt jedoch beispielsweise, wenn auf jeden Block 13 statistisch ein Cluster entfällt. Beispielshafte Positionen der Mittelpunkte der Cluster sind in 10B je Block 13 mit x gekennzeichnet; sie liegen meist nicht in dem mittleren Pixel des betreffenden Blocks 13, sondern lateral versetzt dazu.
Die 11A bis 11C zeigen nicht-quadratische, clusterförmige Füllelemente 5, 15 ähnlich denjenigen aus den 5 bis 7, jedoch mit vergleichsweise einfacher, seltener auftretender Geometrie, die jedoch zur Erläuterung der Formgestaltung der Cluster ausreicht. Dargestellt sind 7 × 7 Elementarflächen 2; 3, die einzeln jeweils quadratisch bzw. pixelförmig sind und von denen die mittleren 25 wie in 10B einen Block 13 bilden, der einem Grobraster-Block entspricht, auf dessen Fläche der Mittelpunkt genau eines clusterförmigen Kontrastelements 5; 15 entfällt.
Als Größen- und/oder Formparameter für die Cluster dienen Parameter, die als Radius oder eine einem Radius entsprechende Größenangabe in den beiden lateralen Richtungen x, y sowie der diagonalen Richtung d interpretierbar sind. Diese Parameter werden nachstehend als xR, yR und dR abgekürzt; sie betragen im Fall der 11B jeweils 4,0, während in 11C der erste Parameter xR lediglich 1,5 statt 4,0 beträgt; die anderen beiden Parameter betragen jeweils 4,0. In 11A ist yR = 4,0 gewählt; die anderen beiden Parameter betragen jeweils 1,5. Die in den 11A bis 11C jeweils schwarzen Flächen zeigen an, welche der quadratischen Elementarflächen (mit der Kantenlänge a und der als kleinstmöglich definierten Mindestfläche f = a²) jeweils zum Cluster des jeweils dargestellten clusterförmigen Füllelement 5; 15 gehören. Für die übrigen, nicht geschwärzten Pixel gibt der Zahlenwert von 0,0 an, dass sie lediglich zu nicht unausgefüllten, d.h. weiß oder jedenfalls komplementär erscheinenden Lückenflächen 9 gehören.
Größe und Form der Füll- bzw. Kontrastelemente 5; 15 sind mit Hilfe geeigneter Formeln und pseudozufällig wählbaren Parametern errechenbar. Im vorliegenden Fall entspricht xR einer horizontalen Clusterbreite, yR einer vertikalen Clusterbreite (entlang der lateralen Hauptrichtungen x, y des Musters) und dR einer Clusterbreite in diagonaler Richtung, wobei die Breiten hier als Radius interpretierbar sind. Für diese drei Parameter kann beispielsweise ein Zahlenbereich zwischen 1,5 und 4,0 mit Intervallschritten von 0,5 vordefiniert werden; innerhalb dieses Wertebereichs werden die drei Parameter für jedes Kontrastelement 5; 15 individuell und pseudozufällig vorgegeben und daraus mit Hilfe einer mathematischen Pixelformfunktion Form und Größe dieses Kontrastelements 5; 15 errechnet. Dazu werden Relativkoordinaten aller 25 Elementarflächen (sowie der Elementarflächen benachbarter Zeilen und Spalten) relativ zu der Position der mittleren Elementarfläche des Blocks 13, deren Pixelzentrum zugleich die Mitte dieses 5 × 5-Pixelsblocks 13 darstellt, als Relativkoordinaten relX, relY ausgedrückt (beispielsweise mit Parameterwerten -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3). Die Relativpositionen relX, relY werden zusätzlich zu den Parametern xR, yR und dR in eine geeignete mathematische Formel zur Errechnung der Helligkeitswerts der jeweiligen Pixel eingegeben, um für jeden Pixelpunkt den Helligkeitswert (beispielsweise einen Helligkeitswert von 0,0 für die Farbe Weiß und einen Wert von 1,0 für Schwarz) zu errechnen.
Eine Berechnung der Clusterform kann beispielsweise mit der folgenden Excel-Formel erfolgen:

= wENN(WURZEL(ABS(relX)^2+ABS(relY)^2) <= (MIN(MAX(ABS(relX); ABS(relY))/MIN(ABS(relX-0,001);ABS(relY-0,001));3,5)-1)/2,5 * WENN(ABS(relX)>ABS(relY);xR;yR) + (1-(MIN(MAX(ABS(relX); ABS(relY))/MIN(ABS(relX-0,001);ABS(relY-0,001));3,5)-1)/2,5)*dR;1;0)

Damit ergeben sich beispielsweise die Clusterumrisse der 11A bis 11C. Die Wahl der Parameter xR, yR und dR in den 11A und 11B erweist sich als geeigneter als in 11C, wo sich eine teils konkave Clusterform mit seitlichen Einbuchtungen ergibt; die anderen beiden konvexen Clusterkonturen sind auch drucktechnisch geeigneter. Die Parameter sind daher möglichst so zu wählen, dass Cluster mit konkaven Umrissbereichen wie in 11C, wo weiße Pixel von mehr als zwei schwarzen Pixeln des Clusters 5; 15 umgeben sind, nicht oder nur selten vorkommen.
Gemäß obiger Formel erfolgt ein Vergleich mit einer vom Blockzentrum des Blocks 13 ausgehenden Vektorlänge, gebildet aus der Wurzel der Absolutbeträge der Quadrate beider Relativkoordinaten relX und relY mit einem richtungsabhängigen kritischen Radius, wobei die Richtungsabhängigkeit durch das Verhältnis zwischen der vertikalen zur horizontalen Abweichung relY/relX parametrisiert wird. In obiger Formel wurden diese Koordinaten teils um 0,001 verringert, um eine Division durch Null zu vermeiden. Die Auswertung der obigen Formel für jede Elementarfläche 3 bzw. jedes Pixel 2 in Abhängigkeit von seiner Position und den vordefinierten Parameterwerten xR, yR und dR liefert dann die Clusterformen der 11A bis 11C.
Das obige Beispiel zeigt, wie die Geometrien clusterförmiger Füllelemente 5; 15 basierend auf pseudozufälligen Parametern xR, yR, dR geeigneter Parameterwerte rechnerisch definierbar sind, um systematisch, aber dennoch pseudozufällig ein noch schwerer rekonstruierbares, besonders fälschungssicheres Kontrastmuster zu erzeugen. Dadurch ergibt sich z.B. ein Satz typischer Clustergrößen und Clusterformen für Einzelcluster 15, die sich im Kontrastmuster optional auch teilweise überlappen können.
Alternativ oder zusätzlich zur Variation von Größe und Form der Cluster kann vorgesehen sein, dass die Position der Cluster (bzw. ihrer Mittelpunkte) pseudozufällig variiert wird, insbesondere durch pseudozufällig vorgegebene Offsetverschiebungen gegenüber den Mittelpunkten beispielsweise der Blöcke 13 (hier exemplarisch aus jeweils 5 × 5-Pixeln). Dadurch sind laterale Verschiebungen der Cluster definierbar, die nur einem Bruchteil der typischen, durchschnittlichen Clustergröße entsprechen, was eine rechnerische Rekonstruktion eines Kontrastmusters aus 9A weiter erschwert.
In der Praxis braucht die Blockgröße 13 nicht bis auf die Größe der herkömmlich einzeln verteilten Pixel 2; 3 verkleinert zu werden; infolge des kaum noch vorhersehbaren oder vorhersagbaren Aufbaus eines Authentifizierungsmusters (4 und 9A) gegenüber einem herkömmlichen Muster (3) genügt auch ein neuartiges, clusterbasiertes Kontrastmuster, dessen Cluster größer abgedruckt sind als bisher die einzelnen Pixel 2 bzw. Elementarflächen 3, um einen Sicherheitsvorsprung gegenüber dem herkömmlichen Muster zu erzielen, da ein Muster mit ausschließlich clusterförmigen Musteraufbau dank der variablen Form, Größe und/oder Offset-Positionen der clusterförmigen Kontrastelemente 5; 15 rechnerisch schwieriger aus einem abfotografierten Muster rekonstruierbar ist als ein Muster mit zusätzlichen Einzelpixeln.
Dies bedeutet, dass bei einem auf clusterförmigen Kontrastelementen beruhenden Muster 1; 1a; 1b bereits eine größere Kantenlänge a der Einzelpixel 2 ausreicht, um einen Sicherheitsvorsprung bezüglich der Fälschungssicherheit zu erreichen. Die Kantenlänge der quadratischen Pixelfelder 2; 3 kann daher größer als herkömmlich erforderlich gewählt werden, sodass trotz geringerer Pixeldichte ein Sicherheitsvorsprung erzielt wird.
Ferner ist es dank der tropfen- oder fleckenförmigen Clusterumrisse der Füllelemente nicht mehr erforderlich, dass die Anzahl der Elementarflächen 2; 3 pro Längenabschnitt einen ganzzahligen Bruchteil der drucktechnisch herstellbaren Druckauflösung (typischerweise gemessen in dpi) beträgt; stattdessen ist nun die Größe der das clusterartige Muster ergebenden Einzelflächen unabhängig von der Auflösung des verwendeten Geräts zur Herstellung der Druckform wählbar. Daher kann das Authentifizierungsmuster in einer variablen, optimal wählbaren Druckauflösung gedruckt werden, um angesichts der typischen Auflösungen von Smartphones oder anderer Lesegeräte den Ähnlichkeitsunterschied zu maximieren, der beim Fotografieren und Vergleichen eines authentischen Musters gegenüber einem nichtauthentischen Muster erzielbar ist.
Als Vergleichsmuster dienen beispielsweise digitale Mustervorlagen für authentische, rechtmäßig vergebene bzw. verdruckte Kontrastmuster und/oder auf Vorrat erstellte fotografische oder sonstige Abbildungen von diesen. So kann beispielsweise ein Hersteller, Händler oder Verwalter von jedem gedruckten oder anderweitig ausgegebenen Authentifizierungsmuster ein digitales Abbild erstellen und speichern, das bei einem späteren Vergleich mit einem digitalen Abbild eines beliebigen, möglicherweise fremden oder gefälschten Kontrastmusters den Fälschungsnachweis erleichtert. Wird anstelle der digitalen Mustervorlage solch ein vorsorglich erstelltes und aufbewahrtes digitales Abbild jedes authentischen Musters als Referenz herangezogen, wirken sich die Abweichungen zwischen den authentischen, verdruckten Mustern und ihren digitalen Mustervorlagen nicht mehr als Fehlerquelle auf den Vergleich aus, da nun zwei Fotografien realer Druckmuster miteinander verglichen werden. Diejenigen Informationsverluste, die durch das Drucken des authentischen Musters und die Erstellung einer digitalen Aufnahme davon als Referenzbild entstehen, sind in diesem fotografischen Referenzbild schon berücksichtigt und brauchen beim Vergleich mit einem Abbild eines fremden, unbekannten Authentifizierungsmusters nicht mehr herausgerechnet zu werden. Dies führt zu einer Vergrößerung des Fälschungsabstands zwischen authentischen und nicht authentischen Kontrastmustern bzw. Digitalbildern von ihnen.
Die Gestaltung der Digitalvorlage lässt sich an die für ihren Abdruck verwendeten Druckprozesse sowie an die Kanaleigenschaften der Fotokamera oder anderweitigen Bildaufnahmeeinrichtung zum Erstellen der fotografischen Referenzbilder optimieren. Beispielsweise kann die Körnung der Digitalvorlage bzw. das Rastermaß des zu verwendenden Kontrastmusters an die Auflösungsgrenzen des Druckprozesses und/oder des Bildaufnahmegerätes angepasst werden.
Alle Ausführungsbeispiele können statt mit schwarzen und weißen auch mit in verschiedenen Graustufen ausgebildeten Elementarflächen, evtl. auch mit mehr als zwei Graustufen oder mit anderen Arten von Kontrasten (beispielsweise Farbkontrasten) realisiert sein. Insbesondere können auch digitale Farbfotos als Referenzbilder erstellt und gespeichert werden.
Bezugszeichenliste

1: Kontrastmuster
1a: Authentifizierungsmuster
1b: Rauschmuster
2: Pixel
3; 3a, 3b, 3c, 3d: Elementarfläche
5: Kontrastelement
6: Flächenmitte
7: Ecke
8: Kante
9: komplementäre Fläche
10: Musterfläche
11: Randgebiet
12: Kernbereich
13: Block
14: Beschriftung
15: Cluster
16; 16a, 16b: Spiegelachse
17; 17a, 17b: Spiegelachse
18: Elementarfläche eines Kontrastelements
19: Elementarfläche einer komplementären Fläche
25: Mittelpunkt
30: digitale Mustervorlage
35: Clustergruppe
40: Etikett
50; 60: Gegenstand
70: digitales Abbild
a: Kantenlänge
f: Flächengröße
x, y: laterale Richtung

Claims

Authentifizierungsmuster (1a), mit dem die Echtheit oder eine andere Eigenschaft eines Gegenstands (50; 60) oder eine Berechtigung überprüfbar und/oder eine sonstige Authentifizierung durchführbar ist, wobei das Authentifizierungsmuster (1a) ein Rauschmuster (1b) oder ein sonstiges Kontrastmuster (1) umfasst, das durch Kopieren, Scannen, Fotografieren, Filmen oder sonstiges bildliches Aufzeichnen erfassbar ist, mit bloßem Auge jedoch visuell nicht auflösbar ist, wobei das Kontrastmuster (1) zumindest Folgendes aufweist: - eine Musterfläche (10), - eine Vielzahl von Kontrastelementen (5), die innerhalb der Musterfläche (10) verteilt angeordnet, durch komplementäre Flächen (9) zumindest stellenweise voneinander getrennt und als Helligkeitskontrast oder sonstiger Kontrast gegenüber den komplementären Flächen (9) erfassbar sind, - eine matrixförmige Aufteilung der Musterfläche (10) in quadratische, kachelförmige oder anderweitig pixelförmige Elementarflächen (3) einer einheitlichen, für das Kontrastmuster (1) charakteristischen kleinstmöglichen Kantenlänge (a), Flächengröße (f) oder sonstigen Mindestabmessung, wobei die Kontrastelemente (5) jeweils zusammenhängende Cluster (15) aus einer jeweiligen Mehrzahl einander benachbarter Elementarflächen (3) sind.
Authentifizierungsmuster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Kernbereich (12) des Kontrastmusters (1), der den Hauptbereich des Kontrastmusters (1) bildet und keine Randbereiche (11) des Kontrastmusters (1) enthält, jede nicht zu den komplementären Flächen (9) gehörige Elementarfläche (3) eine Teilfläche eines clusterförmigen Kontrastelements (5; 15) oder eine Teilfläche einer Überlappung mehrerer, jeweils clusterförmiger Kontrastelemente (5; 15) ist.
Authentifizierungsmuster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Musterfläche (10) des Kontrastmusters (1) zumindest in einem Kernbereich (12) des Kontrastmusters (1), der den Hauptbereich des Kontrastmusters (1) bildet und keine Randbereiche (11) des Kontrastmusters (1) enthält, frei ist von isolierten angeordneten Elementarflächen (3), die nicht zu den komplementären Flächen (9) gehören.
Authentifizierungsmuster nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die clusterförmigen Kontrastelemente (5; 15) jeweils so aus der jeweiligen Mehrzahl zusammenhängender Elementarflächen (3) aufgebaut sind, dass bei bildlicher Erfassung des Kontrastmusters (1) die clusterförmigen Kontrastelemente (5; 15) insgesamt tropfenförmig, fleckenförmig oder in sonstiger Weise nicht-quadratisch erscheinen.
Authentifizierungsmuster nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmuster (1) sowohl durch komplementäre Flächen (9) einzeln umgebene clusterförmige Kontrastelemente (5; 15) als auch Clustergruppen (35) aus mehreren überlappenden clusterförmigen Kontrastelementen, die rechnerisch voneinander separierbar und/oder einzeln identifizierbar sind, aufweist.
Authentifizierungsmuster nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Musterfläche (10) die Größe und/oder Form der clusterförmigen Kontrastelemente (5; 15) in der Weise pseudozufällig variiert, dass jedes clusterförmige Kontrastelement (5; 15) eine pseudozufällig festgelegte Anzahl von Elementarflächen (3) und/oder eine pseudozufällig festgelegte Flächenkontur abdeckt.
Authentifizierungsmuster nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes einzelne, nur durch komplementäre Flächen (9) umgebene clusterförmige Kontrastelement (5; 15) in der Weise konvex geformt ist, dass Elementarflächen (3; 19), die zu den umgebenden komplementären Flächen (9) gehören, mit höchstens zwei zu dem clusterförmigen Kontrastelement (5; 15) gehörigen Elementarflächen (3; 18) eine gemeinsame Kante teilen.
Authentifizierungsmuster nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Musterfläche (10) des Kontrastmusters (1) in der Weise in eine matrixförmige Anordnung gleichgroßer, rechteckiger Blöcke aus n x n, insbesondere (2n+1)×(2n+1) oder (2n)×(2n) Elementarflächen (3) unterteilbar ist, dass in jedem Block (13) der Mittelpunkt (25), insbesondere Symmetriemittelpunkt oder Schwerpunkt genau eines jeweiligen clusterförmigen Kontrastelements (5; 15) angeordnet ist.
Authentifizierungsmuster nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Cluster (15) mit Hilfe von Parametern errechnete Cluster (15) sind, die in Abhängigkeit von unterschiedlichen, pseudozufällig gewählten Parameterwerten unterschiedlich gestaltet sind und einen Satz von Clustern (15) bilden, wobei von denen jeweils eine Vielzahl von Exemplaren innerhalb der Musterfläche (10) positioniert ist.
Authentifizierungsmuster nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Cluster (15) uneinheitlich geformte Cluster sind, deren Größe und/oder Form entsprechend uneinheitlichen Werten von Größenparametern und/oder Formparametern (xR, yR, dR) variiert und/oder deren Positionen innerhalb der Musterfläche (10) entsprechend uneinheitlichen Werten von Positionsparametern pseudozufällig von gleichmäßig verteilten Referenz- oder Mittelpunkten matrixförmig angeordneter Blöcke (13) eines regelmäßigen Positionsrasters abweichen.
Authentifizierungsmuster nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsparameter Offset-Verschiebungen) umfassen, die pseudozufällig gewählten Fehlpositionierungen der Cluster (15) und/oder ihrer Mittelpunkte (25) gegenüber regelmäßig angeordneten Referenz- oder Mittelpunkten matrixförmig angeordneter Blöcke (13) eines Positionsrasters entsprechen.
Gegenstand (50), der ein Authentifizierungsmuster (1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist, wobei das Authentifizierungsmuster (1a) auf eine Oberfläche des Gegenstands (50) aufgedruckt, aufgeklebt, aufgelasert oder darin eingelasert, eingeätzt, einbelichtet, eingepresst oder durch sonstige Bearbeitung oder Herstellung auf, an, in und/oder unter der Oberfläche des Gegenstandes (50) ausgebildet ist.
Gegenstand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (50) ein Etikett (40) zur Kennzeichnung eines weiteren Gegenstands (60) oder ein schriftliches Dokument, ein Ausweis oder anderweitiger personen- oder produktbezogener Identitätsnachweis, ein Kennzeichen, ein Prüf- oder Qualitätszertifikat, eine Eintrittskarte, eine Quittung oder Buchungsbestätigung, eine Banknote, ein Wertpapier, eine amtliche oder nicht amtliche Urkunde oder ein sonstiges zur Authentifizierung geeignetes Schriftstück, Dokument oder als Dokument verwendbares Formblatt oder Materialstück ist.
Verfahren zum Überprüfen der Echtheit oder einer sonstigen Eigenschaft eines Authentifizierungsmusters (1a) oder eines damit gekennzeichneten Dokuments oder Gegenstands (50; 60), wobei das Verfahren zumindest Folgendes umfasst: a) Erstellen eines digitalen Abbildes (70) des Authentifizierungsmusters (1a) durch Kopieren, Scannen, Fotografieren, Filmen oder durch sonstiges bildliches Aufzeichnen, b) Vergleichen des erstellten digitalen Abbildes (70) mit einem nachweislich authentischen Authentifizierungsmuster nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder mit einer zu dessen Erzeugung verwendeten digitalen Mustervorlage (30), c) Ermitteln eines quantitativen Maßes für die Ähnlichkeit des erstellten Abbildes (70) mit dem nachweislich authentischen Authentifizierungsmuster (1a) bzw. mit der digitalen Mustervorlage (30) und d) Entscheiden durch Vergleich mit einem Grenzwert für das erforderliche Mindestmaß an Ähnlichkeit, ob das Authentifizierungsmuster (1a) als authentisches Muster eingestuft wird oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) das erstellte Abbild (70) mit der digitalen Mustervorlage (30) verglichen wird, in Schritt c) das Maß an Ähnlichkeit zwischen beiden ermittelt wird und in Schritt d) das ermittelte Maß an Ähnlichkeit mit einem Grenzwert verglichen wird, der für Vergleiche mit Druckbildern oder anderweitig verkörperten Musterexemplaren bestimmt wurde, die unter Verwendung digitaler Mustervorlagen (30) hergestellt wurden.