EP4244836A1 - Verfahren zum drucken und erkennen von authentifizierungskennzeichen mit einem amplitudenmodulierten rasterdruck - Google Patents

Verfahren zum drucken und erkennen von authentifizierungskennzeichen mit einem amplitudenmodulierten rasterdruck

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Publication number
EP4244836A1
EP4244836A1 EP21810603.7A EP21810603A EP4244836A1 EP 4244836 A1 EP4244836 A1 EP 4244836A1 EP 21810603 A EP21810603 A EP 21810603A EP 4244836 A1 EP4244836 A1 EP 4244836A1
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EP
European Patent Office
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image
finder
zone
print
printed
Prior art date
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Pending
Application number
EP21810603.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Franken
Sergei Startchik
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U NICA Systems AG
Original Assignee
U NICA Systems AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4244836A1 publication Critical patent/EP4244836A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G07D7/202Testing patterns thereon using pattern matching

Definitions

  • the present invention relates to a printing method and authentication method for a print to be created of a digital image, comprising a method for printing authentication marks by applying an at least amplitude-modulated raster print in a detection zone to an object, the printed area of the detection zone comprising adjacent raster cells in which Raster cells each have a raster dot printed from a matrix of printable raster elements. It also relates to the verification of an original print that has been produced using such a raster printing process.
  • a significant part of global counterfeiting is the copying and re-creating of printed documents and packaging.
  • government ID documents such as passports, identity cards, etc. are affected, but also documents related to the proof of originality of commercial products. These include certificates, accompanying documents, proofs of origin and, to a large extent, packaging for branded products.
  • the wide distribution of the products, i.e. the size of their markets and the expected profits for a counterfeiter are motivational factors. Accordingly, well-known brands with a high promise of quality and thus a high final sale price or street price suffer in particular from the targets of counterfeiting crime. Practically all branches of industry in the field of consumer and industrial goods are affected; well-known examples are vehicle spare parts for passenger cars, clocks and medicines.
  • all types of packaging are affected, e.g. B. Blister, cardboard packaging, hard packaging (cans, etc.), especially those whose designs can be reproduced by a printing process such as offset, flexo or digital printing.
  • the quality of the counterfeit packaging is good to very good in some cases, whereby a good counterfeit is understood to mean one that does not catch the eye of a consumer or service employee at first glance, but only in direct comparison with the original fall. A very good forgery can only be discovered by the eye of a trained specialist or even with a targeted investigation only by a forensic examination.
  • the lifelike replication of packaging designs and other documents belonging to the original product is made possible with the ready availability of high-performance scanners and the usually easily recognizable and/or communicated visual elements on e.g.
  • Digital watermarks can be used to some extent as copy protection, although these are primarily aimed at protecting information embedded in an image. If the object, z. B. in an image, embedded message (a «Content») is to be extracted, a password or similar is required. A secure and at the same time reliable extraction of the message requires countermeasures in terms of their effectiveness. For example, correction coding for a redundant extraction of embedded information represents a gateway for hacking attempts.
  • the function of pure copy protection in the sense of original recognition (copy detection) cannot necessarily be achieved with digital watermarks; especially not if the original print consists of a photographic image whose quality must not be reduced by integrated protective measures. In contrast, an additional embedded message is subordinate, albeit an advantage in some applications.
  • digital watermarks are e.g. B. in the use of a lenticular structure on the data carrier (US 10,065,441 B1), the change in color by incrementally changing the amount of paint (US 10,127,623 B1), the replacement of a special color (such as Pantone) by the Basic colors of a color system (such as CMYK) (US Pat. No. 10,270,936 B1) or other types of modulation of the printed image which, on closer inspection, represent a visible intervention in the design.
  • a lenticular structure on the data carrier US 10,065,441 B1
  • the change in color by incrementally changing the amount of paint US 10,127,623 B1
  • a special color such as Pantone
  • Basic colors of a color system such as CMYK
  • an original can be recognized by digital fingerprint processes, since the copy of an original print always differs slightly from the original, unless it is a so-called total forgery made by the manufacturer or a packaging service provider or printer certified by the manufacturer (so-called 3rd-shift or night-shift forgeries) .
  • the causes lie in the flow of the printing ink, the ink absorption by the paper used, etc.
  • Ordinary "content fingerprinting" of object features is not very robust and has high error rates.
  • original identification via digital fingerprinting requires large IT resources and, on the other hand, results in relatively slow verification procedures. Total counterfeits can be identified with additional functions, e.g. B. with a printed time stamp in connection with a serial number attached to the packaging. Such an additional function is more suitable for an investigative verification of originality in a second step.
  • EP 3 686 027 A1 describes a method for printing authentication identifiers by applying an at least amplitude-modulated raster print to an object in a detection zone.
  • This method uses adjacent raster cells, in each of which a raster dot is printed from a matrix of printable raster elements, with individual tonal values of the raster print each corresponding to a raster level of a raster peak for a raster dot.
  • the associated raster plane of the raster peak is modified in the detection zone in a predetermined manner for a large number of tonal values of raster dots to be printed, so that a predetermined matrix image of the raster elements to be printed is assigned to it while the tonal value of the print remains the same.
  • DE10 2018 115146 A1 relates to a method for producing security elements in an image that are invisible to the human eye and cannot be copied, in particular for checking the authenticity of images, the image being imaged using a printed screen, the printed screen consisting of individual pixels.
  • At least one field is defined in the printing grid, with non-copyable encrypted information being stored for comparison with at least one database by manipulating pixels in the field and/or by manipulating the entire field.
  • the image thus has at least one non-copyable security element, the image having evaluable information within its printing grid such that the image has at least one field which has a has a manipulation of the pixels that is not visible to the human eye and/or a manipulated field that is not visible.
  • the modification of the screen is achieved, for example, by exchanging the screen angle between two or more colors, changing the screen angle of at least one color, changing the spacing or screen frequency of the line screen of at least one color, changing the frequency or the amplitude of frequency-modulated screens by at least one color, change in amplitude or frequency in amplitude modulated screens of at least one color.
  • Known methods for reading information require, like the QR code, in addition to at least one detection zone in which the information to be read is/are contained, at least one finder zone with which the existence, position, orientation of the detection zone is determined can be.
  • an EAN scanner or a QR code this can be done partly through user guidance, in that the user holds the recording device, with which the information is photographed by a support, in such a way that the entire code area is recorded. Then, with the QR code, the orientation of the area printed with information is determined by means of predetermined markings.
  • finder zone or finder zones necessary for finding this information in such a way that they are also not noticeable to the naked eye, although they are exactly the opposite of that for an automatic machine determination can be recognized. It is also important here that these finder zones are not necessarily located at the edge of an image. Yes, it is part of the invention that the edges of an image, even or especially if they only represent a transition to a white, here unprinted edge zone, e.g. of packaging, are not included in the final determination of a finder zone, since a white area by definition has no detectable grid points.
  • the invention presented here solves the problem by displaying picture elements with selected halftone dot shapes.
  • the solution follows the fact that the printout of a digital template undergoes a change through the printing process itself, in which deviations can be seen on a microscopic level.
  • the printing ink is not distributed exactly over the space on the image medium given by the recorder elements (smallest printing elements, or Rel for short).
  • the size of the individually controllable exposure element is the exposure pixel. Its size results from the imagesetter resolution, it corresponds to the diameter of the laser point; the higher the imagesetter resolution, the smaller the rice.
  • the structure of the medium (paper, cardboard, coated cardboard) and the flow behavior of the printing ink favor this process, which leads to an expansion and deformation of the halftone dots.
  • a scan and another print on the basis of the scan brings a further blur in the print image of the copy, which differs from the original print with a suitable digital template in that an image capture device such as a smartphone camera with suitable software exactly this copy from the original print can distinguish.
  • suitable microscopic elements are not added to the image as independent graphics, but are part of the composition of the image. At this point it makes sense to replace standard round, square-round or ellipsoidal grid points with grid points with more significant shapes.
  • a round raster dot will not change its shape significantly during printing, whereas a U-shaped raster dot 1, for example, as shown in FIG. 1A, or an L-shaped raster dot 4, as shown in FIG same number of printing recorder elements appear microscopically as a slightly different print image 2 or 5.
  • a copy of the original print shown here on the right as the third image in Fig. 1A or 1B, again has a form 3 or 6 for the same halftone dot , which is hardly reminiscent of a U or L. It is noteworthy that the unaided eye of the observer cannot see the differences in the shape of the halftone dot as long as the halftone dot has the size of its area and thus the halftone value it represents. not changed.
  • the qualitatively "good” copy of an original print produced using a halftone printing process carried out according to the invention has the same gray value and appears the same to the naked eye.
  • the same also applies to color prints in which a predetermined color of the usually four color layers applied at different screen angles has been printed using the procedure according to the invention.
  • the color selected for this is usually the top or second-top color, ie the last or second-to-last printed color layer.
  • the objects composed of the grid points are transferred in the copy in an apparently similar quality to the original, such as the conversion of the digital template of a character 1 or 4 to its appearance in the original print 2 or 5 or in the copy of the original print 3 or 6 shows.
  • cameras on conventional smartphones with dedicated software are sufficient to recognize the necessary microscopic details on the printed image.
  • the method of this invention can also be applied to color prints.
  • the method presented is aimed in particular at protecting original products from counterfeiting.
  • the printing method and authentication method for a print of a digital image to be created comprises the printing of authentication identifiers by applying an amplitude-modulated screen print in a detection zone to an object, the printed area of the detection zone consisting of asymmetrical screen dots, with at least two finder edges that are not parallel to one another from at least one finder zone for determining the position, boundary and orientation of the detection zone and a method for authenticating such a print, comprising providing an image recording device with a microprocessor for executing an authentication program, providing the resulting print images predetermined from the print data for a predetermined number of raster dots of the printed object from a detection zone and the provision of a computer program for comparison calibrating the print image predetermined from the halftone dot data; the method comprising: capturing an image of the printed item; Recognize the at least two finder edges determination of the detection zone from the image with grid point accuracy, comparing the recorded print image of the detection zone with the resulting print images and deciding on the basis of the comparison whether an
  • each finder edge consists of adjacent rows of raster dots along a predetermined stretch of the printed image, with the difference between the raster dots of the adjacent rows being selected from the group comprising symmetrical raster dots versus asymmetrical raster dots, predetermined different raster angles of the raster dots, AM modulation versus FM - Modulation of the grid points, said difference from the group being independently different or the same for each finder edge.
  • a finder zone can be identified by the difference between symmetrical grid points versus asymmetrical grid points (as shown in Fig. 12), while another finder edge by the difference of AM modulation versus FM modulation of the grid points in the rows on both sides of the Finder edge is detected. If the two finder edges are assigned to the same finder zone, the areas on the finder zone side must be compatible.
  • the difference between the halftone dots of the adjacent rows of a finder edge can also include different AM modulation of the halftone dots on either side of the finder edge.
  • the difference in the AM modulation can be realized in particular in the amplitude or the frequency of the two AM modulations, possibly in at least one color.
  • a finder zone defined by a finder edge can therefore have asymmetrical raster dot shapes, with the raster dots existing beyond said finder zone on the other side of said finder edge each forming a zone with symmetrical raster dot shapes from the remaining printed image.
  • a finder zone defined by a finder edge can have symmetrical halftone dot shapes, with the halftone dots existing beyond said finder zone on the other side of said finder edge each forming a zone with asymmetrical halftone dot shapes from the remaining print image or from the detection zone.
  • a finder zone defined by a finder edge can have symmetrical screen dot shapes with a first screen angle, with the areas beyond said finder zone on the other side of said finder edge each having a second screen angle from the remaining print image or from the Adjacent detection zone (where the first and second screen angles are different from each other).
  • the predetermined number of asymmetric grid points in the detection zone can be arranged in a matrix of at least two rows and two columns; the examples shown assume at least three rows and a length of 10 or more grid points, but in principle a smaller number is possible.
  • the predetermined number of raster points in the detection zone can be divided into zones with asymmetrical and symmetrical raster point structure, these zones being arranged in a matrix of at least two rows and two columns.
  • the asymmetrical halftone dots can be provided in one of the two last color applications to be printed, which are best visible and can be evaluated.
  • the finder edges can then also be provided by defining screen dot shapes and/or screen angles of the same or a different color layer.
  • they have a gray tone value between 25 and 75% in the asymmetrical grid points to be evaluated.
  • At least two locator edges may meet in a corner of a locator zone so that a locator zone is identified directly, or locator edges of one or more locator zones are provided at the edge of the print image or in at least one pair of intersecting locator zone strips.
  • a basis for comparison can be generated on the basis of print data from the group comprising the data on the print substrate, the print color and the print run.
  • This comparison basis is then advantageously trained using original prints and proofs, with the recorded image of the printed object optionally undergoing a conversion of the image in the authentication method using a graph algorithm into the format of the comparison basis for a direct comparison.
  • the recording of the image of the printed object in the method for authentication can include the recording of a plurality of images with different camera parameters from the group varying the focusing and varying exposure time to produce an image stack whose data is transformed into an aligned image stack; in order to then be converted into the format of the basis for comparison.
  • the resolution can thus be increased in order to be able to use simpler cameras from mobile communication devices more easily.
  • the distribution of the finder zones and the detection zone(s) is provided in a predetermined matrix containing digital information.
  • the detection zone can be checked on the basis of the recorder elements that make up the raster points contained therein with the basis of comparison, and the comparison can include a threshold value of corresponding matches of detected recorder elements with the recorder elements of the basis of comparison.
  • a large number of separate detection zones (10, 21) are then provided, and either an overall threshold value determined across all detection zones or individual threshold values of the individual detection zones is then used as a basis for decision-making.
  • a softening step is switched on, in which a softened model is generated from the digital template based on the data from the group comprising the printing substrate, the printing ink and the printing process.
  • This can optionally be trained with a subsequent training step with original prints or proofs of the printed model for a trained model in order to create a matching template for an image analysis of a selected section of the print image to be checked, with a matching of the matching template and the data set of the to authenticating image delivers the statement «original» or «copy» after application of a quality matrix.
  • a print to be verified can be translated into a data set with the same architecture as the matching template using a graph algorithm, optionally with the mathematically formalized equivalent of the screen pattern being a dense network of nodes and edges aligned with the screen dots of the print image.
  • the print to be checked can be detected by generating an image sequence with different camera parameters from the group comprising variation of the focus, in particular in non-equidistant steps, variation of the exposure time and variation of the camera position, with the resulting image stack being aligned in an alignment step is aligned to obtain an alignment vector field, after which the further ones between the Images varying parameters from the above group are determined to obtain a result which is processed with said graph algorithm (58).
  • FIG. 1A shows a schematic representation of a raster dot form for use within the framework of a printing method according to an exemplary embodiment of the invention and its printout as an original or copy;
  • FIG. 1B shows a schematic representation of another halftone dot form for use within the framework of a printing method according to an exemplary embodiment of the invention and its printout as an original or copy;
  • 2A shows a schematic digital template of a matrix of 11 ⁇ 10 grid cells with irregularly shaped grid dots with a size of 6 ⁇ 6 recorder elements
  • 2B shows a schematic digital template of a matrix of 48 ⁇ 24 grid cells with grid points of a size of 4 ⁇ 4 recorder elements, with eight detection zones being provided;
  • 2C shows a photographic image with at least one area of irregularly shaped halftone dots
  • FIG. 2D photographic image as digital template (artwork):
  • Fig. 2E photographic image as original print
  • Fig. 2F Photographic image as a print of a scan of the original print, i.e. a copy
  • Fig. 3A shows a schematic representation of an image "without content representation" with individual zones
  • 3B shows a schematic representation of an image with individual zones arranged in a dedicated manner
  • 3C shows a schematic representation of an image with individual zones arranged in a dedicated manner
  • 3D shows a further combination of zones with grid points of different designs with two braided strips
  • 3E shows a further combination of zones with grid points of different designs with three times two braided strips
  • 3F shows a further combination of zones with grid points of different designs with a peripheral zone edge
  • 4A shows a photographic image with two image sections more regularly
  • 4C shows a photographic image with an image section
  • 5A shows a photographic image with an image section
  • 6A shows a digitally specified raster point and its original printout
  • 6B shows an original printout of a digitally specified raster point, its scan and its renewed printout from this scanned copy
  • FIG. 7 shows a representation of the imaging of grid points by a camera, in particular a smartphone camera
  • FIG. 8A shows a flow chart of the comparison method based on a digital artwork and a comparison printout
  • DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS 1A and 1B each show a schematic representation of a raster dot form 1 or 4 for use within the scope of a printing method according to an exemplary embodiment of the invention and its printout as an original or copy.
  • the halftone dot form 1, 4 can also be referred to as a digital template.
  • the grid point must have a sufficient dimension of, for example, 8x8 or 12x12.
  • a dimension of 6 ⁇ 6 is now assumed here in connection with the explanation of the invention in FIG. 2A.
  • 2A shows a schematic digital template of a matrix 7 of 11 ⁇ 10 grid cells with irregularly shaped grid dots 8 with a size of 6 ⁇ 6 recorder elements.
  • Screen dot shape selection criteria can be of any nature, e.g. B. on the basis of special or unusual halftone dot definitions in the raster image process machine (RIP machine), which is used in the course of rasterization in prepress.
  • the shape of the halftone dots is necessarily linked to a specific tonal value.
  • Arbitrarily shaped screen dots can be created during the layout, whereby the RIP is designed in such a way that the predefined screen dots are used unchanged for the print template.
  • the object of this invention is not the creation of the halftone dots per se, but suggestions as to how, with the help of their unusual geometric shapes, an original print can be easily distinguished from a copy of this print.
  • the manner in which the specially designed halftone dots 8 can contribute to the originality check of an image is decisive for the implementation of the invention. Proposals for the design of grid points are known per se, e.g. B. US Pat. No. 8,456,699 B2 (growth of screen dots (print dots or clustered dots) due to selected screen elements (pixels)).
  • the verification of the original should be able to be carried out using simple means, preferably a smartphone.
  • the invention thus describes, as it were, an originality indicator integrated in the image, which is recognized by a smartphone with a corresponding application program.
  • Another option is to combine the originality indicator with an embedded message, which is another advantage of the invention.
  • the originality indicator consists essentially of a collection 7 of preferably seemingly randomly shaped grid points 8.
  • This collection 7 or Matrix is placed on a zone of a predetermined size at a predetermined location in the base image.
  • the basic image like image 26 from FIG. 4A or image 33 from FIG. 4C or image 34 from FIG. 5A later on, is a printed area which is provided for the viewer of the packaging, for example. Outside of the basic image there is usually an unprinted area.
  • the base image 210 from FIG. 12 has an edge 213. Several zones can be integrated at different locations in the base image.
  • All halftone dots in the basic image outside of the zones can have a shape that is customary for amplitude-modulated halftone printing (AM halftone printing), for example round or elliptical, but they do not have to be.
  • the method described here can also be applied to mixtures of frequency modulated (FM) and amplitude modulated (AM) screening.
  • FM frequency modulated
  • AM amplitude modulated
  • the indication of the originality of the print can of course only be carried out with picture elements (that is to say such accumulations 7) which are subject to AM screening according to the invention.
  • the indication zones do not necessarily have to consist of seemingly randomly formed grid dots, but can also be composed of grid dots whose geometric shape differs significantly from the grid dot structure of the base image, for example it is conceivable that the area around the identification zone consists of round grid dots and the identification zone or Detection zone made up of distinctly elliptical grid dots.
  • the term «seemingly randomly» shaped halftone dots implies that differently irregularly shaped halftone dots can be created in different ways.
  • a purely stochastic calculation of the composition of the raster dots consisting of printing raster elements or recorder elements is conceivable as long as the number of printing raster elements produce the desired tone or gray value.
  • the irregularly shaped halftone dots can also be generated in a systematic way; is conceivable z.
  • the originality of the print can be indicated, in particular only with image elements (that is to say such accumulations 7 in one or more zones) which are subject to AM screening according to the invention.
  • Halftone dots in the basic image outside of the said zones can have a shape that is customary for amplitude-modulated halftone printing (AM halftone printing), for example round or elliptical, but they do not have to be.
  • AM halftone printing amplitude-modulated halftone printing
  • 2B shows a schematic digital template of a printed area or matrix 9 of 48 ⁇ 24 raster cells with raster dots of a size of 4 ⁇ 4 recorder elements, with eight special sub-areas 10 being provided.
  • Each raster cell contains twelve printing raster elements, which corresponds to an ink coverage of 75%.
  • Within the entire area there are eight surface elements, accumulations or special sub-areas 10 consisting of 3 ⁇ 3 grid cells with irregular/asymmetrically shaped grid elements, with the color coverage on the sub-areas corresponding to the color coverage on the entire surface.
  • each special partial area 10 corresponds to the collection 7 of grid points from FIG. 2A. 2B produces a homogeneous area 9 with a gray value of 75%, which contains a total of eight partial areas 10 with asymmetrically designed raster points.
  • all eight patches 10 contain the same pattern; the grid cells are therefore designed the same in all eight surface elements. This is not mandatory; the individual identification zones can be designed differently.
  • each special patch 10 has a function as a finder zone 19 or 20 (distinguished in Fig. 3A as an orientation and synchronization mark) or as a detection zone 21. You can also combine both functions, i.e. finder zone 19/20 and detection zone 21, if the finder edges 211, 212 are realized in a detection zone. Separating the functions in different areas of the basic image can speed up the detection of these special partial areas 10 by the image 26, 33, 34 or 210 recorded by a camera if there are several such areas, since a first such area can then be identified more quickly. Examples of finder edges 211, 212 are shown in FIG. 2B.
  • the special sub-areas 10 differ in terms of their grid structure from that of the surrounding basic image 210.
  • the special sub-area detection zone 10 only makes up a part of the area printed with asymmetrically designed grid dots and only the one or more finder zones 19 or 20 eg symmetrical grid points are provided.
  • the adjacent base image 210 may just have the detection zone 21 rasterization. It is essential that there are at least two non-parallel finder edges 211 and 212 which are not necessarily assigned to the same finder zone 19 or 20 .
  • finder edges 211 and 212 are characterized in that the grid structure within the finder zone 19 or 20 differs from the grid structure outside of the finder zone 19 or 20, ie in the adjoining basic image 210 differs, it being possible for the detection zone 21 to adjoin one or more finder zones 19, 20.
  • the finder edges 211 and 212 can be side edges of a finder zone 19, 20, 190; they can also be assigned to different finder zones 19, 20, 190. There may also be multiple finder edges 211 , 212 as shown in FIG. 3A by reference to an edge of two zones 20 and in dashed lines to two edges of one zone 19 and another zone 20 . It is advantageous to determine the length of at least one finder edge 19, 20, 190.
  • the dimensions of the finder zone are known from the analysis of different edges. At least one length of a finder edge should be known.
  • the dashed lines in FIGS. 3A are only examples of the area covered by the finder zone.
  • the dotted line indicated here as overhanging only shows the orientation, the finder edge is only the distance bounded by the finder zone (distance in the mathematical sense, which is the length and undirected vector in relation to the position in 2D space).
  • the condition that the finder edges 211, 212 are not parallel to one another can also be referred to as intersecting finder edges.
  • This cutting point can exist, for example, as the corner point of a finder zone 19 in the evaluation, although the image analysis does not have to use this cutting point as the corner point of a finder zone.
  • This point of intersection in the case of straight lines that are not parallel to one another can lie outside the image/print, since it depends on a distance, in particular the length in addition to the alignment, of this finder edge and not on the recording of the point of intersection itself. Nevertheless, the finder edges 211, 212 are orthogonal to one another prefers. Since this simplifies the determination of the position, delimitation and orientation of the detection zone 21 .
  • one or more finder zones can also first be determined in order to then determine the detection zone 21 based on these. In the extreme case, there is only the detection zone 21, two of whose edges are used as finder edges.
  • FIG. 2C shows a photographic image 11 with at least one area 12 of irregularly shaped raster dots.
  • This area 12 corresponds here to a detection zone. It could also be a finder zone 19 or 20.
  • Fig. 2D The change in the digital image template (artwork) via the original print to the printing of a scan of the original print, i.e. the copy, is demonstrated in Fig. 2D for the example of a portrait image in the versions of the artwork or the digital image template 13, the original 14 and its copy 15 as a scan of the original print 14, each with a enlarged section over 12 x 8 grid points from the right eye 16, 17 or 18 of the portrait shown again clearly documents the loss of the given shape.
  • 3A now shows a schematic representation of an image "without content representation" with individual zones 19, 20 and 21.
  • the functions of the identification zones can be of different nature.
  • finder or start markings 19 that identify the position, boundary, and orientation of the basic image are to be distinguished from markings that are used to rectify the image.
  • alignment markers With the help of such markings (alignment markers) 20, expansions, compressions, internal rotations of the image can be corrected by calculation so that a robust optical analysis of the image at the microscopic level becomes possible.
  • These markings are to be understood as auxiliary zones, the task of which is to present the image in a way that is suitable for image analysis. Due to their microscopic structure, they are not visible to the naked human eye, but can be recognized as such with the help of optical aids.
  • the zones are generally referred to here as finder zones 19/20. They don't have to be at the edge of the picture. It is precisely also the aim of the invention to use the printing method to generate/print finder zones 19/20 which can be found by the method but are not visible to the unbiased observer as finder zones.
  • the identification zone 21 or detection zone which is used to check the originality of the print and which includes the actual originality indicator, is located at a selected point in the image and is analyzed with pinpoint accuracy.
  • the position of the identification zone 21 or of the originality indicator can be specified in a fixed manner or also be encoded in the finder markings.
  • Zones 19, 20 and 21 may also be contiguously adjacent to one another.
  • the component referred to as the surrounding image 210 may or may not have the same screen printing as the detection zone 21 . What is essential is the existence of at least two finder edges 211 and 212 which are not aligned parallel to one another and which represent the edge of one or more finder zones.
  • Finder edge 211, 212 means not only the line drawn here as an auxiliary line, but also the existence of rows of different grid points next to one another along a stretch, with the difference between the grid points of the rows lying next to one another being selected from the group comprising symmetrical grid points versus asymmetrical grid points , predetermined different screen angles, AM modulation versus FM modulation. If necessary, the tasks of finder, alignment marker and originality indicator can be combined. Such a possibility is, for example, FIG. 3B with a chessboard-like covering of the image with zones with an asymmetrical 22 and symmetrical 23 halftone dot structure alternating both horizontally and vertically.
  • zones with regularly and irregularly shaped grid dots can be displayed that are built up from a large number of zones of different grid dot shapes that cover a large part or the entire image. For example, based on two different raster dot shapes, zones with standard round raster dot shapes 23 can assign the value "0", while zones with asymmetrically constructed raster dot shapes 22 receive the value "1".
  • Fig. 3C shows an implementation of a further example with the adjacent one Bit sequence 25.
  • the parity of both zone types is the same, ie the number of normalized surface elements shown as a square is the same for both halftone dot shapes in both drawings (35 surface elements for each halftone dot shape).
  • parity values are also conceivable, for example 40 surface elements with asymmetrical grid points and 30 with symmetrical grid points.
  • the distribution of the zones therefore offers the possibility of a hidden coding, with the parity representing an additional parameter that supplements the information behind the hidden coding.
  • a further option of this exemplary embodiment is based on a composition of the basic image from zones of three and more different raster point shapes, for example round, cross-shaped and irregular, in order in this way to be able to achieve a higher information density through zone coding.
  • a finder zone 190 can be, for example, zone 22 with asymmetrical raster dot shapes, to which a zone 23 with symmetrical raster dot shapes adjoins just here at finder edges 211 and 212 .
  • another finder zone 190 is provided, for example zone 23 with symmetrical raster dot shapes, to which a zone 22 with asymmetrical raster dot shapes adjoins just here at finder edges 211 and 212. It is essential for the detection process Edge detection through changing halftone dot shapes, without this being recognizable in the image.
  • a gray value in the range of 20% to 80% is essential for this, or in the case of color printing a corresponding halftone value of the printing ink, in particular 25% to 75%, so that the difference in the halftone dot between symmetrical and asymmetrical dots at the recorder element level can be recognized for image evaluation.
  • a finder edge 211, 212 With a higher or lower value, such a finder edge 211, 212 becomes more and more a normal edge, which can also be recognized as such by the naked eye, since the transition from asymmetrical to symmetrical grid dot elements is then no longer recognizable, but an image component an edge includes.
  • a finder edge is also present if, for example, asymmetrical screen dots and/or a certain screen angle are provided on one side of the finder edge, usually in several rows next to each other, and an 80% to 100% gray value print is provided on the other side, if necessary in one color, also in several rows. Because a symmetrical grid dot distribution with a gray value of 100% corresponds to a printed edge.
  • 3D, 3E and 3F show further embodiments for a combination of zones with raster dots of different configurations, the same reference numbers 22 and 23 being used for the areas with a specific raster dot shape.
  • This also applies to the other image components 210 and the finder edges 211 and 212.
  • the top left corner in FIG. 3D is defined as a finder zone 190 with symmetrical grid points, with two finder edges 211 and 212 abutting two strips 23 of asymmetrical grid points.
  • the area 21 in the lower horizontal strip 22 with asymmetrical grid points is provided as a detection zone.
  • the other image components 210 are the other areas of the image.
  • finder edges can also be provided in order to use the double cross structure of the strips 22 with asymmetrical grid points for faster image acquisition.
  • the upper part of the second strip 22 with asymmetrical grid points with the corresponding finder edges 211 and 212 is a finder zone 190 and the intermediate part of the first vertical strip from the left between the two horizontal strips is the detection zone 21.
  • Others are easy for the person skilled in the art Finder zones and detection zones can be installed in the designs of FIGS. 3D and 3E.
  • Strips 22 and 23 need not be perpendicular to one another either, but locator edges 211 and 212 are easier to detect in a perpendicular configuration.
  • finder's edge stands for a group of at least one, it is better to have several rows of grid points on both sides of this virtual finder edge, with the "row” being at different grid angles at least on one side, possibly on both sides, not parallel to the finder edge but at an angle to it.
  • FIG. 2B Eight image areas 10, each with 3 ⁇ 3 grid cells, are shown in FIG. 2B.
  • an identification zone 21 can also consist of a single grid point.
  • FIG. 10 for example, three groups of 2 ⁇ 3 grid points of different configurations (regular versus irregular) are shown, each of which has a different, alternating sequence of grid points.
  • Regularly shaped screen dots 73 alternate directly with those with a distinctive shape 74 .
  • An artwork according to FIG. 10 provides a known pattern of regular halftone dots over the entire document, which can be recognized as such digitally in the image analysis and allows a more precise analysis of the irregularly shaped halftone dots.
  • FIG. 4A shows a photographic image 26 with two enlarged image sections 27 and 28.
  • the image in FIG. 4A has a relatively low resolution of 40 lines/cm. Higher resolutions such as B. 100 lines / cm, are also easily possible for the inventive method. In offset printing, a resolution of 80 lines/cm represents a good value for a photographic image, while a resolution of 100 lines and more represents excellent quality. A relatively low resolution was used in FIG. 4A in order to be able to better demonstrate the grid structure.
  • FIG. 4A is a photographic image 26 composed of round halftone dots as shown by the enlarged sections 27 and 28.
  • FIG. 4B shows the same image as FIG.
  • 4C is an image 33 consisting of round halftone dots with a small cut-out in the lower left corner 32 made up of asymmetrical or irregular halftone dots.
  • This enlarged detail 32 from the rasterized image which consists mostly of round raster dots overall, but in the area of the detail almost exclusively of irregularly shaped raster dots, has a narrow edge of a row of round raster dots in the detail enlargement, which points to the ( other) rasterization of the overall picture indicates.
  • a section of this size and position can e.g. B. be used as a start marker for an image analysis.
  • FIG. 4C like FIG.
  • this detection zone has at least one section as a detection zone 21, which is drawn in here in the area of the meadow.
  • This area 21 then consists, like the area 190, of asymmetrically constructed grid points.
  • this detection zone also be the only finder zone 190 here.
  • This area 190 is then the finder zone and detection zone at the same time.
  • section 32 of FIG. 4C shows a finder zone 190 that has two finder edges 211 and 212 that are perpendicular to one another , which consists of symmetrically designed grid points at least in the three rows shown next to the finder zone 190 .
  • the raster angles of all the images in FIGS. 4A to 4C and in the sections relating to them are each 0°. It is conceivable to represent the halftone dots in the basic image as well as in the sections using different halftone angles, e.g. For example, a screen angle of 0° for symmetrical and a screen angle of 60° for asymmetrical screen dots. It is also conceivable to display the entire image with the exception of the detection zone using symmetrical grid dot shapes, with the basic image and the sections of the finder zones 19, 20, 190 differing only in terms of different grid angles. It depends on the difference, which is defined by the grid system in the finder zone 19, 20, 190 having to differ from that in the base image 210.
  • the difference in the screen angle systems is sufficient to distinguish the finder edges 211 and 212 with the same screen dot shape, although the differences can be more noticeable to the naked eye.
  • a special assessment is required, since image elements with different screen angles can be visibly distinguished from the base image.
  • grayscale images with low resolution whereas with color images there can also be a change in the color effect, since this is always coordinated with the screen angle and there can be a visible discontinuity when the screen angle is changed.
  • the abnormalities are u. a. depending on the motif and the selected image sections.
  • FIG. 5A shows an originally colored image 34 in which a yellow object 134 is embedded in a background 135 which is substantially blue.
  • Background means that the viewer sees the object 134 against this background.
  • this background 135 is dominated by the raster dot printing elements 136, which relate to the last, ie the "foreground” print job.
  • It is therefore a gray value representation of a color image that consists of a cyan and magenta raster in the background and an additional yellow raster in the area of the subject (dove).
  • the disclosure relates to the color representation, with the cyan raster forming the uppermost layer and the tree-like shape of the cyan raster dots 136 being clearly recognizable in the enlargement of the image section.
  • the advantage of a procedure with regard to changing the color spaces is the easier recognition by an image-recording system, especially at low resolutions.
  • the principle of distinguishing between raster dot shapes of a basic image and raster dot shapes of certain other image parts presented above, consisting of raster dots of different geometry, is explained in connection with FIG. 5A.
  • the image 34 shown is composed of the colors magenta and cyan outside of the motif of the stylized bird, with cyan being the color layer on top.
  • the underlying color layer consists of a magenta line screen 137.
  • the image of the bird also contains yellow as the bottom color layer, the screen points of which are less suitable with regard to image analysis.
  • the uppermost layer, cyan has an independent geometry of the halftone dots that is clearly visible on a microscopic level (here essentially halftone dots that look irregularly shaped).
  • a contour drawing of the cyan halftone dots 36 is shown in a separate section 35b next to the section of the gray value representation 35a.
  • the grid points of at least one color from several color layers have the independent geometry.
  • the original print itself is made from a digital image template and develops in the course of the printing process due to the influences of the printing process, the color and media properties in a calculable or predeterminable way into a printout that represents the original like a fingerprint.
  • the printing steps that lead to the results "original” and “copy” in the invention can be described in principle as a process in which, as shown by way of example in FIGS , is smudged in a pressure in their shape to a print dot original 38 and after a scan of this print dot original 38 is converted into a new digital raster image 39, which undergoes further softening in the resulting copy 40 after renewed printing.
  • a first step to recognize the original print it is advantageous if the extent of the contour resolution of the halftone dots of the digital template can be predicted on the basis of a mathematical model in order to be able to carry out an image-analytical comparison with a smartphone.
  • the digital template is understood to mean the raster data for the production of the printing form, e.g. the files for the laser imagesetter in offset printing.
  • the corresponding files contain all data about the structure of all halftone dots of a color separation of the image to be printed.
  • each halftone dot is made up of groups of square pixels, each of which together make up a halftone dot.
  • the transfer of the printing ink to the printing medium, e.g. coated cardboard is a physical process in which various influencing factors based on the rheological properties of the ink used and properties of the printing medium as well as the process control, e.g. B. the amount of paint application, lead, among other things, to a deformation of the halftone dot.
  • a point spread function describes the print image as a function of all the essential printing parameters, in particular the flow and drying behavior of the ink, the ink absorption of the medium and the process control. It is advantageous to train 49 the mathematical model 48 for the softening of the halftone dots for specified printing conditions.
  • the mathematical model is trained for each subject, for example an image motif on original packaging for a specific branded product.
  • a trained model 50 for the halftone dot broadening on an original packaging which was produced with a printing process certified for the model, advantageously serves as a standard for verification of the originality of a packaging, which can be printed with a suitable image acquisition device (smartphone) and dedicated software at any time and at any time location can be carried out.
  • 6A demonstrates, by way of example, the widening and deformation of a halftone dot as a result of the printing process when producing the original print.
  • a raster element i.e. the smallest printing part of a raster dot.
  • An offset-printed image is considered a high-quality print if the screen has a frequency of 80 lines per centimeter or finer. 80 lines/cm correspond to a size of 15.6 pm for a grid element. It can be shown that a raster element of this size cannot be captured with a conventional smartphone camera in one shot. 7 shows the imaging conditions of a camera in relation to an image to be recorded. For example, a 1/1.8 inch sensor 45 with an aspect ratio of 4 to 3 can achieve a resolution of 9310 ⁇ 7000 pixels or 65 megapixels.
  • the technical recording of a grid frequency of 90 lines/cm is not possible with a sensor of the same pixel frequency.
  • the sampling rate must be at least twice the frame rate.
  • This condition of the signal theory according to the above example results in a specification of 18'620 x14'000 corresponding to 260 megapixels. This is a value that is not reached by the cameras currently used in smartphone format. A size of approx. 100 megapixels is still a limit for commercial camera systems. 12 megapixels are common for standard, mid-range smartphones, which are mainly used by consumers. This makes it impossible to carry out an optical analysis of halftone dot shapes using a classic image acquisition with a simple smartphone.
  • the resolution limits of mobile phone cameras do not meet dedicated camera systems with high-resolution full-frame and medium-frame sensors in conjunction with macro lenses or repro lenses with an imaging ratio of 1:1 or greater. Some of these have resolutions of 60 megapixels to 100 megapixels, which leads to pixel spacing of less than 4 pm with an imaging ratio of 1:1.
  • these smartphones are used for a preferred image analysis according to the invention of a rastered image with such typically 12M pixel smartphone cameras, however, with the support of super resolution (super resolution) and/or mathematical deconvolution methods (deconvolution), which u. can also be used for applications in astronomy and for microscopic images.
  • super resolution super resolution
  • deconvolution mathematical deconvolution methods
  • Super-Resolution has long been part of the state of the art (see e.g. Borman et al, Super-Resolution from Image Sequences, Department of Electrical Engineering, University of Notre Dame, 1998).
  • image enhancement based on Super Resolution software is available for consumer and less professional applications such as e.g. B. Chasy Draw IES or Topaz Gigapixel AI.
  • the screen frequency results in the size of a screen cell 66, which for example at a frequency of 90 lines/cm in the case of a screen cell of 8 ⁇ 8 screen elements amounts to a size of 14 micrometers.
  • the resolution of the image recording chip of a smartphone 67 with a resolution of 65 MP is approximately 14 micrometers, which is not sufficient for scanning or sampling a raster element size of the same size.
  • a super-resolution method generally achieves a 2-4 fold increase in resolution, which in the case of a 12 megapixel image amounts to around 9 microns for sampling a raster element 69.
  • Deconvolution methods correspond a similar approach, but assume very fuzzy images captured from closer range.
  • a combined use of super-resolution and deconvolution can result in an 8-fold increase in sampling frequency compared to a normal acquisition from the usual minimum close-up limit, thus achieving around 4 microns of resolution 70 to measure spot properties.
  • the comparison can therefore be carried out directly, after application of a super-resolution method and/or after application of an unfolding method.
  • the authentication of an image is carried out here with the help of a short video sequence or a series of individual recordings of this image, for example executed by a smartphone with a 12 megapixel camera using a suitable Super Resolution Algorithm 56 .
  • a sensor from a standard smartphone in conjunction with a super resolution algorithm is sufficient.
  • a deconvolution method can also be used, which is integrated in Matlab and Script, for example.
  • the starting point of each of these methods is the acquisition of multiple images with some fixed parameters such as resolution and light output, some parameters that cannot be influenced or are unknown.
  • the position of the smartphone is dictated by a hand guide, resulting in a movement in X, Y, or Z direction with a speed of a few mm/s, resulting in an offset of 60 pm for a movement of 1 -2 mm/s or a movement of 1-3 pixels/s in the image plane.
  • Ambient light also has an effect, especially some types of fluorescent lighting.
  • the resulting images are therefore slightly different due to a small shift and the lighting conditions.
  • the shutter speed can also cause camera shake and thus blurring.
  • Fig. 8A shows a flowchart of the method for detecting a copy without taking into account the auxiliary methods for increasing the resolution (i.e. in particular the above-mentioned super resolution and / or deconvolution methods), starting from the artwork (ie the digital template) 46, the created in prepress.
  • a soft-focus model 48 is developed from this artwork 46, which is parameterized with the data of the print substrate (cardboard, paper, etc.), the printing ink, printing process, etc. and, optionally, trained with original prints or proofs to create an optimized version of the original Model 48.
  • the trained model 50 compares to that untrained model 48 represents a better basis for comparison (matching template) for a more robust image analysis of a selected section of the print image to be checked.
  • a matching 53 of template and the data set of the image to be authenticated leads to the statement "original" or "copy” after application of a quality matrix 54
  • the matching template 52 which quasi represents a normalized version of the original print, can be formally described, for example, by nodes and edges according to the geometric graph theory, which is described with the reference symbols 51, 52.
  • other approaches are also possible to characterize the template.
  • a content fingerprinting method according to EP 2 717 510 B1 is also suitable.
  • a print 55 to be checked which may represent a copy, like the digital original or original, is translated into a data record 59 with the same architecture as the template 52 using a graph algorithm.
  • the mathematically formalized equivalent of the screen pattern corresponds to a dense network of nodes that are aligned with the screen dots of the printed image.
  • the print 55 to be checked is recorded with different camera parameters 60.
  • the analysis shows the critical differences of the raster points by unfolding the blurring of the video stream (which is analyzed as individual images).
  • the variation in exposure time also serves to reveal microscopic print features, which compensates for the differences in light coming from the 50 Hz light source.
  • an image stack 61 is obtained.
  • the method calculates the orientation from multiple image frames 62 to obtain an orientation vector field 63 which forms the basis for high resolution image synthesis. For parameters that vary between images, such as B. the lighting conditions, estimated values are determined in a similar manner.
  • the processing 64 of the aligned images is performed to obtain results 65.
  • a mathematical representation for a high-resolution image is generated, which can be compared with the matching template 52 .
  • the process of aligning the frames begins with a reasonably register-accurate overlay of the frames, which is an easy step even with blurred images.
  • the position of the process-oriented grid points must be known at different points in time.
  • alternating raster points of regular (process-oriented) and irregular shape one can try to align a smaller part of the image with a shift of one pixel once in x and once in y until an alignment with correct process-oriented raster points is found.
  • An alternating pattern defines how many processes must be executed. Therefore, regularly shaped grid points favor the unfolding process.
  • a regularly shaped border of grid points favors the estimation of the position in the blurred image, since only one edge from left to right (from background to foreground) is considered, which is easier to implement at the comparison level.
  • edges 80 of the grid points in the direction of a grid line tend to form a channel that is as straight as possible. This effect leads to increased geometric stability of the raster image in a preferred direction, which can be used to align the raster image.
  • Halftone dots can therefore advantageously be modeled in such a way that they each provide information for the alignment of the halftone image and for encoding the originality.
  • the unfolding method used within the scope of this invention to restore the form of the halftone dots defined in the artwork of the prepress stage, ie to reverse the softening caused by the printing.
  • This is a reverse operation to fold (convolution) the image information, which manifests itself as a softening of the grid points.
  • a comparison of raster images with raster point shapes resulting from the deconvolution can be made with various mathematical descriptors, eg based on centroid distance functions, area functions, chord length functions, the Use of quadratic shape matrices or curvature-based scale spaces, etc. .
  • FIG. 12 shows a schematic representation of an image 210 with individual zones and finder edges 211, 212, with an optional border 213 being represented, which is usually not provided and which is only intended to symbolize the border of the “empty” represented image 210 here.
  • Figure 12 shows a simple version of the definition of finder edges 211 and 212 shown as dashed lines, a finder zone 190 and a separate identification zone 21 are shown as zones.
  • the finder zone 190 has a finder edge row number 222 of eight and a finder edge length 223 of twelve grid points, all of which are asymmetrical and thus form the finder zone 190 .
  • the actual finder edge 212 on the finder zone side has a number of one to eight finder edge rows 222 with a length predetermined by the finder edge length 223 . It has the same finder edge length 223 on the outer image side, since this is predetermined by the limited area, while the finder edge row number 224 is shown here to be selectable between one and three. This results, for example, in a finder edge zone 225 of 12 times 3 grid points to be evaluated by the authentication method on both sides of the finder edge center line 212. The evaluation does not have to be symmetrical, the number of rows 224 and 222 can be selected differently.
  • the identification zone or detection zone 21 has a finder edge row number 222 of eight and a finder edge length 223 of twelve grid points, all of which are asymmetrical and thus form the detection zone 21 .
  • the numbers here are the same as finder zone 190; but they don't have to be.
  • the actual finder edge 211 has a number of one to eight finder edge rows 222 on the detection zone side with a length predetermined by the finder edge length 223 . It has the same finder edge length 223 on the outer image side, since this is predetermined by the limited area, while the finder edge rows 224 are shown here as being selectable between one and three.
  • the finder edge zone 226 can also end at the edge 213 and this edge can represent a further horizontal finder edge 212 (not shown in Fig. Shown) since the outer image area 210 in the vicinity of the detection zone 21 is symmetrical and the edge as a full black edge with a gray tone of 100% is also recognized as symmetrical. But the detection zone 21 can also be in the interior of the picture.
  • the length or distance of the twelve asymmetrical grid points can be determined by the authentication process and can be used for orientation and scaling of the overall image. The more finder edges 211, 212 are used, the easier, quicker and more accurate it is to establish the detection zone 21 with pixel accuracy.
  • the finder edge zones 225 and 226, i.e. matrices (arrays) of a length predetermined by the zone and the width of grid points predetermined by the evaluation method, are also exemplary in Fig. 3B (for both finder edge lines 211 and 212) and in Fig. 4C (for the finder edge 211 with a row width of three grid points on both sides and a length of thirty-six grid points).
  • the invention has a large number of individual features, some of which also represent independent technical teachings:
  • orientation marks position marks, alignment marks, synchronization marks
  • the deformation of the digitally generated artwork by printing the original is calculated as a descriptor on the basis of typical algorithms and is optionally trained for a suitable model for recognizing the original; whereby the basis for this calculation is made on the basis of the properties of the printing ink, substrate or medium such as certain types of cardboard, so that the printer of originals is certified or prescribed the printing specifications accordingly;
  • smartphones with cameras of average resolution can be used for object recognition, in particular by using auxiliary methods for increasing the resolution, in particular super resolution and deconvolution, as described in connection with FIGS. 8B, 9 and 11.
  • Raster cells with irregularly shaped raster dots for locating the image and determining its Irregularly shaped alignment raster dot 20 synchronization mark printed area with eight (also alignment detection zone marks or alignment partial area (detection zone, marks) for the rectification of the or finder zone / image synchronization zone) with 21 separate identification zone irregularly shaped 22 sub-area with halftone printing with
  • Halftone dots of a print template of a specific shape natural or, for example, irregular, but photographic image different from section from the image 11 halftone dots according to 23 with a detection zone with 23 partial areas with halftone printing with irregularly shaped halftone dots of a halftone dots specific shape, enlarged the digital example round, but submission of an image differs from the original print of an image with halftone dots according to 22 according to the digital template 24-bit code
  • Gray value representation of a 50 trained model color image "yellow dove on 51 normalization of the trained blue background" as model basic image 52 matching template
  • Raster dot 59 Data set with template Digitally specified architecture
  • Raster dot 60 Variation of Printed raster dot camera parameters Digital raster dot, the 61 image stack with images from a scan based on the predefined 136 tree-like cyan camera parameters raster point aligning the images 137 magenta line raster aligned image stack 190 finder zone processing 210 surrounding image as a result base image
  • Grid cell 211 Finder edge Image recording chip of a 212 Finder edge smartphone 213 Edge of sensor pixel pitch 222 Finder edge row number Grid element sampling (finder zone side) Resolution 223 Finder edge length

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Abstract

Ein Druckverfahren und Authentifizierungsverfahren für einen zu erstellenden Druck (33) eines digitalen Bildes umfasst das Drucken von Authentifizierungskennzeichen durch Aufbringen eines amplitudenmodulierten Rasterdrucks in einer Detektionszone (21) auf einen Gegenstand, wobei die bedruckte Fläche der Detektionszone aus asymmetrischen Rasterpunkten (8) besteht, wobei mindestens zwei zueinander nicht parallele Finderkanten (211, 212) aus mindestens einer Finderzone (190) zur Feststellung der Position, Begrenzung und Ausrichtung der Detektionszone gedruckt werden und ein Verfahren zum Authentifizieren eines solchen Druckes (33), umfassend das Bereitstellen eines Bildaufnahmegerätes zur Ausführung eines Authentifizierungsprogrammes, das Bereitstellen der sich aus den Druckdaten vorherbestimmten sich ergebenden Druckbildern für eine vorbestimmte Anzahl von Rasterpunkten des bedruckten Gegenstandes aus einer Detektionszone (21) und eines Computerprogrammes zum Vergleichen des aus den Rasterpunktdaten vorherbestimmten Druckbildern; wobei das Verfahren umfasst: das Aufnehmen eines Bildes des bedruckten Gegenstandes; Erkennen der mindestens zwei Finderkanten zur rasterpunktgenauen Festlegung der Detektionszone aus dem Bild, des Vergleichens des aufgenommenen Druckbildes der Detektionszone mit den sich ergebenden Druckbildern und Entscheiden auf der Basis des Vergleichs, ob ein Originalausdruck auf dem Gegenstand vorliegt.

Description

VERFAHREN ZUM DRUCKEN UND ERKENNEN VON AUTHENTIFIZIERUNGSKENNZEICHEN MIT EINEM AMPLITUDENMODULIERTEN RASTERDRUCK
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckverfahren und Authentifizierungsverfahren für einen zu erstellenden Druck eines digitalen Bildes, umfassend ein Verfahren zum Drucken von Authentifizierungskennzeichen durch Aufbringen eines mindestens amplitudenmodulierten Rasterdrucks in einer Detektionszone auf einen Gegenstand, wobei die bedruckte Fläche der Detektionszone aneinander grenzende Rasterzellen umfasst, in welchen Rasterzellen jeweils ein Rasterpunkt aus einer Matrix aus druckbaren Rasterelementen gedruckt wird, Sie betrifft auch die Verifikation eines Originaldrucks, der mit Hilfe eines solchen Rasterdruckverfahrens hergestellt worden ist.
STAND DER TECHNIK
Ein wesentlicher Teil der weltweiten Fälschungskriminalität besteht darin, dass gedruckte Dokumente und Verpackung kopiert und nachgestellt werden. Betroffen davon sind nicht nur regierungsamtliche ID-Dokumente wie Pässe, Personalausweise, etc., sondern auch Dokumente im Zusammenhang mit dem Originalitätsnachweis von kommerziellen Produkten. Dazu zählen Zertifikate, Begleitdokumente, Herkunftsnachweise und zu einem grossen Anteil Verpackungen von Markenprodukten. Die weite Verbreitung der Produkte also die Grösse ihrer Märkte und die zu erwartenden Erträge für einen Fälscher sind Motivationsgründe. Dementsprechend leiden insbesondere bekannte Marken mit einem hohen Qualitätsversprechen und damit einem hohen Endverkaufspreis bzw. Strassenpreis zu den Zielobjekten der Fälschungskriminalität. Dabei sind praktisch alle Industriezweige im Bereich der Konsum- und Industriegüter betroffen; bekannte Beispiele sind Fahrzeugersatzteile für Personenwagen, Uhren und Arzneimittel. Grundsätzlich sind alle Arten von Verpackungen betroffen wie z. B. Blister, Kartonverpackungen, harte Verpackungen (Dosen etc.), insbesondere solche, deren Designs durch ein Druckverfahren wie Offset-, Flexo- oder Digitaldruck nachgestellt werden können. Die Qualität der gefälschten Verpackungen ist dabei gut bis teilweise sehr gut, wobei unter einer guten Fälschung eine solche zu verstehen ist, die einem Konsumenten oder Servicemitarbeiter nicht auf dem ersten Blick, sondern nur im direkten Vergleich mit dem Original ins Auge fallen. Eine sehr gute Fälschung erschliesst sich nur dem Auge des ausgebildeten Fachmanns oder sogar bei gezielter Ermittlung nur durch eine forensische Untersuchung. Das naturgetreue Nachstellen von Verpackungsdesigns und anderer zum Originalprodukt gehörenden Dokumente wird mit der leichten Verfügbarkeit von Hochleistungsscannern und der in der Regel leicht erkennbaren bzw. kommunizierten visuellen Elemente auf z. B. einer Verpackung, die die Originalität des Produktes belegen. Die genaue Ausführung eines Logos im Hinblick auf seine Farben und seiner geometrischen Dimensionen, die Funktion eines Barcodes oder eine nachgeahmte Seriennummer stellen für einen Fälscher kein Hindernis dar. In Anbetracht der Tatsache, dass in den Endverbrauchermärkten gefälschte Produkte oft nach nur wenigen Tage nach der Neuerscheinung eines Produktes in Umlauf gebracht werden, zeigt einerseits die Effizienz der organisierten Fälschungskriminalität und andererseits die immer noch sehr unzureichenden Massnahmen zum Schutz der Markenprodukte auf. Es besteht damit ein grosser Bedarf an Kopierschutzmerkmalen gedruckter Originalverpackungen und -dokumente, deren Verifikation robust und zuverlässig ist sowie mit einem vertretbaren Aufwand verbunden ist. Bezüglich des Aufwands einer Verifikation wäre als Beispiel eine forensische Laboruntersuchung nicht vertretbar. Originalhersteller, Industriekunde und Konsument verlangen vielmehr Schnelluntersuchungen mit ubiquitären Mitteln, was in der Regel auf eine Verifikation mit einem Smartphone und passenden Anwendungsprogrammen (App) hinausläuft.
Als Kopierschutz können im gewissen Umfang digitale Wasserzeichen dienen, obgleich diese primär auf den Schutz über in einem Bild eingebettete Informationen ausgerichtet sind. Sofern die im Objekt, z. B. in einem Bild, eingebettete Nachricht (ein «Content») extrahiert werden soll, wird ein Kennwort oder ähnliches benötigt. Eine sichere und gleichzeitig zuverlässige Extraktion der Nachricht erfordern teils hinsichtlich ihrer Wirksamkeit gegenläufige Massnahmen. So stellen zum Beispiel Korrekturkodierungen für eine redundante Extraktion einer eingebetteten Information ein Einfallstor für Hackversuche dar. Die Funktion eines reinen Kopierschutzes im Sinne einer Originalerkennung (Copy Detection) ist mit digitalen Wasserzeichen nicht unbedingt erreichbar; insbesondere nicht dann, wenn der Originaldruck aus einem fotografischen Bild besteht, dessen Qualität nicht durch integrierte Schutzmassnahmen vermindert werden darf. Demgegenüber ist eine zusätzlich eingebettete Nachricht untergeordnet, wenn auch in einigen Anwendungsfällen von Vorteil. Einige Beispiele für digitale Wasserzeichen bestehen z. B. in der Ausnutzung einer lentikulären Struktur auf dem Datenträger (US 10'065'441 B1), der Veränderung des Farbtons durch inkrementelle Veränderung der Farbmenge (US 10'127'623 B1), der Ersatz einer Sonderfarbe (wie Pantone) durch die Grundfarben eines Farbsystems (wie CMYK) (US 10'270'936 B1) oder andere Arten der Modulation des Druckbilds, die bei näherer Betrachtung einen sichtbaren Eingriff in das Design darstellen.
Prinzipiell lässt sich ein Original durch digitale Fingerprint-Verfahren erkennen, da die Kopie eines Originaldrucks sich in geringem Masse immer vom Original unterscheidet, sofern es sich nicht um eine so genannte Totalfälschung handelt, die beim Hersteller bzw. einem von diesem zertifizierten Verpackungsdienstleister oder Drucker hergestellt wird (so genannte 3rd-shift- oder Nachtschichtfälschungen) . Die Ursachen liegen im Fluss der Druckfarbe, die Farbaufnahme durch das verwendete Papier, usw. Gewöhnliches «Content Fingerprinting» von Objektmerkmalen ist nicht sehr robust und weist hohe Fehlerraten auf. Zusätzlich verlangt die Originalerkennung via digitalem Fingerprinting grosse IT- Ressourcen und läuft damit andererseits auf relativ langsame Verifikationsprozeduren hinaus. Totalfälschungen lassen sich mit Zusatzfunktionen, z. B. mit einem aufgedruckten Zeitstempel in Verbindung mit einer auf der Verpackung angebrachten Seriennummer, weitgehend ausschliessen. Eine solche Zusatzfunktion ist eher für eine investigative Überprüfung der Originalität in einem zweiten Schritt geeignet.
Die EP 3 686 027 A1 beschreibt ein Verfahren zum Drucken von Authentifizierungskennzeichen durch Aufbringen eines mindestens amplitudenmodulierten Rasterdrucks in einer Detektionszone auf einen Gegenstand. Dieses Verfahren nutzt aneinander grenzende Rasterzellen, in welchen jeweils ein Rasterpunkt aus einer Matrix aus druckbaren Rasterelementen gedruckt wird, wobei einzelne Tonwerte des Rasterdrucks jeweils einer Rasterebene eines Rasterberges für einen Rasterpunkt entsprechen. Dabei werden in der Detektionszone in vorbestimmter Weise für eine Vielzahl von Tonwerten von zu druckenden Rasterpunkten die zugeordnete Rasterebene des Rasterberges modifiziert, dass ihr bei gleichbleibendem Tonwert des Drucks ein vorbestimmtes Matrixbild der zu druckenden Rasterelemente zugewiesen wird.
Die DE10 2018 115146 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung für das menschliche Auge nicht sichtbarer und nicht kopierbarer Sicherheitselemente in einer Abbildung, insbesondere für die Echtheitsprüfung von Abbildungen, wobei die Abbildung mittels eines Druckrasters abgebildet wird, wobei das Druckraster aus einzelnen Bildpunkten besteht. In dem Druckraster wird wenigstens ein Feld definiert, wobei mittels Manipulation von Bildpunkten in dem Feld und/oder mittels Manipulation des gesamten Feldes eine nicht kopierbare verschlüsselte Information zum Abgleich mit mindestens einer Datenbank hinterlegt wird. Die Abbildung weist damit wenigstens ein nicht kopierbares Sicherheitselement auf, wobei die Abbildung innerhalb ihres Druckrasters eine auswertbare Information aufweist derart, dass die Abbildung wenigstens ein Feld aufweist, welches eine für das menschliche Auge nicht sichtbare Manipulation der Bildpunkte und/oder nicht sichtbares manipuliertes Feld aufweist. Dabei wird die Abänderung des Rasters erreicht durch beispielsweise Tausch des Rasterwinkels zwischen zwei oder mehreren Farben, Änderung des Rasterwinkels von mindestens einer Farbe, Änderung der Laufweite bzw. Rasterfrequenz des Linienrasters von mindestens einer Farbe, Änderung der Frequenz oder der Amplitude bei Frequenzmodulierten Rastern von mindestens einer Farbe, Änderung der Amplitude oder der Frequenz bei amplitudenmodulierten Rastern von mindestens einer Farbe.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht ein Bedarf nach einem verhältnismässig einfachen Druck- und nachgeschaltetem Copy Detection-Verfahren, dass
• die Qualität eines fotografischen Bildes auf einem Dokument oder einer Verpackung nicht beeinträchtigt,
• Bildelemente, die der Originalerkennung dienen, vor dem unbewaffneten Auge verbirgt,
• auch für farbige Bilder geeignet ist,
• mit einem Smartphone durchgeführt werden kann,
• einen unzumutbaren Aufwand (Stativ, Beleuchtung, lange Wartezeiten, komplexe Bedienung) vermeidet bzw. einen solchen nicht benötigt.
Diese Aufgabe wird mit einem Rasterdruckverfahren des Anspruchs 1 gelöst.
Bekannte Verfahren zum Auslesen von Information benötigen, wie der QR-Code, neben mindestens einer Detektionszone, in der oder in denen die auszulesende Information enthalten ist/sind, mindestens eine Finderzone, mit der oder mit denen die Existenz, Lage, Ausrichtung der Detektionszone festgestellt werden kann. Dies kann, wie bei einem EAN- Scanner oder eben einem QR-Code teilweise durch Benutzerführung geschehen, indem der Benutzer das Aufnahmegerät, mit dem die Information von einem Support abfotografiert wird, so hält, dass der gesamte Codebereich aufgenommen wird. Dann wird beim QR-Code durch vorbestimmte Markierungen die Orientierung der mit Informationen bedruckten Fläche festgestellt. Es ist nun eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neben dem Verstecken der ein Original nachweisenden Information auch die zum Auffinden dieser Information notwendigen Finderzone oder Finderzonen in einer Weise vorzusehen, dass sie dem unbewaffneten Auge ebenfalls nicht auffallen, wobei sie aber dazu genau im Gegensatz stehend für eine automatische maschinelle Feststellung erkennbar sind. Wesentlich ist hier auch, dass diese Finderzonen sich nicht notwendigerweise am Rand eines Bildes befinden. Ja, es ist gerade Teil der Erfindung, dass die Ränder eines Bildes, auch oder gerade wenn sie nur einen Übergang in eine weisse, hier unbedruckte Randzone z.B. einer Verpackung darstellen, nicht in die finale Feststellung einer Finderzone einfliessen, da eine weisse Fläche per definitionem keine detektierbaren Rasterpunkte aufweist.
Die hier vorgestellte Erfindung löst die Aufgabe über den Weg der Darstellung von Bildelementen mit ausgewählten Rasterpunktformen. Der Lösungsweg folgt der Tatsache, dass der Ausdruck einer digitalen Vorlage durch den Druckvorgang selbst eine Veränderung erfährt, in dem auf mikroskopischer Ebene Abweichungen erkennbar sind. Beispielsweise verteilt sich die Druckfarbe nicht exakt über den durch die Recorderelemente (kleinste druckende Elemente, kurz Rel) vorgegebenen Platz auf dem Bildmedium. Die Grösse des einzeln ansteuerbaren Belichtungselementes ist das Belichtungspixel. Seine Grösse ergibt sich aus der Belichterauflösung, sie entspricht dem Durchmesser des Laserpunktes; je höher die Belichterauflösung, umso kleiner die Reis.
Die Struktur des Mediums (Papier, Karton, gestrichener Karton) und das Fliessverhalten der Druckfarbe begünstigen diesen Prozess, der zu einer Aufweitung und Verformung der Rasterpunkte führt. Ein Scan und ein weiterer Druck auf der Basis des Scans bringt eine weitere Unschärfe in das Druckbild der Kopie, die sich bei geeigneter digitaler Vorlage insofern erkennbar vom Originaldruck unterscheidet, dass ein Bilderfassungsgerät wie eine Smartphone-Kamera mit geeigneter Software eben genau diese Kopie vom Originaldruck unterscheiden kann. Es ist insbesondere von Interesse, dass geeignete mikroskopische Elemente nicht als eigenständige Grafik dem Bild zugefügt werden, sondern Teil des Bildaufbaus sind. An dieser Stelle bietet es sich an standardmässig runde, quadratisch-runde oder ellipsoide Rasterpunkte durch Rasterpunkte mit signifikanteren Formen zu ersetzen. Beispielsweise wird ein runder Rasterpunkt seine Form beim Druck nicht wesentlich verändern, wohingegen ein, beispielsweise U-förmiger Rasterpunkt 1 , wie in der Fig. 1A dargestellt, bzw. ein L-förmiger Rasterpunkt 4, wie in der Fig. 1 B dargestellt, bei gleicher Anzahl an druckenden Recorderelementen mikroskopisch als ein etwas anderes Druckbild 2 bzw. 5 erscheinen.. Eine Kopie des Originaldrucks, hier rechts als drittes Bild in Fig. 1A bzw. 1 B dargestellt, wiederum weist beim gleichen Rasterpunkt eine Form 3 bzw. 6 auf, die kaum noch an ein U bzw. L erinnert. Dabei ist es bemerkenswert, dass sich dem unbewaffneten Auge des Betrachters die Unterschiede der Form der Rasterpunkt entziehen, solange der Rasterpunkt die Grösse seiner Fläche und damit den Halbtonwert, den er repräsentiert, nicht verändert. Mit anderen Worten, die qualitativ "gute" Kopie eines mit einem gemäss der Erfindung durchgeführten Rasterdruckverfahrens erstellten Originaldruckes hat denselben Grauwert und erscheint dem unbewaffneten Auge gleich. Das gleiche gilt auch für Farbdrucke, bei denen eine vorbestimmte Farbe der üblicherweise vier in verschiedenen Rasterwinkeln aufgebrachten Farbschichten mit der erfindungsgemässen Vorgehensweise gedruckt worden ist. Üblicherweise ist die dafür ausgewählte Farbe die oberste oder zweitoberste Farbe, also die zuletzt oder als zweitletzte gedruckte Farbschicht.
Die aus den Rasterpunkten zusammengesetzten Objekte hingegen werden bei der Kopie gegenüber dem Original in scheinbar ähnlicher Qualität übertragen, wie die Wandlung der digitalen Vorlage eines Zeichens 1 bzw. 4 zu seiner Erscheinung im Originaldruck 2 bzw. 5 bzw. in der Kopie des Originaldruckes 3 bzw. 6 zeigt. Es ist Teil dieser Erfindung, ein Verfahren vorzustellen, dass erlaubt, die charakteristische mikroskopischer Veränderung der digitalen Vorlage beim ersten Druck einerseits zu erkennen und andererseits die Veränderungen, die die Kopie gegenüber dem Original erfährt, als Ausschlusskriterium für den Originalitätsnachweis zu werten. Es ist ausserdem Teil der Erfindung, dass Kameras an üblichen Smartphones mit dedizierter Software genügen, um die nötigen mikroskopischen Feinheiten auf dem Druckbild zu erkennen. Das Verfahren dieser Erfindung lässt sich ausserdem auch auf Farbdrucke anwenden. Das vorgestellte Verfahren ist insbesondere auf den Schutz von Originalprodukten vor Fälschungen ausgerichtet.
Das Druckverfahren und Authentifizierungsverfahren für einen zu erstellenden Druck eines digitalen Bildes gemäss der Erfindung umfasst das Drucken von Authentifizierungskennzeichen durch Aufbringen eines amplitudenmodulierten Rasterdrucks in einer Detektionszone auf einen Gegenstand, wobei die bedruckte Fläche der Detektionszone aus asymmetrischen Rasterpunkten besteht, wobei mindestens zwei zueinander nicht parallele Finderkanten aus mindestens einer Finderzone zur Feststellung der Position, Begrenzung und Ausrichtung der Detektionszone gedruckt werden und ein Verfahren zum Authentifizieren eines solchen Druckes, umfassend das Bereitstellen eines Bildaufnahmegerätes mit einem Mikroprozessor zur Ausführung eines Authentifizierungsprogrammes, das Bereitstellen der sich aus den Druckdaten vorherbestimmten sich ergebenden Druckbildern für eine vorbestimmte Anzahl von Rasterpunkten des bedruckten Gegenstandes aus einer Detektionszone und das Bereitstellen eines Computerprogrammes zum Vergleichen des aus den Rasterpunktdaten vorherbestimmten Druckbildern; wobei das Verfahren umfasst: das Aufnehmen eines Bildes des bedruckten Gegenstandes; Erkennen der mindestens zwei Finderkanten zur rasterpunktgenauen Festlegung der Detektionszone aus dem Bild, des Vergleichens des aufgenommenen Druckbildes der Detektionszone mit den sich ergebenden Druckbildern und Entscheiden auf der Basis des Vergleichs, ob ein Originalausdruck auf dem bedruckten Gegenstand vorliegt oder nicht.
Vorteilhafterweise besteht jede Finderkante entlang einer vorbestimmten Strecke des Druckbildes aus nebeneinander liegenden Reihen von Rasterpunkten, wobei der Unterschied zwischen den Rasterpunkten der nebeneinander liegenden Reihen ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend symmetrischen Rasterpunkte gegenüber asymmetrischen Rasterpunkten, vorbestimmte unterschiedliche Rasterwinkel der Rasterpunkte, AM-Modulation gegen FM-Modulation der Rasterpunkte, wobei der besagte Unterschied aus der Gruppe für jede Finderkante unabhängig voneinander unterschiedlich oder gleich vorgebbar ist. Mit anderen Worten eine Finderzone kann über den Unterschied zwischen symmetrischen Rasterpunkten gegenüber asymmetrischen Rasterpunkten (wie in Fig. 12 dargestellt) festgestellt werden, während eine andere Finderkante durch den Unterschied von AM-Modulation gegen FM-Modulation der Rasterpunkte in den Reihen diesseits und jenseits der Finderkante festgestellt wird. Sofern die beiden Finderkanten derselben Finderzone zugeordnet sind, muss eine Kompatibilität der Finderzonenseitigen Bereiche gegeben sein.
Der Unterschied zwischen den Rasterpunkten der nebeneinander liegenden Reihen einer Finderkante kann auch unterschiedliche AM-Modulation der Rasterpunkte auf beiden Seiten der Finderkante umfassen. Der Unterschied der AM-Modulation kann insbesondere in der Amplitude oder der Frequenz der beiden AM-Modulationen, ggf. von mindestens einer Farbe realisiert sein.
Es kann also eine durch eine Finderkante festgelegte Finderzone asymmetrische Rasterpunktformen aufweisen, wobei die jenseits der besagten Finderzone auf der anderen Seite der besagten Finderkante bestehenden Rasterpunkte jeweils eine Zone mit symmetrischen Rasterpunktformen aus dem verbleibenden Druckbild bilden.
Alternativ kann eine durch eine Finderkante festgelegte Finderzone symmetrische Rasterpunktformen aufweisen, wobei die jenseits der besagten Finderzone auf der anderen Seite der besagten Finderkante bestehenden Rasterpunkte jeweils eine Zone mit asymmetrischen Rasterpunktformen aus dem verbleibenden Druckbild oder aus der Detektionszone bilden.
Weiter alternativ kann eine durch eine Finderkante festgelegte Finderzone symmetrische Rasterpunktformen mit einem ersten Rasterwinkel aufweisen, wobei die jenseits der besagten Finderzone auf der anderen Seite der besagten Finderkante jeweils eine Zone mit einem zweiten Rasterwinkel aus dem verbleibenden Druckbild oder aus der Detektionszone angrenzen (wobei der erste und der zweite Rasterwinkel zueinander unterschiedlich sind).
Die vorbestimmte Anzahl von asymmetrischen Rasterpunkten in der Detektionszone kann in einer Matrix aus mindestens zwei Reihen und zwei Spalten angeordnet ist; die dargestellten Beispiele gehen von mindestens drei Reihen und einer Länge von 10 und mehr Rasterpunkten aus, aber es geht prinzipiell mit einer geringeren Anzahl. Mit anderen Worten, die vorbestimmte Anzahl von Rasterpunkten in der Detektionszone kann in Zonen mit asymmetrischer und symmetrischer Rasterpunktstruktur unterteilt sein, wobei diese Zonen in einer Matrix aus mindestens zwei Reihen und zwei Spalten angeordnet sind.
Die asymmetrischen Rasterpunkte können bei einem Mehrfarbdruck in einer der beiden zuletzt zu druckenden Farbaufträgen vorgesehen sein, die am besten sichtbar und auswertbar sind.
Auch können dann bei einem Farbdruck die Finderkanten durch Festlegung von Rasterpunktformen und/oder Rasterwinkeln einer gleichen oder einer unterschiedlichen Farbschicht vorgesehen werden.
Vorteilhafterweise weisen sie auszuwertenden asymmetrischen Rasterpunkte einen Grautonwert zwischen 25 und 75 % auf. Das gleiche gilt für die symmetrischen Rasterpunkte, obwohl dort auch kleinere und höhere Werte bis 100% möglich sind.
Mindestens zwei Finderkanten können sich in einem Eckpunkt einer Finderzone treffen, so dass eine Finderzone direkt identifiziert wird, oder Finderkanten von einer oder mehreren Finderzone(n) sind am Rande des Druckbildes oder in mindestens einem Paar von sich kreuzenden Finderzonenstreifen vorgesehen.
Beim Verfahren zum Drucken von Authentifizierungskennzeichen durch Aufbringen eines amplitudenmodulierten Rasterdrucks in einer Detektionszone kann eine Vergleichsgrundlage (Matching Template) auf der Basis von Druckdaten aus der Gruppe umfassend die Daten des Drucksubstrates, der Druckfarbe und der Druckführung, erzeugt wird.
Dabei wird dann vorteilhafterweise diese Vergleichsgrundlage durch Originaldrucke und Druckfahnen trainiert, wobei optional das aufgenommene Bild des bedruckten Gegenstandes in dem Verfahren zum Authentifizieren eine Umwandlung des Bildes durch einen Graphenalgorithmus in das Format der Vergleichsgrundlage für einen direkten Vergleich erfährt.
Dann kann weiterhin bevorzugt das Aufnehmen des Bildes des bedruckten Gegenstandes in dem Verfahren zum Authentifizieren das Aufnehmen einer Vielzahl von Bildern mit unterschiedlichen Kameraparametern aus der Gruppe umfassend Variieren des Fokus und Variieren der Belichtungszeit umfassen, um einen Bildstapel zu erzeugen, dessen Daten in einen ausgerichteten Bildstapel umgeformt werden; um anschliessend in das Format der Vergleichsgrundlage umgewandelt zu werden. Damit kann die Auflösung vergrössert werden, um einfacher auch einfachere Kameras von mobilen Kommunikationseinrichtungen verwenden zu können.
Die Verteilung der Finderzonen und der Detektionszone(n) ist in einer vorbestimmten eine digitale Information enthaltenden Matrix vorgesehen.
Die Detektionszone kann auf der Basis der die darin enthaltenen Rasterpunkte zusammensetzenden Recorderelemente mit der Vergleichsgrundlage geprüft werden und der Vergleich einen Schwellwert von entsprechenden Übereinstimmungen von erfassten Recorderelementen mit den Recorderelementen der Vergleichsgrundlage umfassen.
Vorteilhafterweise ist dann eine Vielzahl von getrennten Detektionszonen (10, 21) vorgesehen, und als Entscheidungsgrundlage wird dann entweder ein über alle Detektionszonen ermittelter Gesamtschwellwert oder einzelne Schwellwerte der einzelnen Detektionszonen eingesetzt.
Ausgehend von einer digitalen Vorlage der Rasterpunkte aus der Druckvorstufe wird ein Weichzeichnungsschritt eingeschaltet, in dem ein weichgezeichnetes Modell aus der digitalen Vorlage basierend auf den Daten aus der Gruppe umfassend das Drucksubstrat, die Druckfarbe und die Druckführung erzeugt wird. Dieses kann optional mit einem nachfolgenden Trainingsschritt mit Originaldrucken bzw. Druckfahnen des gedruckten Modells für ein trainiertes Modell trainiert werden, um ein Matching Template für eine Bildanalyse eines gewählten Ausschnittes des zu prüfenden Druckbildes zu erstellen, wobei ein Matching von Matching Template und dem Datensatz des zu authentisierenden Bild nach Anwendung einer Qualitätsmatrix die Aussage «Original» oder «Kopie» liefert.
Ein zu überprüfender Druck kann unter Einsatz eines Graphenalgorithmus in einen Datensatz mit der gleichen Architektur wie das Matching Template übersetzt werden, wobei optional die mathematisch formalisierte Entsprechung des Rastermusters einem dichten Netz von Knotenpunkten und Kanten, die auf die Rasterpunkte des Druckbilds ausgerichtet sind, entspricht.
Vor der Anwendung des besagten Graphenalgorithmus kann die Erfassung des zu prüfenden Drucks durch Erzeugung einer Bildfolge mit unterschiedlichen Kameraparametern aus der Gruppe umfassend Variation des Fokus, insbesondere in nicht äquidistanten Schritten, Variation der Belichtungszeit und Variation der Kameraposition erfolgen, wobei der erhaltende Bildstapel in einem Ausrichtungsschritt ausgerichtet wird, um ein Ausrichtungsvektorfeld zu erhalten, wobei anschliessend die weiteren zwischen den Bildern variierenden Parameter aus der oben genannten Gruppe ermittelt werden, um ein Ergebnis zu erhalten, welches mit dem besagten Graphenalgorithmus (58) verarbeitet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1A eine schematische Darstellung einer Rasterpunktform zur Verwendung im Rahmen eines Druckverfahrens gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und sein Ausdruck als Original bzw. Kopie;
Fig. 1 B eine schematische Darstellung einer anderen Rasterpunktform zur Verwendung im Rahmen eines Druckverfahrens gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und sein Ausdruck als Original bzw. Kopie;
Fig. 2A eine schematische digitale Vorlage einer Matrix von 11 x 10 Rasterzellen mit irregulär geformten Rasterpunkten einer Grösse von 6x6 Recorderelementen;
Fig. 2B eine schematische digitale Vorlage einer Matrix von 48 x 24 Rasterzellen mit Rasterpunkten einer Grösse von 4x4 Recorderelementen, wobei acht Detektionszonen vorgesehen sind;
Fig. 2C ein photographisches Bild mit mindestens einem Bereich aus unregelmässig geformten Rasterpunkten;
Fig. 2D photographisches Bild als digitale Bildvorlage (Artwork):
Fig. 2E photographisches Bild als Originaldruck,
Fig. 2F photographisches Bild als Druck eines Scans des Originaldrucks, i.e. eine Kopie,
Fig. 3A schematische Darstellung eines Bildes "ohne Inhaltsdarstellung" mit einzelnen Zonen;
Fig. 3B schematische Darstellung eines Bildes mit einzelnen dezidiert angeordneten Zonen;
Fig. 3C schematische Darstellung eines Bildes mit einzelnen dezidiert angeordneten Zonen; Fig. 3D eine weitere Kombination von Zonen mit Rasterpunkten unterschiedlicher Gestaltung mit zwei Flechtstreifen;
Fig. 3E eine weitere Kombination von Zonen mit Rasterpunkten unterschiedlicher Gestaltung mit drei mal zwei Flechtstreifen;
Fig. 3F eine weitere Kombination von Zonen mit Rasterpunkten unterschiedlicher Gestaltung mit einem umlaufenden Zonenrand;
Fig. 4A ein photographisches Bild mit zwei Bildausschnitten regulärer
Rasterpunkte;
Fig. 4B ein photographisches Bild mit zwei Bildausschnitten irregulärer
Rasterpunkte;
Fig. 4C ein photographisches Bild mit einem Bildausschnitt;
Fig. 5A ein photographisches Bild mit einem Bildausschnitt;
Fig. 6A ein digital vorgegebener Rasterpunkt und sein Original-Ausdruck;
Fig. 6B ein Original-Ausdruck eines digital vorgegebenen Rasterpunktes, sein Scan und sein erneuter Ausdruck von dieser gescannten Kopie;
Fig. 7 eine Darstellung der Abbildung von Rasterpunkten durch eine Kamera, insbesondere einer Smartphone-Kamera;
Fig. 8A ein Flussdiagramm des Vergleichsverfahrens basierend auf einer digitalen Druckvorlage und einem Vergleichsausdruck;
Fig. 8B ein Hilfsverfahren zur Verbesserung der Kameraauflösung;
Fig. 9 einen Vergleich der Rasterzellengrösse eines Rasterpunkts gegenüber der Auflösung einer 12MP Smartphone-Kamera und der Anwendung von die Auflösung verbessernden Verfahren;
Fig. 10 drei Gruppen von 2x3 Rasterpunkten, die jeweils eine anders alternierende Folge von Rasterpunkten aufweisen;
Fig. 11 einen Bilderkennungsprozess in drei Ebenen; und
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Bildes mit einzelnen Zonen und
Finderkanten.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN Die Fig. 1A bzw. Fig. 1 B zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer Rasterpunktform 1 bzw. 4 zur Verwendung im Rahmen eines Druckverfahrens gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und sein Ausdruck als Original bzw. Kopie. Die Rasterpunktform 1 , 4 kann auch als digitale Vorlage bezeichnet werden. Der Rasterpunkt muss eine ausreichende Dimension von beispielsweise 8x8 oder 12x12 haben. Hier wird nun im Zusammenhang mit der Erläuterung der Erfindung bei der Fig. 2A von einer Dimension von 6x6 ausgegangen. Die Fig. 2A zeigt eine schematische digitale Vorlage einer Matrix 7 von 11 x 10 Rasterzellen mit irregulär geformten Rasterpunkten 8 einer Grösse von 6x6 Recorderelementen.
Auswahlkriterien von Rasterpunktformen können beliebiger Natur sein, z. B. auf der Basis von besonderen bzw. unüblichen Rasterpunktdefinitionen in der Raster-Image- Process-Maschine (RIP-Maschine), die im Zuge der Rasterung in der Druckvorstufe zum Einsatz kommt. In diesem Fall ist die Form der Rasterpunkte zwingend mit einem bestimmten Tonwert verbunden. Die Rasterpunktformen können aber auch frei definierbar sein und nur der Regel folgen, dass ein Rasterpunkt bei einem Tonwert einer bestimmten Anzahl von druckenden Recorderelementen (auch Rasterelemente = kleinste druckende Teile von Rasterpunkten), die Form der Rasterpunkt ansonsten beliebig sein kann. Beliebig geformte Rasterpunkte können beim Layout erzeugt werden, wobei der RIP so angelegt ist, dass die vordefinierten Rasterpunkte für die Druckvorlage unverändert übernommen werden. Der Gegenstand dieser Erfindung ist nicht die Kreation der Rasterpunkte an sich, sondern Vorschläge wie mit Hilfe deren ungewöhnlichen geometrische Formen ein Originaldruck auf einfache Weise von einer Kopie dieses Druckes unterschieden werden kann. Entscheidend ist für die Ausführung der Erfindung die Art und Weise wie die speziell gestalteten Rasterpunkte 8 für die Originalitätsprüfung eines Bildes beitragen können. Vorschläge für die Gestaltung von Rasterpunkten an sich sind bekannt, z. B. US 8'456'699 B2 (Wachstum von Rasterpunkten (print dots bzw. clustered dots) aufgrund ausgewählter Rasterelemente (Pixels)).
Bei der vorliegenden Erfindung soll die Verifikation des Originals mit einfachen Mitteln, vorzugsweise einem Smartphone, durchführbar sein. Die Erfindung beschreibt damit quasi einen im Bild integrierten Originalitätsindikator, der von einem Smartphone mit einem entsprechenden Applikationsprogramm erkannt wird. Eine weitere Option ist die Kombination des Originalitätsindikators mit einer eingebetteten Nachricht, was einen weiteren Vorteil der Erfindung darstellt.
Der Originalitätsindikator besteht im Wesentlichen aus einer Ansammlung 7 von vorzugsweise scheinbar willkürlich geformten Rasterpunkten 8. Diese Ansammlung 7 oder Matrix ist auf einer Zone vorbestimmter Grösse an einem vorbestimmten Ort im Basisbild eingebracht. Das Basisbild ist, wie später das Bild 26 aus Fig.4A oder das Bild 33 aus Fig. 4C oder Bild 34 aus Fig. 5A, eine bedruckte Fläche, die für den Betrachter der beispielsweise Verpackung vorgesehen ist. Ausserhalb des Basisbildes befindet sich in der Regel eine unbedruckte Fläche. Das Basisbild 210 aus Fig. 12 hat dagegen einen Rand 213. Es können mehrere Zonen an unterschiedlichen Orten im Basisbild integriert sein. Alle Rasterpunkte im Basisbild ausserhalb der Zonen können eine für den amplitudenmodulierten Rasterdruck (AM-Rasterdruck) übliche Form, beispielsweise rund oder elliptisch, haben, müssen dies aber nicht. Das hier beschriebene Verfahren lässt sich auch auf Mischungen einer frequenzmodulierten (FM) und amplitudenmodulierten (AM) Rasterung anwenden. Die Indikation der Originalität des Drucks lässt sich jedoch naturgemäss nur mit Bildelementen (also solchen Ansammlungen 7) durchführen, die einer erfindungsgemässen AM-Rasterung unterliegen. Die Indikationszonen müssen nicht zwangsweise aus scheinbar willkürlich geformten Rasterpunkten bestehen, können aber auch aus Rasterpunkten konstituiert sein, deren geometrische Form sich signifikant von der Rasterpunktstruktur des Basisbildes unterscheidet, beispielsweise ist es denkbar, dass die Umgebung der Identifikationszone aus runden Rasterpunkten besteht und die Identifikationszone oder Detektionszone aus ausgeprägt elliptisch geformten Rasterpunkten. Der Terminus «scheinbar willkürlich» geformte Rasterpunkte impliziert den Umstand, dass verschieden unregelmässig geformte Rasterpunkte auf verschiedene Weise kreiert werden können. Denkbar ist einerseits eine rein stochastische Berechnung der Zusammensetzung der Rasterpunkte bestehend aus druckenden Rasterelementen bzw. Recorderelementen solange die Anzahl der druckenden Rasterelemente den erwünschten Ton- bzw. Grauwert erzeugen. Andererseits lassen sich die unregelmässig geformten Rasterpunkte auch auf einem systematischen Weg erzeugen; denkbar ist z. B. eine unorthodoxe Parametrierung der Schwellwerte im Raster-Image-Prozess wie in EP-A- 3 686 027 vorgeschlagen.
Die Indikation der Originalität des Drucks lässt sich wie oben ausgeführt, insbesondere nur mit Bildelementen (also solchen Ansammlungen 7 in einer oder mehreren Zonen) durchführen, die einer erfindungsgemässen AM-Rasterung unterliegen. Rasterpunkte im Basisbild ausserhalb der besagten Zonen können eine für den amplitudenmodulierten Rasterdruck (AM-Rasterdruck) übliche Form, beispielsweise rund oder elliptisch, haben, müssen dies aber nicht. Das beschreibt ein Verfahren, bei der eine (bzw. jede) Finderkante zwei Zonen von Bildelementen mit unterschiedlich amplitudenmodulierten (AM) Rasterungen aufweist. Fig. 2B zeigt eine schematische digitale Vorlage einer gedruckten Fläche oder Matrix 9 von 48 x 24 Rasterzellen mit Rasterpunkten einer Grösse von 4x4 Recorderelementen, wobei acht Sonderteilflächen 10 vorgesehen sind. Jede Rasterzelle enthält zwölf druckende Rasterelemente, was einer Farbdeckung von 75% entspricht. Innerhalb der gesamten Fläche befinden sich acht Flächenelemente, Ansammlungen oder Sonderteilflächen 10 bestehend aus 3 x 3 Rasterzellen mit irregulär/asymmetrisch geformten Rasterelementen, wobei die Farbdeckung auf den Teilflächen der Farbdeckung auf der Gesamtfläche entspricht. Mit anderen Worten, jede Sonderteilflächen 10 entspricht der Ansammlung 7 von Rasterpunkten aus Fig. 2A. Fig. 2B erzeugt eine homogene Fläche 9 mit einem Grauwert von 75%, die insgesamt acht Teilflächen 10 mit asymmetrisch gestalteten Rasterpunkten enthalten. In diesem Beispiel enthalten alle acht Teilflächen 10 dasselbe Muster; die Rasterzellen sind also in allen acht Flächenelementen gleich gestaltet. Dies ist nicht zwangsweise nötig; die einzelnen Identifikationszonen können unterschiedlich gestaltet sein. Es ist auch möglich, dass einige Identifikationszonen gleich gestaltet sind und andere einem anderen Muster folgen. Die einzige Regel für die Gestaltung für jede Sonderteilflächen 10 besteht darin, dass die Halbtöne der Bildvorlage nicht verändert werden. Diese Sonderteilflächen 10 haben eine Funktion als Finderzone 19 oder 20 (in Fig. 3A unterschieden als Orientierungs- und Synchronisationsmarkierung) oder als Detektionszone 21. Sie können auch beide Funktionen, also Finderzone 19/20 und Detektionszone 21 vereinen, wenn die Finderkanten 211 , 212 in einer Detektionszone realisiert sind. Die Trennung der Funktionen in verschiedenen Bereichen des Basisbildes kann die Erfassung dieser Sonderteilflächen 10 durch das von einer Kamera aufgenommenen Bild 26, 33, 34 oder 210 beschleunigen, wenn mehrere solcher Flächen bestehen, da dann schneller eine erste solche Fläche identifizierbar ist. Beispiele für Finderkanten 211 , 212 sind in Fig. 2B eingezeichnet.
Vorteilhafterweise unterscheiden sich die Sonderteilflächen 10 hinsichtlich ihrer Rasterstruktur von der des umgebenden Basisbildes 210. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Sonderteilfläche Detektionszone 10 nur einen Teil der mit asymmetrisch gestalteten Rasterpunkten bedruckten Fläche ausmacht und nur die eine oder mehrere Finderzonen 19 oder 20 mit z.B. symmetrischen Rasterpunkten versehen sind. Unter kurzer Bezugnahme auf Fig. 3A wird festgestellt, dass das angrenzende Basisbild 210 eben die Rasterung der Detektionszone 21 haben kann. Wesentlich ist, dass mindestens zwei nicht parallele Finderkanten 211 und 212 existieren, die nicht notwendigerweise derselben Finderzone 19 oder 20 zugeordnet sind. Diese zueinander nicht parallelen Finderkanten 211 und 212 zeichnen sich dadurch aus, dass die Rasterstruktur innerhalb der Finderzone 19 oder 20 sich von der Rasterstruktur ausserhalb der Finderzone 19 oder 20, also im angrenzenden Basisbild 210 unterscheidet, wobei es möglich ist, dass die Detektionszone 21 an eine oder mehrere Finderzonen 19, 20 angrenzt. Die Finderkanten 211 und 212 können Seitenkanten einer Finderzone 19, 20, 190 sein, sie können auch verschiedenen Finderzonen 19, 20 ,190 zugeordnet sein. Es können auch mehrere Finderkanten 211 , 212 vorhanden sein, wie in Fig. 3A durch einen Verweis auf einen Rand von zwei Zonen 20 und mit gestrichelten Linien auf zwei Kanten von einer Zone 19 und einer weiteren Zone 20 gezeigt wird. Vorteilhaft ist dabei die Feststellung der Länge von mindestens einer Finderkante 19, 20, 190. Daraus ergibt sich dann, dass aus der Analyse verschiedener Kanten die Finderzone in ihren Dimensionen bekannt ist. Es sollte mindestens eine Länge einer Finderkante bekannt sein. Insofern stehen hier die gestrichelten Linien in Fig. ,3A (und den anderen Figs.) nur beispielhaft für den von der Finderzone abgedeckten Bereich. Die hier als überstehend angedeutete gestichelte Linie zeigt nur die Ausrichtung, die Finderkante ist nur die von der Finderzone berandete Strecke (Strecke im mathematischen Sinn, was die Länge und ungerichteter Vektor in Bezug auf die Lage im 2D-Raum).
Die Bedingung der Nicht-Parallelität der Finderkanten 211 , 212 zueinander kann man auch als sich schneidende Finderkanten bezeichnen. Dieser Schneidepunkt kann beispielsweise als Eckpunkt einer Finderzone 19 in der Auswertung bestehen, obwohl die Bildauswertung diesen Schneidepunkt nicht als Eckpunkt einer Finderzone einzusetzen braucht. Dieser Schnittpunkt bei nicht zueinander parallelen Geraden kann ausserhalb des Bildes / Druckes liegen, da es hier auf eine Strecke, insbesondere Länge neben der Ausrichtung, dieser Finderkante ankommt und nicht auf die Aufnahme des Schnittpunktes selbst. Trotzdem ist eine Orthogonalität der Finderkanten 211 , 212 zueinander bevorzugt. Da damit die Feststellung der Position, Begrenzung und Ausrichtung der Detektionszone 21 vereinfacht wird. Neben der direkten pixelgenauen Bestimmung der Detektionszone 21 aus den Finderkanten 211 , 212 können auch zuerst eine oder mehrere Finderzonen ermittelt werden, um basierend auf diesen dann die Detektionszone 21 festzustellen. Im Extremfall gibt es nur die Detektionszone 21 , von deren Rändern zwei als Finderkanten eingesetzt werden.
Fig.2C zeigt schliesslich ein fotografisches Bild 11 mit mindestens einem Bereich 12 aus unregelmässig geformten Rasterpunkten. Dieser Bereich 12 entspricht hier einer Detektionszone. Es könnte ggf. auch eine Finderzone 19 oder 20 sein.
Die Veränderung der digitalen Bildvorlage (Artwork) über den Originaldruck hin zum Druck eines Scans des Originaldrucks, also die Kopie, demonstriert Fig. 2D für das Beispiel eines Porträtbilds in den Versionen des Artworks bzw. der digitalen Bildvorlage 13, des Originals 14 und dessen Kopie 15 als Scan des Originaldrucks 14, wobei jeweils ein vergrösserter Ausschnitt über 12 x 8 Rasterpunkte vom rechten Auge 16, 17 bzw. 18 des dargestellten Porträts den Verlust der vorgegebenen Formgebung nochmals deutlich dokumentiert.
Fig. 3A zeigt nun eine schematische Darstellung eines Bildes "ohne Inhaltsdarstellung" mit einzelnen Zonen 19, 20 und 21. Die Funktionen der Identifikationszonen können verschiedener Natur sein. Insbesondere sind Finder- oder Startmarkierungen 19, die die Position, Begrenzung und Ausrichtung des Basisbildes kennzeichnen, zu unterscheiden von Markierungen, die der Entzerrung des Bildes dienen. Mit Hilfe solcher Markierungen (Alignment Marker) 20 können Dehnungen, Stauchungen, innere Verdrehungen des Bildes rechnerisch korrigiert werden, damit eine robuste optische Analyse des Bildes auf mikroskopischer Ebene möglich wird. Diese Markierung sind als Hilfszonen zu verstehen, deren Aufgabe es ist, das Bild gewissermassen passend für die Bildanalyse vorzulegen. Sie erschliessen sich aufgrund der mikroskopischen Struktur nicht dem unbewaffneten menschlichen Auge, sind jedoch mit Hilfe optischer Hilfsmittel als solche zu erkennen. Die Zonen werden hier allgemein Finderzonen 19/20 genannt. Sie müssen nicht am Bildrand liegen. Es ist gerade auch Ziel der Erfindung mit dem Druckverfahren Finderzonen 19/20 zu erzeugen/drucken, die durch das Verfahren auffindbar sind, aber eben für den unbefangenen Betrachter nicht als Finderzone sichtbar sind.
Die Identifikationszone 21 oder Detektionszone, die zur Prüfung der Originalität des Druckes herangezogen wird, die den eigentlichen Originalitätsindikator umfasst, befindet sich an einer ausgewählten Stelle im Bild und wird punktgenau analysiert. Die Position der Identifikationszone 21 bzw. des Originalitätsindikators kann fix vorgegeben werden oder auch kodiert in den Findermarkierungen vorliegen. Die Zonen 19, 20 und 21 können auch angrenzend benachbart zueinander liegen. Der als das umgebende Bild 210 bezeichnete Bestandteil kann denselben Rasterdruck wie die Detektionszone 21 haben, muss es aber nicht. Wesentlich ist die Existenz von mindestens zwei nicht parallel zueinander ausgerichteten Finderkanten 211 und 212, die den Rand einer oder mehrerer Finderzonen darstellen.
Dabei bedeutet Finderkante 211 , 212 nicht nur die hier als Hilfslinie eingezeichnete Linie sondern die Existenz von entlang einer Strecke bestehenden nebeneinander liegenden Reihen von unterschiedlichen Rasterpunkten, wobei der Unterschied zwischen den Rasterpunkten der nebeneinander liegenden Reihen ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend symmetrische Rasterpunkte gegenüber asymmetrische Rasterpunkte, vorbestimmte unterschiedliche Rasterwinkel, AM-Modulation gegen FM-Modulation. Gegebenenfalls können die Aufgaben von Finder-, Alignment Marker und Originalitätsindikator kombiniert werden. Eine solche Möglichkeit ist zum Beispiel die Fig. 3B mit einer schachbrettartigen Abdeckung des Bildes mit Zonen mit asymmetrischer 22 und symmetrischer 23 Rasterpunktstruktur im Wechsel sowohl horizontal und vertikal. In Anlehnung an den schachbrettartigen Wechsel von Zonen mit regelmässig und unregelmässig geformten Rasterpunkten, lassen sich Bilder darstellen, die von einer Vielzahl einen grossen Teil oder das ganze Bild überdeckenden Zonen unterschiedlicher Rasterpunktformen aufgebaut ist. Beispielsweise können ausgehend von zwei unterschiedlichen Rasterpunktformen Zonen mit standardmässig runden Rasterpunktformen 23 den Wert «0» zuordnen, während Zonen mit unsymmetrisch aufgebauten Rasterpunktformen 22 den Wert»1» erhalten. In diesem Ausführungsbeispiel ist es erforderlich, die Grösse einer Zone auf einen Wert zu normieren, dessen Vielfaches die Grösse von allen Rasterzonen beschreibt; als Ergebnis entsteht der Bit Code 24, entstanden aus der Zuweisung einer Teilfläche mit einer Standardgrösse, beispielsweise aus 100 x 100 Rasterpunkten, wobei eine Teilfläche 22 einer 1 entspricht und eine Teilfläche 23 einer 0. Fig. 3C zeigt eine Umsetzung eines weiteren Beispiels mit nebenstehender Bitfolge 25. In den Beispielen gemäss Fig. 3B bzw. Fig. 3C ist die Parität beider Zonentypen gleich, d. h. die Zahl der als Quadrat dargestellten normierten Flächenelemente ist für beide Rasterpunktformen ist in beiden Zeichnungen gleich hoch (jeweils 35 Flächenelemente für jede Rasterpunktform). Es sind auch andere Paritätswerte denkbar, beispielsweise 40 Flächenelemente mit asymmetrischen Rasterpunkten und 30 mit symmetrischen Rasterpunkten. Neben der speziellen Gestaltung der Rasterpunktformen an sich, die für die Originalitätsprüfung herangezogen werden kann, bietet die Verteilung der Zonen demnach die Möglichkeit einer versteckten Kodierung, wobei die Parität einen zusätzlichen Kennwert darstellt, der die Information hinter der versteckten Kodierung ergänzt. Eine weitere Option dieses Ausführungsbeispiels beruht auf einer Zusammensetzung des Basisbildes aus Zonen drei und mehr verschiedenen Rasterpunktformen, beispielsweise rund, kreuzförmig und irregulär, um auf diese Weise eine höhen Informationsdichte durch die Zonenkodierung erreichen zu können.
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 3B kann eine Finderzone 190 beispielsweise die Zone 22 mit asymmetrischen Rasterpunktformen sein, an die eben hier an den Finderkanten 211 und 212 jeweils eine Zone 23 mit symmetrischen Rasterpunktformen angrenzt. Bei der Ausgestaltung nach Fig. 3C ist eine andere Finderzone 190 beispielsweise die Zone 23 mit symmetrischen Rasterpunktformen vorgesehen, an die eben hier an den Finderkanten 211 und 212 jeweils eine Zone 22 mit asymmetrischen Rasterpunktformen angrenzt. Wesentlich ist für das Erkennungsverfahren die Randerkennung durch sich ändernde Rasterpunktformen, ohne dass dies im Bild erkennbar ist.
Wesentlich dafür ist ein Grauwert im Bereich von 20% bis 80%, oder bei einem Farbdruck ein entsprechender Halbtonwert der Druckfarbe, insbesondere 25% bis 75%, damit der Unterschied im Rasterpunkt zwischen symmetrisch und asymmetrischen Punkten auf Recorderelementebene für die Bildauswertung erkennbar ist. Bei einem höheren bzw. niedrigeren Wert wird eine solche Finderkante 211 , 212 immer mehr zu einem gewöhnlichen Rand, der auch vom unbewaffneten Auge als solcher erkennbar ist, da dann nicht mehr der Übergang von asymmetrischen zu symmetrischen Rasterpunktelementen erkennbar ist, sondern ein Bildbestandteil einen Rand umfasst. Allerdings ist auch dann eine Finderkante vorhanden, wenn zum Beispiel auf der einen Seite der Finderkante asymmetrische Rasterpunkte und/oder ein bestimmter Rasterwinkel vorgesehen ist, üblicherweise in mehreren Reihen nebeneinander, und auf der anderen Seite ein 80% zu 100% Grauwertdruck vorgesehen ist, gegebenenfalls in einer Farbe, ebenfalls in mehreren Reihen. Denn eine symmetrische Rasterpunktverteilung mit einem Grauwert von 100% entspricht einem gedruckten Rand.
Weitere Ausführungsformen für eine Kombination von Zonen mit Rasterpunkten unterschiedlicher Gestaltung zeigen die Abbildungen Fig. 3D, 3E und 3F, wobei dieselben Bezugszeichen 22 und 23 für die Bereiche mit einer bestimmten Rasterpunktform verwendet werden. Dies gilt auch für die sonstigen Bildbestandteile 210 und die Finderkanten 211 und 212. Als Beispiel ist in Fig. 3D die linke obere Ecke als Finderzone 190 mit symmetrischen Rasterpunkten definiert, wobei zwei Finderkanten 211 und 212 an zwei Streifen 23 von asymmetrischen Rasterpunkten stossen. Der Bereich 21 im unteren horizontalen Streifen 22 mit asymmetrischen Rasterpunkten ist als Detektionszone vorgesehen. Die sonstigen Bildbestandteile 210 sind die weiteren Bereiche des Bildes. Es können aber auch weitere Finderkanten (hier nicht eingezeichnet) vorgesehen sein, um die Doppelkreuzstruktur der Streifen 22 mit asymmetrischen Rasterpunkten für eine schnellere Bilderfassung zu verwenden. Bei der Fig. 3E ist der obere Teil des zweiten Streifens 22 mit asymmetrischen Rasterpunkten mit den entsprechenden Finderkanten 211 und 212 eine Finderzone 190 und der Zwischenteil des ersten vertikalen Streifens von links zwischen den beiden horizontalen Streifen die Detektionszone 21. Für den Fachmann sind leicht weitere Finderzonen und Detektionszonen in den Ausführungen von Fig. 3D und 3E einbaubar. Die Streifen 22 und 23 müssen auch nicht senkrecht aufeinander stehen, aber die Finderkanten 211 und 212 sind bei einer senkrechten Konfiguration einfacher feststellbar. Der Begriff Finderkante steht jeweils für eine Gruppe von mindestens einer, besser mehrere Reihen von Rasterpunkten auf beiden Seiten dieser virtuellen Finderkante, wobei die "Reihe" bei unterschiedlichen Rasterwinkeln zumindest auf einer Seite, ggf. auf beiden Seiten, nicht parallel zur Finderkante sondern in einem Winkel dazu steht.
In Fig. 2B sind acht Bildflächen 10 mit jeweils 3x3 Rasterzellen dargestellt. Im äussersten Fall kann eine Identifikationszone 21 auch aus einem einzigen Rasterpunkt bestehen. In der Fig. 10 werden beispielsweise drei Gruppen von 2x3 Rasterpunkten unterschiedlicher Gestaltung (regulär versus irreguläre) dargestellt, die jeweils eine anders alternierende Folge von Rasterpunkten aufweisen. Regelmässig geformte Rasterpunkte 73 wechseln sich mit solchen mit einer markanten Form 74 unmittelbar ab. Ein Artwork gemäss der Fig. 10 stellt über das gesamte Dokument ein bekanntes Muster von regelmässigen Rasterpunkten bereit, das bei der Bildanalyse als solches digital wiedererkannt werden kann und eine präzisere Analyse der irregulär geformten Rasterpunkte erlaubt.
Die Fig. 4A zeigt ein photographisches Bild 26 mit zwei vergrösserten Bildausschnitten 27 und 28. Die Abbildung Fig. 4A hat eine verhältnismässig niedrige Auflösung von 40 Linien / cm. Höhere Auflösungen, wie z. B. 100 Linien / cm, sind auch ohne weiteres für das erfindungsgemässe Verfahren möglich. Im Offsetdruck stellt eine Auflösung von 80 Linien / cm einen guten Wert für ein photographisches Bild dar, während solche von 100 Linien und mehr für eine exzellente Qualität stehen. In Fig. 4A wurde eine verhältnismässig niedrige Auflösung verwendet, um die Rasterstruktur besser demonstrieren zu können. Fig. 4A ist ein photographisches Bild 26, das aus runden Rasterpunkten aufgebaut ist wie die vergrösserten Ausschnitte 27 und 28 zeigen. Demgegenüber zeigt Fig. 4B dasselbe Bild wie Fig. 4A mit einem anderen Bildaufbau 29 aus unsymmetrischen Rasterpunkten wie in den Ausschnitten 30 und 31 zu erkennen. Fig. 4C ist ein Bild 33 bestehend aus runden Rasterpunkten mit einem kleinen Ausschnitt in der linken unteren Ecke 32, der aus asymmetrischen bzw. irregulären Rasterpunkten aufgebaut ist. Dieser vergrösserte Ausschnitt 32 aus dem gerasterten Bild, dass im insgesamt im überwiegenden Mass aus runden Rasterpunkten besteht, jedoch im Bereich des Ausschnittes fast nur aus irregulär geformten Rasterpunkten, hat hier einen schmalen Rand einer Reihe von runden Rasterpunkten in der Ausschnittsvergrösserung, was auf die (andere) Rasterung des Gesamtbildes hinweist. Ein Ausschnitt von dieser Grösse und Position kann z. B. als Startmarkierung für eine Bildanalyse genutzt werden. Dazu hat dann die Fig. 4C wie die Fig. 4B mindestens einen Ausschnitt als Detektionszone 21 , der hier im Bereich der Wiese eingezeichnet ist. Dieser Bereich 21 besteht dann wie der Bereich 190 aus asymmetrisch aufgebauten Rasterpunkten. In der Fig. 4C kann diese Detektionszone auch die hier einzige Finderzone 190 sein. Dann ist dieser Bereich 190 zugleich Finderzone und Detektionszone.
Mit anderen Worten zeigt der Ausschnitt 32 der Fig. 4C eine Finderzone 190, die über zwei senkrecht zueinander stehenden Finderkanten 211 und 212 verfügt, wobei die Finderzone 190 aus asymmetrisch gebildeten Rasterpunkten besteht und damit mit seinen Kanten 211 und 212 an das übrige Bild 210 angrenzt, welche zumindest in den dargestellten drei Reihen neben der Finderzone 190 aus symmetrisch ausgebildeten Rasterpunkten besteht.
Die Rasterwinkel aller Bilder Fig. 4A bis 4C sowie in den Ausschnitten dazu betragen jeweils 0°. Es ist denkbar, die Rasterpunkte in Basisbild als auch in den Ausschnitten durch verschiedene Rasterwinkel darstellen, z. B. ein Rasterwinkel von 0° für symmetrischen und ein Rasterwinkel von 60° für asymmetrische Rasterpunkte. Es ist auch denkbar, das gesamte Bild mit Ausnahme der Detektionszone durch symmetrische Rasterpunkformen darzustellen, wobei sich das Basisbild und die Ausschnitte der Finderzonen 19, 20, 190 nur durch unterschiedliche Rasterwinkel unterscheiden. Es kommt auf den Unterschied an, der dadurch definiert ist, dass das Rastersysteme sich in der Finderzone 19, 20, 190 von dem im Basisbild 210 unterscheiden muss. Der Unterschied der Rasterwinkelsysteme ist ausreichend, um die Finderkanten 211 und 212 bei gleicher Rasterpunktform zu unterscheiden, wobei aber die Unterschiede dem unbewaffneten Auge eher auffallen können. Sofern unterschiedliche Rasterwinkel zwischen Basisbild und kodierenden Bildteilen zur Differenzierung herangezogen werden, ist eine besondere Beurteilung angebracht, da sich Bildelemente mit anderen Rasterwinkel sich sichtbar vom Basisbild abheben können. Dies ist bei Graustufenbildern mit niedriger Auflösung erfahrungsgemäss der Fall, wobei bei Farbbildern zusätzlich eine Änderung der Farbwirkung entstehen kann, da diese stets auf Rasterwinkel abgestimmt wird und es bei einem Wechsel des Rasterwinkel zu einer sichtbaren Diskontinuität kommen kann. Die Auffälligkeiten sind jedoch u. a. vom Motiv und den ausgewählten Bildausschnitten abhängig.
Fig. 5A zeigt ein ursprünglich farbiges Bild 34, bei der ein gelbes Objekt 134 in einem im wesentlichen blauen Hintergrund 135 eingebettet ist. Dabei bedeutet "Hintergrund", dass der Betrachter das Objekt 134 vor diesem Hintergrund sieht. Drucktechnisch ist dieser Hintergrund 135 aber durch die Rasterpunkt-Druckelemente 136 dominiert, die den zeitlich letzten, also den "Vordergrund" Druckauftrag betreffen. Es ist somit hier eine Grauwert-Darstellung eines Farbbildes, das im Hintergrund aus einem Cyan- und Magenta-Raster besteht, sowie zusätzlich aus einem Gelb-Raster im Bereich des Motivs (Taube). Die Offenbarung bezieht sich auf die Farbdarstellung, wobei das Cyan- Raster die oberste Schicht bildet und die baumartige Form der Cyan-Rasterpunkte 136 in der Vergrösserung des Bildausschnittes gut erkennbar ist.
Der Vorteil einer Vorgehensweise hinsichtlich der Änderung der Farbräume ist die leichtere Erkennbarkeit durch ein bildaufnehmendes System, insbesondere bei niedrigen Auflösungen. Das oben vorgestellte Prinzip der Unterscheidung von Rasterpunktformen eines Basisbildes von Rasterpunktformen bestimmter anderer Bildteile bestehend aus Rasterpunkten anderer Geometrie wird im Zusammenhang mit Fig. 5A dargelegt. Das dargestellte Bild 34 ist ausserhalb des Motives des stilisierten Vogels zusammengesetzt aus den Farben Magenta und Cyan, wobei Cyan die obenliegende Farbschicht ist. Die darunter liegende Farbschicht besteht aus einem Magenta-Linienraster 137. Das Bild des Vogels enthält noch zusätzlich Gelb als unterste Farbschicht, deren Rasterpunkte sich im Hinblick auf eine Bildanalyse weniger gut anbieten. Es zeigt sich, insbesondere im Ausschnitt 35, dass die zuoberst liegende Schicht, Cyan, eine deutlich auf mikroskopischer Ebene sichtbare eigenständige Geometrie der Rasterpunkte aufweist (hier im Wesentlichen Rasterpunkte, die unregelmässig geformt aussehen). Weitere Vergrösserungen des Ausschnitts 35 in Fig. 5B mit den Bezugszeichen 35a, links, und 35b, als Teil von 35a rechts, gekennzeichnet - demonstrieren deutlich die eigenständige Form der Cyan- Rasterpunkte, wobei einzelne mit dem Bezugszeichen 136 bezeichnet sind, wobei der Klarheit halber neben dem Ausschnitt der Grauwertdarstellung 35a in einem gesonderten Ausschnitt 35b eine Konturzeichnung der Cyan-Rasterpunkte 36 dargestellt ist. Mit anderen Worten, die Rasterpunkte mindestens einer Farbe aus mehreren Farbschichten weist die eigenständige Geometrie auf.
Der Ausdruck eines Scans von diesem Druck wird eine weitere Verformung der obenliegenden (= der zuletzt gedruckten Farbschicht) Rasterpunkte aufweisen und damit mit Hilfe von digitalen Bildaufnahmegeräten in Verbindung mit dedizierter Software als Kopie erkannt. Der Originaldruck selbst wird aus einer digitalen Bildvorlage hergestellt und entwickelt sich im Zuge des Druckvorgangs aufgrund der Einflüsse des Druckverfahrens, der Färb- und Medieneigenschaft in berechenbarer bzw. vorbestimmbaren Art und Weise zu einem Ausdruck, der einem Fingerabdruck gleich das Original darstellt.
Die Druckschritte, die bei der Erfindung zu den Ergebnissen "Original" und "Kopie" führen, lassen sich im Prinzip als Prozess beschreiben, bei dem, beispielhaft in Fig. 6A und Fig. 6B dargestellt, eine vorgegebene klar umrissene Figur 37, ein Rasterpunkt, bei einem Druck in ihrer Gestalt zu einem Druckpunktoriginal 38 verwischt wird und nach einem Scan dieses Druckpunktoriginals 38 in ein neues digitales Rasterbild 39 überführt wird, welches nach erneutem Druck in der entstandenen Kopie 40 eine weitere Weichzeichnung erfährt. In einem ersten Schritt zur Erkennung des Originaldrucks ist es von Vorteil , wenn das Ausmass der Konturauflösung der Rasterpunkte der digitalen Vorlage auf der Basis eines mathematischen Modells vorausgesagt werden kann, um damit einen bildanalytischen Vergleich mit einem Smartphone durchführen zu können.
Unter der digitalen Vorlage sind die Rasterdaten für die Druckformherstellung zu verstehen, z.B. die Dateien für den Laserbelichter beim Offsetdruck. Die entsprechenden Dateien beinhalten alle Daten über den Aufbau aller Rasterpunkte eines Farbauszugs des zu druckenden Bilds. Idealerweise besteht jeder Rasterpunkt aus Gruppen quadratischer Pixel, die jeweils in ihrer Gesamtheit einen Rasterpunkt ergeben. Die Übertragung der Druckfarbe auf das Druckmedium, beispielsweise einen gestrichenen Karton, ist ein physikalischer Prozess, bei dem diverse Einflussfaktoren beruhend auf den rheologischen Eigenschaften der verwendeten Farbe und Eigenschaften des Druckmediums sowie der Verfahrensführung, z. B. der Menge des Farbauftrags, unter anderem zu einer Verformung des Rasterpunktes führen.
Die Verformung eines Rasterpunktes unter gegebenen Druckbedingungen lässt sich mit einer Punktspreizfunktion (engl. point spread function, PSF, auch blur kernel genannt) beschreiben. Bekannte Punktspreizfunktionen beruhen z. B. auf einer zweidimensionalen Gaussverteilung (engl. gaussian smoothing) oder einer Mittelwertbildung von benachbarten Pixeln (engl. mean filtering). Eine Punktspreizfunktion beschreibt das Druckbild in Abhängigkeit von allen wesentlichen Druckparametern, insbesondere zu nennen das Fliess- und Trocknungsverhalten der Farbe, die Farbaufnahme des Mediums und die Prozessführung. Es ist von Vorteil das mathematische Modell 48 für die Weichzeichnung der Rasterpunkte für vorgegebene Druckbedingungen zu trainieren 49. Die vorgegebenen Bedingungen sind z. B. die verwendete Kartonsorte, die Farbe und Vorgaben für die Führung der Druckmaschine, beispielsweise den Farbauftrag. Es ist insbesondere von Vorteil, wenn das mathematische Modell für jedes Sujet, beispielsweise Bildmotiv auf einer Originalverpackung für ein bestimmtes Markenprodukt trainiert wird. Ein solchermassen trainiertes Modell 50 für die Rasterpunktverbreiterung auf einer Originalverpackung, die mit einem für das Modell zertifizierten Druckprozess erzeugt wurde, dient vorteilhafterweise als Standard für Verifizierung der Originalität einer Verpackung, die mit einem geeigneten Bilderfassungsgerät (Smartphone) und einer dedizierten Software jederzeit und an jedem Ort durchgeführt werden kann. Fig. 6A demonstriert beispielhaft die Aufweitung und Verformung eines Rasterpunktes durch den Druckprozess bei der Herstellung des Originaldrucks.
Für das Authentisieren werden an das bildaufnehmende System hinsichtlich Hardware und Aufnahmeverfahren Anforderungen gestellt, die eine Auflösung bis auf die Grösse eines Rasterelementes, also des kleinsten druckenden Teils eines Rasterpunktes, ermöglichen. Ein nach dem Offset-Verfahren gedrucktes Bild gilt als hochwertiger Druck, wenn das Raster eine Frequenz von 80 Linien pro Zentimeter oder feiner aufweist. 80 Linien/cm entsprechen einer Grösse von 15.6 pm für ein Rasterelement. Es lässt sich zeigen, dass die Erfassung eines Rasterelementes dieser Grösse mit einer herkömmlichen Smartphone-Kamera mit einer Aufnahme nicht bewerkstelligt werden kann. In der Fig. 7 sind die Abbildungsverhältnisse einer Kamera bezüglich eines aufzunehmenden Bildes dargestellt. Beispielsweise kann ein Sensor 45 der Grösse 1/1.8 Zoll mit einem Seitenverhältnis von 4 zu 3 eine Auflösung von 9310 x 7000 Pixeln bzw. 65 Megapixel erreichen. Dabei sind für den Sensor zur Vereinfachung in Fig. 7 nur Zeilen dargestellt. Das sind Werte, die ein Oberklassen-Smartphone nach derzeit neuestem Stand der Technik erreichen kann. Setzt man weiterhin voraus, dass eine Smartphone-Kamera einen gewissen Abstand 43 zum zu prüfenden Druckmedium 41 haben muss, um ein scharfes Bild von dem zu analysierenden Bildausschnitt 42 zu erzeugen, beispielsweise 130mm x 98mm, so läuft diese Auflösung auf einen Pixelabstand (Pixel pitch) von ca. 14 pm hinaus. Ein solcher Pixelabstand ermöglicht eine Grösse von 0.112mm für eine Rasterzelle, sofern diese aus einer Matrix von 8 x 8 Rasterelementen besteht. Eine Rasterzelle dieser Grösse erlaubt eine Rasterfrequenz von 90 Linien/cm, die für einen hochwertigen Offsetdruck oder einen hochauflösenden Flexodruck ausreichend ist. Diese sind bevorzugten Verfahren für den Verpackungsdruck. Die bildtechnische Aufnahme einer Rasterfrequenz von 90 Linien/cm ist jedoch nicht mit einem Sensor der gleichen Pixelfrequenz möglich. Gemäss des Nyquist-Shannon-Theorems muss die Abtastfrequenz mindestens dem Doppelten der Bildfrequenz entsprechen. Diese Bedingung der Signaltheorie gemäss oben genanntem Beispiel läuft auf eine Spezifikation von 18’620 x14’000 entsprechend 260 Megapixel hinaus. Das ist ein Wert, der von derzeit üblichen Kameras im Smartphone-Format nicht erreicht wird. Eine Grösse von ca. 100 Megapixel stellen für kommerzielle Kamerasysteme noch einen Grenzwert dar. Bei handelsüblichen Smartphones der Mittelklasse, die überwiegend beim Konsumenten verwendet werden, sind 12 Megapixel üblich. Damit ist es ausgeschlossen, eine optische Analyse von Rasterpunktformen mit Hilfe einer klassischen Bildaufnahme mit einem einfachen Smartphone vorzunehmen. Die Grenzen der Auflösung der Kameras von Mobiltelefonen treffen nicht auf dedizierte Kamerasysteme mit hochauflösenden Vollformat- und Mittelformatsensoren in Verbindung mit Makroobjektiven bzw. Reproobjektiven mit dem Abbildungsverhältnis von 1zu1 oder grösser zu. Diese verfügen teilweise über Auflösungen von 60 Megapixel bis 100 Megapixel, was beim Abbildungsverhältnis von 1zu1 zu Pixelabständen von weniger als 4 pm führt.
Als bildaufnehmende Geräte werden diese Smartphones für eine bevorzugte erfindungsgemässe Bildanalyse eines gerasterten Bildes mit solchen typischerweise 12M Pixel-Smartphonekameras hingegen mit der Unterstützung von Superauflösung (Super Resolution) und/oder mathemischen Entfaltungsverfahren (Deconvolution) eingesetzt, die u. a. auch für Anwendungen in der Astronomie und für Mikroskop-Aufnahmen verwendet werden. Super Resolution gehört seit Langem zum Stand der Technik (siehe z. B. Borman et al, Super-Resolution from Image Sequences, Department of Electrical Engineering, University of Notre Dame, 1998). Für eine Bildverbesserung auf der Basis der Super Resolution ist Software für den Konsumenten und weniger professionellen Anwendungen verfügbar wie, z. B. Chasy Draw IES oder Topaz Gigapixel AI.
Bei Superauflösungs- und Entfaltungsverfahren, siehe z.B. "Pragmatic Introduction to Signalprocessing, Tom O’Haver, Department of Chemistry and Biochemistry, The University of Maryland at College Park; abrufbar unter https://terpconnect.umd.edu/~toh/spectrum/TOC.html, werden im Wesentlichen mehrere Bilder verwendet, die unter Bedingungen aufgenommen wurden, die in etwa ähnlich sind, sich jedoch in einer oder mehreren dieser Bedingungen nur geringfügig oder mäßig unterscheiden. Aus diesen Unterschieden werden Informationen über die Feinauflösung abgeleitet. Ziel eines solchen Verfahrens könnte entweder ein hochauflösendes Bild oder die direkte Messung hochpräziser Eigenschaften auf einem Bild mit niedriger Auflösung sein. Szeneninhalt, Fokus, Belichtung, Position und Bewegung des Smartphones wirken sich auf das Ergebnis dieser Methoden aus.
Wie in Fig. 9 dargestellt, resultiert aus der Rasterfrequenz die Grösse einer Rasterzelle 66, die beispielsweise bei einer Frequenz von 90 Linien/cm im Fall einer Rasterzelle von 8 x 8 Rasterelementen auf eine Grösse von 14 Mikrometer hinausläuft. Die Auflösung des Bildaufnahmechips eines Smartphones 67 mit einer Auflösung von 65 MP beträgt etwa 14 Mikrometer, was für Abtasten bzw. Sampling einer gleich grossen Rasterelementgrösse nicht ausreicht. Für das Sampling wäre eine Auflösung erforderlich, die einem Pixelpitch des Sensors von 7pm entspricht, was mit dem Quadrat 68 angedeutet ist.
Ein Superauflösungsverfahren erreicht im Allgemeinen Fall eine 2-4fache Auflösungserhöhung, was im Fall eines 12-Megapixel-Bildeauf auf etwa 9 Mikrometer für das Sampling eines Rasterelements hinausläuft 69. Entfaltungsmethoden entsprechen einem ähnlichen Ansatz, gehen jedoch von sehr unscharfen Bildern aus, die aus geringerer Entfernung aufgenommen werden. Ein kombinierter Einsatz von Superauflösung und Entfaltung kann im Vergleich zu einer normalen Aufnahme aus der üblichen minimalen Nahgrenze zu einer 8-fachen Erhöhung der Samplingfrequenz führen und so etwa 4 Mikrometer Auflösung 70 erreichen, um die Punkteigenschaften zu messen. Es kann also je nach verwendetem oder zu verwendendem Kameramodell der Vergleich direkt durchgeführt werden, nach Anwendung eines Superauflösungsverfahren und/oder nach Anwendung eines Entfaltungsverfahrens.
Basierend auf diesem Ansatz, dass es bei einer Reihe von Kameras, insbesondere von Smartphones, notwendig ist, eine Qualitätsverbesserung einzusetzen, die eine höherer Auflösung zeitigt, wird hier die Authentifizierung eines Bildes mit Hilfe einer kurzen Videosequenz bzw. einer Serie von Einzelaufnahmen dieses Bildes, beispielsweise ausgeführt von einem Smartphone mit einer 12 Megapixel-Kamera, unter Verwendung eines geeigneten Super Resolution Algorithmus 56 ermöglicht. Ein Sensor eines üblichen Smartphones in Verbindung mit einem Super Resolution Algorithmus reicht dafür aus. Alternativ oder zusätzlich kann man auch ein Dekonvolutionsverfahren einsetzen, welches beispielsweise in Matlab und Octave integriert ist.
Der Ausgangspunkt jedes dieser Verfahren ist die Erfassung mehrerer Bilder mit einigen festen Parametern wie die Auflösung und die Lichtausbeute, wobei einige Parameter nicht beeinflussbar bzw. unbekannt sind. Zuerst wird die Position des Smartphones durch eine Führung mit der Hand vorgegeben, das zu einer Bewegung in X- , Y- oder Z-Richtung mit einer Geschwindigkeit von einigen mm/s führt, was zu einem Versatz von 60 pm für eine Bewegung von 1-2 mm / s führt bzw. einer Bewegung von 1-3 Pixel / s in der Bildebene. Auch das Umgebungslicht hat einen Einfluss, insbesondere einige Arten von Neonlicht. Die resultierenden Bilder unterscheiden sich daher geringfügig aufgrund einer geringen Verschiebung und der Lichtbedingungen. Über die Verschlusszeit kann es zudem auch zu Verwacklungen und damit zu Unschärfe kommen.
Die Fig. 8A zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Feststellung einer Kopie ohne Berücksichtigung der Hilfsverfahren zur Erhöhung der Auflösung (also insbesondere der oben genannten Super Resolution- und/oder Deconvolution-Verfahren), ausgehend vom Artwork (d.h. der digitalen Vorlage) 46, das in der Druckvorstufe erzeugt wurde. Aus diesem Artwork 46 wird ein weichgezeichnetes Modell 48 entwickelt, das mit den Daten des Drucksubstrates (Karton, Papier, etc.), der Druckfarbe, Druckführung, etc. parametriert und, optional, mit Originaldrucken bzw. Druckfahnen trainiert wird, um eine optimierte Version des ursprünglichen Modells 48 zu erhalten. Das trainierte Modell 50 stellt gegenüber dem nicht trainierten Modell 48 eine bessere Vergleichsgrundlage (Matching Template) für eine robustere Bildanalyse eines gewählten Ausschnittes des zu prüfenden Druckbildes dar. Ein Matching 53 von Template und dem Datensatz des zu authentisierenden Bild führt nach Anwendung einer Qualitätsmatrix 54 zur Aussage «Original» oder «Kopie».
Das Matching Template 52, das quasi eine normierte Version des Originaldruckes darstellt, kann beispielsweise formal durch Knotenpunkte und Kanten gemäss der geometrischen Graphentheorie beschrieben werden, was mit den Bezugszeichen 51 , 52 beschrieben wird. Es sind aber auch andere Ansätze möglich, um das Template zu charakterisieren. Beispielsweise ist ein Content-Fingerprinting-Verfahren gemäss EP 2 717 510 B1 auch geeignet.
Im Fall des graphentheoretischen Ansatzes wird ein zu überprüfender Druck 55, der möglicherweise eine Kopie darstellt, wie die digitale Vorlage bzw. Original mit Hilfe eines Graphenalgorithmus in einen Datensatz 59 mit der gleichen Architektur wie das Template 52 übersetzt. Im Extremfall entspricht die mathematisch formalisierte Entsprechung des Rastermusters einem dichten Netz von Knoten, die auf die Rasterpunkte des Druckbilds ausgerichtet sind.
Unter Berücksichtigung der Hilfsverfahren zur Erhöhung der Kameraauflösung ist eine Folge von Einzelaufnahmen oder ein Videostream gemäss Fig. 8B erforderlich.
Die Erfassung des zu prüfenden Drucks 55 erfolgt mit unterschiedlichen Kameraparametern 60. Durch Variieren des Fokus in nicht äquidistanten Schritten zeigt die Analyse durch Entfaltung der Unschärfe des Videostreams (der als Einzelbilder analysiert wird) die kritischen Unterschiede der Rasterpunkte. Ebenfalls dient die Variation der Belichtungszeit, mikroskopische Druckmerkale aufzudecken, womit die von der 50-Hz- Lichtquelle kommenden Lichtunterschiede ausgeglichen werden. Als Ergebnis wird ein Bildstapel 61 erhalten. Das Verfahren berechnet aus mehreren Einzelbildern 62 die Ausrichtung, um ein Ausrichtungsvektorfeld 63 zu erhalten, das die Grundlage für eine Bildsynthese mit hoher Auflösung bildet. Für Parameter, die zwischen den Bildern variieren, wie z. B. die Lichtbedingungen, werden in ähnlicher Weise ebenfalls Schätzwerte ermittelt. Dann wird die Verarbeitung 64 der ausgerichteten Bilder durchgeführt, um Ergebnisse 65 zu erhalten. Es wird dabei eine mathematische Repräsentation für ein hochauflösendes Bild generiert, das mit dem Matching-Template 52 verglichen werden kann.
Der Prozess der Ausrichtung der Einzelbilder beginnt mit einer einigermassen registergenauen Überlagerung der Einzelbilder, was selbst bei unscharfen Bildern ein einfacher Schritt ist. Im nächsten Schritt fliesst Information über die genaue Position der prozessorientierten Rasterpunkte in den Prozess ein. Dabei muss die Position der prozessorientierten Rasterpunkte zu verschiedenen Zeitpunkten bekannt sein. Bei alternierenden Rasterpunkten regelmässiger (prozessorientierte) und unregelmässiger Gestalt kann versucht werden, einen kleineren Teil des Bildes mit einer Verschiebung von einem Pixel einmal in x und einmal in y auszurichten, bis eine Ausrichtung mit korrekten prozessorientierten Rasterpunkten gefunden wird. Ein abwechselndes Muster definiert, wie viele Prozesse ausgeführt werden müssen. Daher begünstigen regelmässig geformte Rasterpunkte den Entfaltungsprozess.
Der Prozess der Bilderkennung ist in Fig. 11 dargestellt, wo eine Verarbeitung auf ausgerichtete Bilder auf Makroebene 75 angewendet wird, um allmählich eine Zwischenversion 76 und am Ende eine hochauflösende Version 77 zu erhalten. Die Qualität des Verfahrens wird anhand der Übereinstimmung mit einem bekannten Referenzmuster regelmässig geformter Rasterpunkte bei höchster Auflösung gemessen. Diese Messung basiert auf der Entsprechung zwischen dem aktuellen Status der Verarbeitung und der Art der Vorlage.
Ein regelmässig geformter Rand von Rasterpunkten begünstigt die Schätzung der Position im unscharfen Bild, da nur eine Kante von links nach rechts (vom Hintergrund zum Vordergrund) berücksichtigt wird, was auf Vergleichsebene einfacher zu implementieren ist.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass Kanten 80 der Rasterpunkte in Richtung einer Rasterlinie dazu tendieren, einen möglichst geraden Kanal zu bilden. Dieser Effekt führt zu einer erhöhten geometrischen Stabilität des Rasterbildes in einer Vorzugsrichtung, was für Ausrichtung des Rasterbildes genutzt werden kann.
Rasterpunkte lassen sich demnach vorteilhafterweise so modellieren, dass sie jeweils für die Ausrichtung des Rasterbildes und die Codierung der Originalität Informationen bereitstellen.
Prinzipiell ist es möglich, dass im Rahmen dieser Erfindung angewendete Entfaltungsverfahren die im Artwork der Druckvorstufe definierte Form der Rasterpunkte wiederherzustellen, also die durch den Druck bedingte Weichzeichnung umzukehren. Das ist eine Rückwärtsoperation zur Faltung (Convolution) der Bildinformation, was sich als Weichzeichnung der Rasterpunkte äussert. Ein Vergleich von Rasterbildern mit Rasterpunktformen, die sich aus der Deconvolution ergeben, kann mit verschiedenen mathematischen Descriptoren vorgenommen werden, z. b. auf der Basis von Schwerpunktabstandsfunktionen, Flächenfunktionen, Sehnenlängenfunktion, der Verwendung von quadratischen Formmatrices oder krümmungsbasierter Skalenräume, etc. .
Die Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung eines Bildes 210 mit einzelnen Zonen und Finderkanten 211 , 212, wobei ein optionaler Rand 213 dargestellt ist, der üblicherweise nicht vorgesehen ist und der hier nur den Rand des "leer" dargestellten Bildes 210 symbolisieren soll.
Die Fig. 12 zeigt eine einfache Version der Definition von Finderkanten 211 und 212, die als gestrichelte Linien dargestellt sind, als Zonen sind eine Finderzone 190 und eine separate Identifikationszone 21 dargestellt.
Die Finderzone 190 hat eine Finderkantenreihenzahl 222 von acht und eine Finderkantenlänge 223 von zwölf Rasterpunkten, die allesamt asymmetrisch sind und somit die Finderzone 190 bilden. Mit anderen Worten, die eigentliche Finderkante 212 hat auf der Finderzonenseite eine Anzahl von einer bis acht Finderkantenreihen 222 mit einer mit der Finderkantenlänge 223 vorbestimmten Länge. Sie hat auf der Aussenbildseite dieselbe Finderkantenlänge 223, da diese durch den begrenzten Bereich vorgegeben ist, während die Finderkantenreihenzahl 224 hier zwischen einer und drei auswählbar dargestellt ist. Damit ergibt sich zum Beispiel eine von dem Authentifizierungsverfahren auszuwertende Finderkantenzone 225 von 12 mal 3 Rasterpunkten auf beiden Seiten der Finderkanten- Mittelinie 212. Die Auswertung muss nicht symmetrisch sein, die Reihenzahl 224 und 222 können unterschiedlich gewählt sein.
Die Identifikationszone oder Detektionszone 21 hat eine Finderkantenreihenzahl 222 von acht und eine Finderkantenlänge 223 von zwölf Rasterpunkten, die allesamt asymmetrisch sind und somit die Detektionszone 21 bilden. Die Zahlen sind hier gleich zur Finderzone 190; was sie aber nicht sein müssen. Mit anderen Worten, die eigentliche Finderkante 211 hat auf der Detektionszonenseite eine Anzahl von einer bis acht Finderkantenreihen 222 mit einer mit der Finderkantenlänge 223 vorbestimmten Länge. Sie hat auf der Aussenbildseite dieselbe Finderkantenlänge 223, da diese durch den begrenzten Bereich vorgegeben ist, während die Finderkantenreihen 224 hier zwischen einer und drei auswählbar dargestellt ist. Damit ergibt sich zum Beispiel eine von dem Authentifizierungsverfahren auszuwertende Finderkantenzone 226 von 12 mal 3 Rasterpunkten auf beiden Seiten der Finderkanten-Mittelinie 212. Die Finderkantenzone 226 kann auch am Rand 213 enden und dieser Rand eine weitere horizontale Finderkante 212 darstellen (nicht in der Fig. Dargestellt), da der Bildaussenbereich 210 im Umfeld der Detektionszone 21 symmetrisch ist und der Rand als voll-schwarzer Rand mit einem Grauton von 100% ebenfalls als symmetrisch erkannt wird. Aber die Detektionszone 21 kann auch im Innenbereich des Bildes sein. Die Länge oder Strecke der zwölf asymmetrischen Rasterpunkte ist vom Authentifizierungsverfahren feststellbar und kann für die Orientierung und Skalierung des Gesamtbildes eingesetzt werden. Umso mehr Finderkanten 211, 212 eingesetzt werden, um so einfacher, schneller und genauer kann die pixelgenaue Feststellung der Detektionszone 21 erreicht werden.
Die Finderkantenzonen 225 und 226, also Matrizen (Arrays) von einer durch die Zone vorbestimmten Länge und das Auswertverfahren vorbestimmten Breite an Rasterpunkten sind beispielhaft auch in den Fig. 3B (für beide Finderkantenlinien 211 und 212) und in Fig. 4C (für die Finderkante 211 mit einer beidseitigen Reihenbreite von drei Rasterpunkten und einer Länge von sechsunddreissig Rasterpunkten) eingezeichnet.
Zusammenfassend weist die Erfindung eine Vielzahl von einzelnen Merkmalen auf, die in Teilbereichen auch eigenständige technische Lehren darstellen:
Verfahren zur Feststellung von Kopien von Schwarz-Weiss- und Farbbildern, wobei
• die Merkmale für Identifikation und Authentifizierung vor dem unbewaffneten Auge versteckt sind;
• Neben dedizierten Originalitätsindikator auch die Orientierungsmarken (Positionsmarkierungen, Ausrichtungsmarkierungen, Synchronisationsmarkierungen) nicht sichtbar sind, wie in Fig. 3 dargestellt;
• in den Merkmalen fakultativ eine zweite Information enthalten ist;
• die Merkmale inkl. der Orientierungsmerkmale in der Druckvorstufe eingefügt werden;
• die Merkmale auf einen Eingriff in das Bildraster beruhen, wie im Zusammenhang mit Fig. 2, 4, 5, 10 und 12 erläutert;
• der Nachweis auf das Nebeneinander von Rasterpunktgruppen verschiedener Form und das Verwaschen der Form der Rasterpunkte durch den Druckprozess des Originals und der Kopie beruht, wie sich aus Fig. 2D ergibt;
• die Verformung der digital erzeugten Druckvorlage durch den Druck des Originals als Deskriptor aufgrund typischer Algorithmen berechnet wird und optional für ein geeignetes Modell zur Erkennung des Originals trainiert wird; wobei die Grundlage für diese Kalkulation auf der Basis der Eigenschaften von Druckfarbe, Substrat bzw. Medium wie z.B. bestimmte Kartonsorten getroffen wird, so dass dem Drucker von Originalen dementsprechend die Druckvorgaben zertifiziert bzw. vorgeschrieben werden;
• die Erkennung von Original und Kopie durch ein tragbares Bilderfassungsgerät mit einem geeigneten Anwendungsprogramm, z. b. einem Smartphone mit dedizierter App, durchgeführt wird, wobei ein Verfahren wie im Zusammenhang mit Fig. 8B beschrieben durchgeführt wird;
• wobei es vorteilhaft ist, dass Smartphones mit Kameras durchschnittlichen Auflösungsvermögens für die Objekterkennung verwendet werden können, insbesondere indem Hilfsverfahren zur Auflösungserhöhung zur Anwendung kommen, insbesondere Super Resolution und Deconvolution, wie im Zusammenhang mit Fig. 8B, Fig. 9 und 11 beschrieben.
BEZUGSZEICHENLISTE
Rasterpunktform 17 Ausschnitt der rechten
Ausdruck der Rasterpunktes Augenpartie des Porträtbildes Kopie des Rasterpunktes als Originaldruck Rasterpunktform 18 Ausschnitt der rechten
Ausdruck der Rasterpunktes Augenpartie des Porträtbildes Kopie des Rasterpunktes als Kopie aus einem Scan Ansammlung von 19 Orientierungsmarkierungen
Rasterzellen mit irregulär zur Auffindung des Bildes geformten Rasterpunkten und Feststellung seiner Irregulär geformter Ausrichtung Rasterpunkt 20 Synchronisationsmarkierung gedruckte Fläche mit acht (auch AusrichtungsDetektionszonen markierungen oder Alignment Teilfläche (Detektionszone, Marks) für die Entzerrung des oder Finderzone / Bildes Synchronisationszone) mit 21 Separate Identifikationszone irregulär geformten 22 Teilfläche mit Rasterdruck mit
Rasterpunkten Rasterpunkten einer Druckvorlage eines bestimmten Form, natürlichen bzw. beispielsweise irregulär, aber fotografischen Bildes verschieden von Ausschnitt aus dem Bild 11 Rasterpunkten gemäss 23 mit einer Detektionszone mit 23 Teilfläche mit Rasterdruck mit unregelmässig geformten Rasterpunkten einer Rasterpunkten bestimmten Form, Vergrösserte der digitalen beispielsweise rund, aber Vorlage eines Bildes verschieden von Originaldruck eines Bildes Rasterpunkten gemäss 22 gemäss der digitalen Vorlage 24 Bit Code
Kopie eines Bildes nach 25 Bit Code wie 24, jedoch einem Scan des Originals abgeleitet aus einer anderen Ausschnitt der rechten Abfolge von Teilflächen Augenpartie des Porträtbildes gemäss 22 und 23 des Originals 26 Gerastertes Bild mit runden Rasterpunkten als Basisbild Rasterpunktes gemäss 38 Vergrösserter Ausschnitt hervorgegangen ist «Berggipfel» aus Bild 26 40 Gedruckter Rasterpunkt auf Vergrösserter Ausschnitt der Basis des digitalen «Brücke» aus Bild 26 Rasterpunktes 39, der aus Gerastertes Bild mit irregulär dem Scan generiert wurde geformten Rasterpunkten 41 Druckmedium Vergrösserter Ausschnitt 42 zu analysierender «Berggipfel» aus Bild 29 Bildausschnitt Vergrösserter Ausschnitt 43 Abstand «Brücke» aus Bild 29 44 Waist Ausschnitt aus Bild 33 mit 45 Sensor einem äusseren Rand von 46 digitale Vorlage runden Rasterpunkten und 47 Weichzeichner-Verfahren einer Kernzone aus irregulär 48 weichgezeichnetes digitales geformten Rasterpunkten Modell photographisches Bild als 49 Training des digitalen Basisbild Modells
Grauwert-Darstellung eines 50 trainiertes Modell Farbbildes "gelbe Taube auf 51 Normierung des trainierten blauem Hintergrund" als Modells Basisbild 52 Matching Template
Ausschnitt aus dem Bild 34 53 Vergleichsabfragea Teilausschnitt von Ausschnitt 54 Entscheidung Original oder 35 Kopie b Auswahlrahmen der 55 zu überprüfender Druck Rasterpunktformen in einem 56 Super-Resolution- ausgewählten Teil von 35a Verfahrensschritt des Cyan-Rasters 57 hoch aufgelöstes Druckbild Konturzeichnung der Cyan- 58 Graphenalgorithmus Rasterpunkte 59 Datensatz mit Template- Digital vorgegebener Architektur Rasterpunkt 60 Variation von Gedruckter Rasterpunkt Kameraparametern Digitaler Rasterpunkt, der 61 Bildstapel mit Bildern aus einem Scan eines basierend auf den vorbestimmten 136 baumartiger Cyan- Kameraparametern Rasterpunkt Ausrichten der Bilder 137 magenta Linienraster ausgerichteter Bildstapel 190 Finderzone Verarbeitung 210 umgebendes Bild als Ergebnis Basisbild
Rasterzelle 211 Finderkante Bildaufnahmechip eines 212 Finderkante Smartphones 213 Rand Sensorpixelpitch 222 Finderkantenreihenzahl Rasterelement-Sampling (Finderzonenseitig) Auflösung 223 Finderkantenlänge
Makroebene 224 Finderkantenreihenzahl
Zwischenversion (Aussenbildseitig) hoch auflösende Version 225 Finderkantenzone Rasterelement / (Finderzone) Recorderelement 226 Finderkantenzone gelbes Objekt (Taube) (Detektionszone) blauer Hintergrund

Claims

34 PATENTANSPRÜCHE
1. Druckverfahren und Authentifizierungsverfahren für einen zu erstellenden Druck (26) eines digitalen Bildes, umfassend: ein Verfahren zum Drucken von Authentifizierungskennzeichen durch Aufbringen eines amplitudenmodulierten Rasterdrucks in einer Detektionszone (21) auf einen Gegenstand, wobei die bedruckte Fläche der Detektionszone (21) aneinander grenzende Rasterzellen (10) umfasst, in denen jeweils ein Rasterpunkt (1 , 4, 8) aus einer Matrix aus druckbaren Rasterelementen (101) gedruckt wird, wobei in vorbestimmter Weise für eine Vielzahl von Tonwerten von zu druckenden Rasterpunkten (101) bei gleichbleibendem Tonwert des Drucks ein vorbestimmtes asymmetrisches Matrixbild für das aus den zu druckenden Rasterelemente (101) hervorgehendes Druckbild (2, 5) zugewiesen wird, wobei mindestens zwei zueinander nicht parallele Finderkanten (211 , 212) aus mindestens einer Finderzone (19, 20; 190) zur Feststellung der Position, Begrenzung und Ausrichtung der Detektionszone (21) gedruckt werden, und ein Verfahren zum Authentifizieren eines Druckes (26) auf einem bedruckten Gegenstand, umfassend das Bereitstellen eines portablen Bildaufnahmegerätes mit einem Mikroprozessor zur Ausführung eines Authentifizierungsprogrammes, das Bereitstellen des sich aus den Druckdaten vorherbestimmten und sich daraus ergebenden Druckbildes (10, 16; 2, 5, 38) für eine vorbestimmte Anzahl von Rasterpunkten des bedruckten Gegenstandes aus einer Detektionszone (21) und das Bereitstellen eines Computerprogrammes zum Vergleichen des aus den Rasterpunktdaten vorherbestimmten Druckbildes; wobei das Verfahren die weiteren Schritte umfasst: des Aufnehmens eines Bildes des bedruckten Gegenstandes; Erkennen der mindestens zwei Finderkanten (211, 212) aus der mindestens einen Finderzone (19, 20; 190) zur Rasterpunktgenauen Festlegung der Detektionszone (21) aus dem aufgenommenen Bild des bedruckten Gegenstandes, des Vergleichens des aufgenommenen Druckbildes der Detektionszone (21) mit dem sich aus den Druckdaten vorherbestimmten und sich daraus ergebenden Druckbild (10, 16; 2, 5, 38) und Entscheiden auf der Basis des Vergleichs, ob ein Originalausdruck auf dem bedruckten Gegenstand vorliegt oder nicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Finderkante (211, 212) entlang einer vorbestimmten Strecke (223) des Druckbildes aus einer Finderkantenzone (225, 226) von nebeneinander liegenden Reihen (222, 224) von Rasterpunkten auf beiden Seiten der Finderkante (211, 212) besteht, wobei der Unterschied zwischen den Rasterpunkten der 35 nebeneinander liegenden Reihen (222, 224) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend symmetrische Rasterpunkte gegenüber asymmetrischen Rasterpunkten, vorbestimmte unterschiedliche Rasterwinkel der Rasterpunkte, AM-Modulation gegen FM-Modulation der Rasterpunkte, wobei der besagte Unterschied aus der Gruppe für jede Finderkante unabhängig voneinander unterschiedlich oder gleich vorgebbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine durch eine Finderkante (211 , 212) festgelegte Finderzone (190) asymmetrische Rasterpunktformen aufweist, wobei die jenseits der besagten Finderzone (190) auf der anderen Seite der besagten Finderkante (211 , 212) bestehenden Rasterpunkte jeweils eine Zone (23) mit symmetrischen Rasterpunktformen aus dem verbleibenden Druckbild (210) bildet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine durch eine Finderkante (211 , 212) festgelegte Finderzone (190) symmetrische Rasterpunktformen aufweist, wobei die jenseits der besagten Finderzone (190) auf der anderen Seite der besagten Finderkante (211 , 212) bestehenden Rasterpunkte jeweils eine Zone (22) mit asymmetrischen Rasterpunktformen aus dem verbleibenden Druckbild (210) oder aus der Detektionszone (21) bildet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine durch eine Finderkante (211 , 212) festgelegte Finderzone (190) symmetrische Rasterpunktformen mit einem ersten Rasterwinkel aufweist, wobei die jenseits der besagten Finderzone (190) auf der anderen Seite der besagten Finderkante (211 , 212) jeweils eine Zone (22) mit einem zweiten Rasterwinkel aus dem verbleibenden Druckbild (210) oder aus der Detektionszone (21) angrenzt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die vorbestimmte Anzahl von Rasterpunkten in der Detektionszone (21) in Zonen mit asymmetrischer (22) und symmetrischer (23) Rasterpunktstruktur unterteilt ist, wobei diese Zonen in einer Matrix aus mindestens zwei Reihen (222) und zwei Spalten (223) angeordnet sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die asymmetrischen Rasterpunkte bei einem Mehrfarbdruck in einer der beiden zuletzt zu druckenden Farbaufträgen vorgesehen sind, wobei optional die Finderkanten (211 , 212) durch Festlegung von Rasterpunktformen und/oder Rasterwinkeln einer gleichen oder einer unterschiedlichen Farbschicht vorgesehen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die asymmetrischen Rasterpunkte einen Grautonwert zwischen 25 und 75 % aufweisen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mindestens zwei Finderkanten (211 , 212) sich in einem Eckpunkt einer Finderzone (190) treffende Finderkanten (211 , 212) befinden und/oder wobei Finderkanten (211 , 212) von einer oder mehreren Finderzone(n) (19, 20, 190) am Rande des Druckbildes oder in mindestens einem Paar von sich kreuzenden Finderzonenstreifen (22) vorgesehen sind.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei beim Verfahren zum Drucken von Authentifizierungskennzeichen durch Aufbringen eines amplitudenmodulierten Rasterdrucks in einer Detektionszone (21) eine Vergleichsgrundlage (Matching Template 52) auf der Basis von Druckdaten aus der Gruppe umfassend die Daten des Drucksubstrates, der Druckfarbe und der Druckführung, erzeugt wird, wobei optional diese Vergleichsgrundlage (52) durch Originaldrucke und Druckfahnen trainiert wird, wobei optional das aufgenommene Bild (55) des bedruckten Gegenstandes in dem Verfahren zum Authentifizieren eine Umwandlung des Bildes durch einen Graphenalgorithmus in das Format (59) der Vergleichsgrundlage (52) für einen direkten Vergleich (53) gewandelt wird, wobei weiterhin bevorzug optional das Aufnehmen (55) des Bildes des bedruckten Gegenstandes in dem Verfahren zum Authentifizieren das Aufnehmen einer Vielzahl von Bildern mit unterschiedlichen Kameraparametern aus der Gruppe umfassend Variieren des Fokus und Variieren der Belichtungszeit umfasst, um einen Bildstapel (61) zu erzeugen, dessen Daten in einen ausgerichteten Bildstapel (63) umgeformt werden; um anschliessend in das Format (59) der Vergleichsgrundlage (52) umgewandelt zu werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Verteilung der Finderzonen (19, 20, 190) und von Detektionszonen (21) in einer vorbestimmten eine digitale Information (25) enthaltenden Matrix vorgesehen ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Detektionszone (21) auf der Basis der die darin enthaltenen Rasterpunkte (8) zusammensetzenden Recorderelemente (101) mit der Vergleichsgrundlage (52) geprüft wird und der Vergleich einen Schwellwert von entsprechenden Übereinstimmungen von erfassten Recorderelementen (101) mit den Recorderelementen (101) der Vergleichsgrundlage (52) umfasst, wobei optional eine Vielzahl von getrennten Detektionszonen (10, 21) vorgesehen ist, und als Entscheidungsgrundlage entweder ein über alle Detektionszonen (10) ermittelter Gesamtschwellwert oder einzelne Schwellwerte der einzelnen Detektionszonen (10) dienen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ausgehend von einer digitalen Vorlage (46) der Rasterpunkte aus der Druckvorstufe ein Weichzeichnungsschritt (47) eingeschaltet wird, in dem ein weichgezeichnetes Modell (48) aus der digitalen Vorlage (46) basierend auf den Daten aus der Gruppe umfassend das Drucksubstrat, die Druckfarbe und die Druckführung erzeugt wird und, optional, mit einem nachfolgenden Trainingsschritt (49) mit Originaldrucken bzw. Druckfahnen des gedruckten Modells für ein trainiertes Modell (50) trainiert wird, um ein Matching Template (52)) für eine Bildanalyse eines gewählten Ausschnittes des zu prüfenden Druckbildes zu erstellen, wobei ein Matching (53) von Matching Template (52) und dem Datensatz des zu authentisierenden Bild (59) nach Anwendung einer Qualitätsmatrix (54) die Aussage «Original» oder «Kopie» liefert.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein zu überprüfender Druck (55) unter Einsatz eines Graphenalgorithmus (58) in einen Datensatz (59) mit der gleichen Architektur wie das Matching Template (52) übersetzt, wobei optional die mathematisch formalisierte Entsprechung des Rastermusters einem dichten Netz von Knoten, die auf die Rasterpunkte des Druckbilds ausgerichtet sind, entspricht.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei vor Anwendung des Graphenalgorithmus (58) die Erfassung des zu prüfenden Drucks (55) durch Erzeugung einer Bildfolge mit unterschiedlichen Kameraparametern (60) aus der Gruppe umfassend Variation des Fokus, insbesondere in nicht äquidistanten Schritten, Variation der Belichtungszeit und Variation der Kameraposition erfolgt, wobei der erhaltende Bildstapel (61) in einem Ausrichtungsschritt (62) ausgerichtet wird, um ein Ausrichtungsvektorfeld (63) zu erhalten, wobei anschliessend die weiteren zwischen den Bildern variierenden Parameter aus der oben genannten Gruppe ermittelt werden, um ein Ergebnis (65) zu erhalten, welches mit dem besagten Graphenalgorithmus (58) verarbeitet wird.
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