HRP20191038A2 - Dualno označavanje u vidljivom i bliskom infracrvenom spektru sa sitotiskarskom tehnologijom - Google Patents

Abstract

Ovim izumom se rješava problem krivotvorenja brendiranih proizvoda, otvaranje mogućnosti novih pravaca u marketingu, dodavanje novih vrijednosti proizvodima kao i novim umjetničkim i dizajnerskim rješenjima ostvarenih sitotiskarskom tehnologijom. <BR/><BR/>Pronađeno je rješenje imlementacije skrivene oznake ili slike unutar postojećeg vidljivog koloriranog materijala pomoću sitotiskarske tehnologije. Takve dvije slike nisu istovremeno vidljive jedna pored druge, već je druga slika sakrivena u vidljivom dizajnu površine, a detektibilna tek s upotrebom jednostavne infracrvene detekcije.<BR/> <BR/>U metodi se ne stvaraju dualna bojila (V-vidljiva i NIR- Near InfraRed) nego dualne (V i NIR) kombinacije s postojećim bojilima u sitotisku. Metoda se primjenjuje u jednom prolazu kroz tiskovni proces, a ne naknadnim dotiskivanjima što bi bilo podložnije krivotvorenjima, ali i težu paser i registar kontrolu tiskarskog procesa. Izum je primjenjiv na način da se ne mijenja postojeći tiskarski proces na različite materijale. Metoda se sastoji od matematičkog modela s definiranim parametrima za direktnu primjenu nastalog mjerenjem bojila nakon sitotiska u vidljivom i infracrvenom spektru. Ova metoda nema ograničenja u veličini i formatu pa je zaštićena površina materijala limitirana jedino ispisnim formatom sitotiskarske tehnologije. Nije moguće skenirati i kopirati tako izveden proizvod jer se s tranzicijom u RGB kolor prostor infracrvena informacija gubi.This invention solves the problem of counterfeiting branded products, opening up opportunities for new directions in marketing, adding new values to products, as well as new artistic and design solutions achieved by screen printing technology.<BR/><BR/>A solution to the implementation of a hidden tag or image within the existing visible colour material has been found using screen printing technology. Such two images are not simultaneously visible side by side, but the other image is hidden in visible surface design, and is only detectable using simple infrared detection.<BR/><BR/>The method does not create dual dyes (V-visible and NIR- Near InfraRed) but dual (V and NIR) combinations with existing dyes in screen printing. The method is applied in one pass through the printing process, not subsequent pressings which would be more susceptible to forgery, but also more difficult paser and register control of the printing process. The invention is applicable in such a way that the existing printing process does not change with respect to different materials. The method consists of a mathematical model with defined parameters for direct application resulting from the measurement of dyes after screen printing in the visible and infrared spectra. This method has no limitations in size and format, so the protected surface of the material is limited only by the printing format of screen printing technology. It is not possible to scan and copy such a product because with the transition to RGB colour space the infrared information is lost.

Description

Područje tehnike

Prema Međunarodnoj klasifikaciji patenata predmet izuma može se klasificirati slijedećim oznakama:

B41 - TISKANJE

B41M 3/14 – Tisak vrijednosnih papira

B44F 1/00 - Crteži ili slike karakteristične po posebnim ili neobičnim svjetlosnim učincima

B44F 1/12 - Vrijednosni papir ili papirnati novac ako je od važnosti uzorak slike ili zaštita od krivotvorenja

Tehnički problem i rješenje tehničkog problema za koje se zahtijeva zaštita

Ovim izumom se rješava problem krivotvorenja brendiranih proizvoda, otvaranje mogućnosti novih pravaca u marketingu, dodavanje novih vrijednosti proizvodima kao i novim umjetničkim i dizajnerskim rješenjima koja koriste sitotiskarsku tehnologiju i bojila.

Istraživanje je započelo od potrebe podizanja razine zaštite prilikom bojanja odnosno koloriranja raznih materijala pomoću sitotiskarske tehnike i bojila. Došlo se je do ideje da se pronađe rješenje ugradnje skrivene oznake ili slike unutar postojećeg vidljivog koloriranog materijala. Cilj je bio da te dvije slike nisu istovremeno vidljive jedna pored druge, već da druga slika bude sakrivena u vidljivom dizajnu površine, a detektibilna tek s upotrebom bliske infracrvene detekcije.

U metodi se ne stvaraju dualna bojila (V-visible and NIR- Near InfraRed) nego dualne (V i NIR) kombinacije s postojećim bojilima u sitotisku. Metoda se primjenjuje u jednom prolazu kroz tiskovni proces, a ne naknadnim dotiskivanjima što bi bilo podložnije krivotvorenjima, ali i težu paser i registar kontrolu tiskarskog procesa.

Metoda funkcionira i u polutonskoj tehnici kao i u drugim oblicima rasterskog elementa, a ne samo točke. Čak može biti u istoj polutonskoj definiciji (i po frekvenciji rasterskog elementa i po algoritmu rasta istog) tako da se može koristiti bilo koji PostScript polutonski algoritam. Ova tehnika radi i u FM tehnici pa je potpuno neovisna o vrsti rastriranja jer se uopće ne bazira na rasterskoj metodi već na količini standardne sitotiskarske boje za dobivanje kontinuiranog tona za naše oči. Jedna slika štiti drugu sliku tokom proizvodnje reprodukcije, tokom autentifikacije i tokom pokušaja krivotvorenja. Na taj način se podiže razina zaštite proizvoda i materijala.

Stanje tehnike

Današnje stanje tehnike reprodukcije slika i njezine detekcije kvalitete se bazira na definicijama izvorišta svjetlosti, vrsti tiskarske boje, tehnikama rastriranja, prikaznim monitorima i njihovim kalibracijama, ekspozicijama svjetla, kolor separacijama, vrsti materijala i tehnikama tiskarske tehnologije, ali unutar vidljivog područja od 390 nm do 770 nm.

Postoje iskustva i s detektorima posebno stvorenih boja u ultraljubičastom području kao i u infracrvenom području, ali ta posebno stvorena bojila nisu uopće pogodna za realizaciju kolor portreta slika. Mnoge reprofotografske tehnike kao i kvalitativni mjerni uređaji otiska današnjice podložni su ljudskom vidu i doživljaju boje od strane čovjeka. Grafička priprema, prikaz na kolor monitorima, in-line kontrole tiska, CTP (Computer To Plate) kao i moderne tehnike tiska zahtijevaju optiku razvijenu za vidljivi dio spektra. Zbog toga je borba protiv krivotvorenja zaštićenih dokumenata otežana jer su te tehnologije toliko raširene, proučene i poznate da se s tim znanjima ne može napraviti veliki potreban iskorak u zaštitama proizvoda.

Materije se drukčije ponašaju u drugim dijelovima spektra pod drugim detektorima različitim od ljudskog oka. Neka bojila čovjek doživljava kao tamnu boju, a na primjer pod blisko infracrvenim detektorom daje svijetli doživljaj. Sam pojam boje nestaje izvan vidljivog dijela spektra. Izvan vidljivog dijela spektra se detektira samo određeni intenzitet zračenja neke materije, a ne više tristimulusni doživljaj boje. Zbog toga se često primjenjuje pseudokoloriranje kod istraživanja detektiranih odziva izvan vidljivog dijela spektra da bi čovjek sa svojim doživljajem boje kvalitetnije i brže zaključivao o svojstvima primljene slike. Tisak i svi vezani procesi su potpuno ovisni o vidljivom svjetlu i ograničenjima i mogućnostima ljudskog vida.

Upravo manjak istraživanja tiska i pripadnih vezanih tehnika u bliskom infracrvenom području otvara područje podizanja nivoa zaštite protiv krivotvorenja. Tehnike koje danas postoje za sitotisak u boji na različitim materijalima skoro nikako ne koriste blisko infracrveno područje u momentu stvaranja reprodukcije slike.

Nakon analize postojećeg stanja tehnike priložena su tri patenta koja koriste infracrveno područje za skrivanje informacija, a drukčija su po mogućnostima i izvedbi od naše predložene metode.

Japanese Patent No. 2008-188974 nudi metodu koja koristi boje s absorbirajućom i neabsorbirajućim IR svojstvom pa je osnova metode u stvaranju bojila prije same tiskarske primjene, a ne na korištenju standardne CMYK tehnike. Ta metoda upotrebljava bojila koja imaju odziv pod IR-om dok u isto vrijeme daju vidljivu boju kao što mogu biti cijan, magenta ili žuta što može korespondirati s vidljivom bojom procesnih boja. Takva metoda je skupa i ograničena je na custom bojila, a ne na postojeća standardna bojila u sitotiskarskoj tehnologiji.

Japanese Patent No. 2008-068511 kombinira pozadinske uzorke i otisnute uzorke koji se kombiniraju tako da je sekundarno područje priređeno u prvo područje s preklapanjem za formiranje latentne slike s time da prvo područje formira sliku bez sekundarnog područja i prvo područje se tiska s prvom tiskarskom bojom, a drugo područje s drugom tiskarskom bojom gdje prva tiskarska boja i druga tiskarska boja stvaraju metameriski par.

Japanese Patent No. 2007-030448 nudi metodu s dvije namješane spot boje gdje se upotrebljava dodatna laminacija kao dodatna tehnika. Tu je naglasak na postojanju odnosno odabiru jedne boje u dva različita namješavanja, a tek onda na tehnici primjene koja se bavi gradiranom upotrebom tih dvaju bojila sa svojstvom iste vidljive boje, a različitog nivoa IR detekcije. U skladu s tim je ciljano napravljena tehnika za ugradnju QR kodova. Našom metodom se QR kod također može ugrađivati i to dodatno u CMYK šarene slike, a ne samo u CMYK jednotonske slike što bi bilo analogno ovoj metodi.

European Patent No. 1449674 daje metodu koja se bazira na ugradnji zasebne Postscript polutonsko generirane tehnike gdje se u jednu polutonsku regiju, koja se tiska s C. M, i Y za dio slike bez infracrvene absorpcije, ugrađuju još dvije polutonske regije gdje se jedna regija tiska s IR absorcijskom bojom kao Crna, a druga sa C, M I Y što daje u oku crnu boju, ali nema IR absorpciju kao što je ima sama Crna boja. Polutonske točke koje daju dojam polutonskog tona slike se tiskaju s prvom polutonskom regijom a druge dvije vrste polutonskih regija služe za ugradnju latentne slike. U toj metodi se koristi metoda generiranja specijalne polutonske točke predložene u Japanese Patent laid-Open No. 11-268228. Ova metoda je ograničena samo na one tehnologije koje mogu koristiti AM halftone tehniku rastriranja.

Naša predložena metoda je potpuno neovisna o vrsti rastriranja i ne koristi specijalna bojila.

Izlaganje suštine izuma

Suština izuma je dualno označavanje u vidljivom i blisko infracrvenom spektru na materijalima i proizvodima s upotrebom sitotiskarske tehnologije. Takva metoda osigurava nemogućnost skaniranja i kopiranja jer se s tranzicijom u RGB kolor prostor gubi ugrađena nevidljiva infracrvena informacija. Prva slika je vidljiva golim okom dok je druga na istoj poziciji potpuno skrivena i vidljiva tek u NIR spektru na 1000 nm (uvodimo oznaku Z za tu poziciju).

Metoda je primjenljiva u amlitudno moduliranim i frekventno moduliranim metodama rastriranja, odnosno metoda je nezavisna o tehnici rastriranja koja se primjenjuje u ispisu. Upotrebom konvencionalnih sitotiskarskih bojila ova metoda ne poskupljuje izradu proizvoda.

Različita transformacija iz RGB u CMYK kolor prostor se primjenjuje na svaki grafički piksel ili vektorski element. U ovoj metodi reprodukcija slike respektira svojstva sitotiskarskih bojila na kojima se izvodi ugradnja zaštitne informacije.

Kratak opis crteža

Priloženi crteži koji su uključeni u opis i koji čine dio opisa izuma, prikazuju jedan od načina izvedbe dualnog označavanja u vidljivom i bliskom infracrvenom spektru sa sitotiskarskom tehnologijom:

Slika 1. prikazuje X0 kolor sliku 10 koja nema NIR 1000 nm komponentu

Slika 2. prikazuje S0 sliku 20 koja predstavlja masku za inicijalizaciju metode odnosno pripadne monokromatske slikovne elemente S0i 21 koji se žele ugraditi u sliku X0 kao NIR 1000 nm detektibilna slika

Slika 3. je rezultat predložene metode s kojom se dobija skrivena slika S 30 koja je ugrađena u konačnu kolor sliku X 31 i može se detektirati u NIR području na 1000 nm

Detaljan opis najmanje jednog od načina ostvarenja izuma

Slika 1. prikazuje X0 kolor sliku 10 koja nema NIR komponentu, a Slika 2. prikazuje S0 sliku 20 koja predstavlja masku za inicijalizaciju metode. Na Slici 3. primjenom predložene metode dobija se konačna skrivena slika S 30 koja je ugrađena u konačnu kolor sliku X 31 i može se detektirati u NIR području na 1000 nm. Slika S 30 se razlikuje od slike S0 20 stoga što ovisi o slici nosiocu X0 10, a konačna kolor slika X 31 se razlikuje od X0 10 stoga što ovisi o slici maske S020. Slike S 30 i S0 20 su monokromatske slike jer se vide samo kao intenziteti na 1000 nm što se prikazuje ovdje kao sivi ton. Oznake X0i 11, S0i 21, Xi 33 i Si 32 predstavljaju pripadne slikovne elemente (eng. pixels) slika X0 10, S0 20, X 31 i S 30. Svi slikovni elementi X0i 11 se jedan za drugim podvrgavaju transformaciji predmetnom metodom.

Planirani dijelovi otisnutog materijala sa sitotiskarskom tehnikom upijaju NIR svjetlo točno po zadanom planu prema razvijenom matematičkom modelu koji se tu detaljno objašnjava. Testirano je sitotiskarsko nanošenje bojila na različitim materijalima koje upijaju svijetlo jednako u V spektru, a različito u NIR spektru kao i obrnuto: jednako u NIR spektru, a različito u V spektru. To omogućava kreiranje dvostrukih slika koje su smještene na istom mjestu, a separirane po svojstvu upijanja različitih svjetlosti.

Prilaže se matematički model za dualno označavanje sa sitotiskarskom tehnologijom. Polazi se od konvencionalne relacije (1) transformacije RGB kolor prostora u CMY kolor prostor na komplementaran način bez dodavanja parametara utjecaja vrste bojila, podloge i vrste tiskarskog procesa. Tu se radi o istoj boji samo u drugom komplementarnom sustavu.

= ;(1)

Na taj način bilo koja RGB slika ulazi u model kao slika X0 10 sastavljena od slikovnih elemenata X0i 11 koji imaju ovu definiciju boje:

X0i = (2)

U ovoj prijavi se patentira metoda i rezultati u obliku parametara za gotovu upotrebu (kao kuharica) što se dobilo nakon puno mjerenja i eksperimenata.

Ukratko ćemo opisati eksperimentalni tijek dobivanja parametara što inače nije stvar patentiranja. Proširenje parametara za naš patent zasniva se na eksperimentima izvođenja bojila „blizanaca“. Boje blizanci su boje čije su razlike vrijednosti „delta E“ manje od vrijednosti 3. Plan pokusa i mjerenja je bio postupak koji uključuje mjerenje „delta E“ i spektroskopiju u području od 300 do 1000 nm. Boja sa sastavom od procesnih bojila C, M, Y, a u kojem sastavu nema K karbon crne boje naznačena je kao Z0 (3) boja odnosno boja koja nema NIR odziv na 1000 nm.

Z0 = (3);

Da bi se mogla izvesti kvalitetna interpolacija prilazi se stvaranju drugog blizanca iste boje koja se sastoji od 40% karbon crne boje K i označena je Z40(4).

Z40= ; (4)

Sastoji se od eksperimentalno utvrđenih količina C,M,Y koje zbog toga nazivamo (CMY)40. Recepture količine (CMY)40 su određene za bojila u tehnologiji sitotiska na platnu. Za eksperimentalno prihvaćene vrijednosti Z0 i Z40 primjenjena je regresiona motoda određivanja međusobne zavisnosti što na kraju i rezultira jednadžbama i parametrima što se i patentira. Ostale vrijednosti ZK (za zadani karbon crni udio k) se izračunavaju iz linearnog odnosa Z40 prema Z0. Ta aproksimacija nas zadovoljava u tehnologiji sitotiska na platnu.

Koraci metode:

Korak 1.:

Za svaki slikovni element X0i 11 iz slike X0 10 izvršava se slijedeća matematička operacija

Z40i=ASITO . TZ0i ; (5) gdje je

ASITO = ; (6) TZ0i = ;(7)

Z40i = ; (8)

sa svojstvom štićenja granica iznosa Z40i= min (100, max (0.0, Z40i).

Matrica ASITO je nastala kao regresioni model na bazi mjerenja bojila nakon sitotiska. To zadovoljava model s tri nezavisne varijable gdje svaka od C, M, Y u stanju Z40 ovisi o sve tri boje iz stanja Z0. Vektor TZ0i (7)unosi iznose boja iz X0i(2) za prikladno množenje s koeficijentima matrice ASITO.

Korak 2.:

Za svaki slikovni element X0i 11 se definira ki kao mogući iznos karbon crne u ovisnosti o monokromatskim iznosima slikovnih elemenata S0i 21 iz slike maske S0 20 koja se želi nevidljivo ugraditi na ovaj način (taj iznos je izražen u postotku zacrnjenja kao jedna brojka):

S0i; S0i < kmax

ki= (9)

kmax; S0i >= kmax

gdje je kmax = min (C0i, M0i, Y0i).

Korak 3.:

Za svaki slikovni element X0i 11 se definiraju konačne jednadže za definiranje slike X 31 sa slikovnim elementima Xi33 (11) koja ima svojstvo dualnosti otisnuta sitotiskarskom tehnologijom:

Ci= C0i + (C40i-C0i) k/40

Mi= M0i + (M40i-M0i) k/40 (10)

Yi= Y0i + (Y40i-Y0i) k/40

Si=k

Xi = (11)

Svaki slikovni element (pixel) ili boja vektorske grafike može proći transformaciju kroz ovaj model. Rezultat je digitalni zapis slike koja će nakon klasičnog sitotiskarskog otiskivanja sadržavati željenu skrivenu sliku.

Industrijska primjena izuma

Prilikom izrade proizvoda kod kojih postoji mogućnost krivotvorenja s ovim izumom otvara se novo poglavlje u zaštiti istih primjenom bliskog infracrvenog spektra. Infracrveni slikovni elementi ljudskom oku nisu vidljivi, no upotrebom uređaja koji detektiraju odziv u bliskom infracrvenom dijelu spektra ti zaštitni elementi postaju vidljivi.

Ova metoda nema ograničenja u veličini i formatu pa je zaštićena površina materijala limitirana jedino ispisnim formatom sitotiskarske tehnologije. Nije moguće skenirati i kopirati tako izveden proizvod jer se s tranzicijom u RGB kolor prostor infracrvena informacija gubi.

Izum je primjenjiv na način da se ne mijenja postojeći sitotiskarski proces. Na taj način se proizvod može potpuno inovativno brendirati, individualizirati, dizajnirati i zaštititi.

Otvaraju se potpuno nove marketinške mogućnosti koje u sebi sadržavaju tajnovitost, nevidljivost, provokativnost i znatiželju. Svaki proizvod ima dvije priče, vidljivu i nevidljivu, koje mogu, ali ne moraju biti povezane. Par vidljivo-nevidljivo može definirati potpunu individualnost odnosno unikatnost proizvoda. Sakrivena slika ili poruka se lako detektira preko kamera s ugrađenom mogućnošću promatranja bliskog infracrvenog spektra.

Popis upotrijebljenih pozivnih oznaka

10 - X0 kolor slika koja nema NIR 1000 nm komponentu

11 - X0i slikovni elementi kolor slike X0 koji nemaju NIR 1000 nm komponentu

20 - S0 monokromatska slika koja predstavlja masku na X0 za inicijalizaciju metode s kojom se želi ugraditi željena NIR 1000 nm detektibilna slika

21 - monokromatski slikovni elementi S0i slike S0 koji se žele ugraditi u sliku X0 kao NIR 1000 nm detektibilni slikovni elementi

30 - skrivena slika S koja je ugrađena u konačnu kolor sliku X i može se detektirati u NIR području na 1000 nm

31 - konačna CMYK kolor slika X koja je vidljivo ista početnoj slici X0 , ali u sebi ima skrivenu sliku S

32 – monokromatski iznos i-tog slikovnog elementa (Si) koji će se detektirati na 1000 nm

33 – kolorni CMYK iznos i-tog slikovnog elementa (Xi) koji ima dualno svojstvo – vidljivo, NIR skriveno

Claims (3)

1. Metoda dualnog označavanja u vidljivom i bliskom infracrvenom spektru sa sitotiskarskom tehnologijom, naznačena time, da se metoda sastoji od matematičkog modela definiranog jednadžbama (5), (6), (7), (8), (9), (10) i (11).

2. Metoda dualnog označavanja u vidljivom i bliskom infracrvenom spektru sa sitotiskarskom tehnologijom prema zahtjevu 1, naznačena time, da se detekcija vrši detektorima u bliskom infracrvenom području na 1000 nm.

3. Metoda dualnog označavanja u vidljivom i bliskom infracrvenom spektru sa sitotiskarskom tehnologijom prema zahtjevu 1, naznačena time, da je metoda primjenljiva u amlitudno moduliranim i frekventno moduliranim metodama rastriranja, odnosno metoda je nezavisna o tehnici rastriranja koja se primjenjuje u sitotiskarskom procesu