JP2013527486A - 内容物を認証する方法及び内容物を認証する為の特殊ラベル - Google Patents

Abstract

特殊ラベル（００１）及び（０１４）を用いて、密封箱の内側での内容物の計数、改変の証明、及び偽造防止を行う方法であって、これらのラベルは、同じものとして製造されていても、貼り付け時にピース単位の固有の信用証明書を自動取得する。空間的な向きの指針に基づいて、これらのラベルは、ラベルの寸法に関係なく、何十億通りもの固有の組み合わせに拡張できる。これらのラベルは、他の技術と異なり、包装に貼り付けられないため、単独で誤走査されることはない。これらのセキュリティラベルは、セキュリティと追跡とを、法的に容認される改変の証明と共に統合することに向けて共通の走査方法を可能にする為に活用可能である。これらのラベルは、再利用された場合には、自身の信用証明書を自動変更する。

Description

優先権の主張
本出願は、２０１０年３月１０日にインド政府チェンナイ特許庁に出願されたインド国特許仮出願第６２５／ＣＨＥ／２０１０号（件名「Ｘ−ｒａｙ ｉｍａｇｅ ｂａｓｅｄ ｉｔｅｍ ｃｏｕｎｔｅｒ」）の優先権の利益を主張するものである。

明細書
以下の明細書は、本発明の本質を記載するものである。

本発明は、密封容器を包装場所から配達場所へ輸送する間に、密封容器の内側での内容物検査を、個数並びに本物かどうかに関して行う分野に属する。現代の顧客は、自分の託送荷物を追跡することが可能であるが、本発明によれば、輸送中の各通過点において内容物を監視及び検査することが可能になる。直接の恩恵は、品物が盗まれた場合や、形状、サイズ、及び重量が同じであって本物のラベルを付けられた偽物とすり替えられた場合に、侵入場所が識別され、運送会社が正確な情報を用いて事件を調査できることである。従って、本発明は、各通過点に説明機能を与えるものである。

品物の盗難を防ぐ方法として、ＲＦ−ＩＤタグのような方法が知られている。ＲＦ−ＩＤタグは、在庫管理及び追跡に関しては優れたソリューションであるが、サプライチェーンにおける品物の盗難／すり替えや隠れた紛失を防ぐことに関しては、頼りになる技術ではない。主に制限となるのは、ＲＦ−ＩＤ読み取り器が数えるのはＲＦ−ＩＤラベルの数であって、実際の品物の数ではないという事実である。従って、誰かが箱から品物を抜き取り、ＲＦ−ＩＤラベルだけを箱に戻しても、個数は正しいまま、ということになる。本物とすり替えられた偽の品物に本物のＲＦ−ＩＤラベルが貼られた場合は、区別がつかず、相互牽制も行われない。更に、ＲＦ−ＩＤタグは、再利用される度に自身の信用証明書を自動取得することを行わない。

本発明の主たる目的は、結果として隠れた紛失になり、検出不能且つ追跡不能のままとなり、配達場所で箱が開けられて初めて明らかになる類の侵入を検出することである。本方法は、品物の個数に関するだけではなく、品物が並べ替えられたり、形状、サイズ、及び重量が同じである偽物とすり替えられたりしていないかどうかも検出する。開示されているのは、内部関係者による脅威からも保護される、品物の盗難／すり替えの検出技術の、改良された、より強力な方法である。

以下の記載は、本発明の方法及び設計を説明するものである。

本発明は、放射線不透過性材料の内部レイヤリングがランダムに並べられ、内部に埋め込まれた特殊用途ラベルを提案する。目視では、全てのラベルが、形状、サイズ、及び貼り付け方において対称形に見える。これらのラベルは、品物単位で、又は箱単位で、指定場所にタグ付けする。外部からの目視では全てのタグが同じように見えるが、これらは、内部では、ランダムな向きの放射線不透過性レイヤリングを有している。品物は、タグ付け後、箱内で、行及び列の形で配列された複数の階層に積層する。箱のＸ線撮像を行うことにより、行方向及び列方向のタグ付けマトリックスが見られる。いずれかの品物が盗まれると、重なり合った撮像結果が変化する。偽物とすり替えられた場合、指定場所にラベルがタグ付けされていても、向きが変化し、撮像結果比較モジュールがこの変化を検出する。

別の実施形態では、これらのラベルは、不可視インクでランダムに印刷されたパターンを有することが可能であり、特殊用途カメラで走査することが可能である。不可視インクの使用が困難な場合には、黒色のパターンを有するラベルを赤色及び青色のスクリーンの下に配置することにより、これらのラベルを人間には見えないようにすることが可能である。この実施形態は、単に、箱が通過チャネルにおいて開けられていないこと、並びに、本物に見えるテープで再包装されていないことを立証するものである。

ニッチ属性を以下に列挙する。
・各通過点での内容物検査
・内部関係者に関しても全方位の説明機能及び監査機能を与える
・許可されていない開梱及び品物の並べ替えの検出
・オリジナルの品物と偽物とのすり替えの検出
・貴重な、又は破損しやすい託送荷物を輸送する間、通常の顧客満足用追跡における内容物監視を可能にする。
・証拠が具体的である為、法的証拠として許容され得る

本明細書に記載の発明を、添付図面において、限定ではなく実施例として図示する。図示の簡潔性及び明確性の為、図中に示した各構成要素は、必ずしも正しい縮尺では描いていない。例えば、明確性の為に、幾つかの構成要素の寸法は、他の構成要素よりも誇張している場合がある。
放射線不透過性材料の内部レイヤリングのタグ付けの図である。 外部からの目視では全てのタグが対称形であるように見えるが、ランダムな向きになされた放射線不透過性レイヤリングを示している、内部のタグ付けの図である。 箱の異なる２つの面にタグ付けされた品物の図である。 様々な向きの放射線不透過性レイヤリング要求を有するラベルをタグ付けして箱内に積層した品物のＸ線撮像結果を示す図である。（００４）及び（００５）は、箱の異なる２つの面からのＸ線画像である。 １つの品物が抜き取られた後のＸ線撮像結果を示す図である。 １つの品物が偽物とすり替えられて、しかも同等のラベルがタグ付けされた後のＸ線撮像結果を示す図である。 全ての品物が容器内で完全な状態のままでの撮像結果における、対称形のラベルがタグ付けされた品物の上面を示す図である。 １つの品物が容器から抜き取られたことによってパターン間隔が変化したことを示す撮像結果における、対称形のラベルがタグ付けされた品物の上面を示す図である。 所与の行及び列において、５個の品物が深さ方向に積層されていて、それぞれの品物にラベルがタグ付けされているが、１つのパターンが重なって隠れているために、４つのパターンしか表示されない、側面のＸ線画像を示す図である。 所与の行及び列において、５個の品物が深さ方向に積層されていて、それぞれの品物にラベルがタグ付けされていて、角度を付けたＸ線により、隠れていたパターンが露わになって、５つのパターンが全て表示される、側面のＸ線画像を示す図である。 不可視インクパターンを有する２つのラベルを示す図である。１つのラベルは基準パターンを有し、もう１つのラベルは実際の比較パターンを有し、基準線及び比較パターンの両方がインクでラベルに印刷されている。これらは、人間の目には見えず、適切な赤外線カメラによるデジタル走査だけが可能である。 別のタイプの２つのラベルを示す図である。基準円形粘着ラベルに２つの円が不可視インクで印刷されている。別の円は、ベーステープ上にある。ベース粘着テープに対する角度が、画像処理により、円形粘着テープの向きに応じて計算される。これらの粘着テープは、再利用できないように自己破壊可能である。 ランダムな向きの放射線不透過性ラベルの一実施形態を示す図である。不可視である放射線不透過性材料レイヤリングが、大きい方の円形の放射線透過性ラベルの中の任意の場所にランダムに埋め込まれた小さい円の形式であって、大きい方の円形ラベルの向きに応じて、固有の撮像シグネチャが自動取得される。 紙幣の束を有する箱のＸ線撮像結果を示す図である。紙幣は、長さ方向に４束、高さ方向に５束、深さ方向に５束あり、各束にスマートラベルがタグ付けされている。 放射線透過性媒体がＸ線ビームの経路に入るようにサーモコルブロックで詰め物がなされた箱のＸ線撮像結果を示す図である。２つの円形ラベルがプラスチックストラップの下にあり、盗みを働く為にはプラスチックストラップをいじる必要があり、そうするとラベルの方向が変わってしまうようになっている。 ２台のカメラを有する画像取得プラットフォームを用いることによる、台形形状の箱の、全ての面及びエッジを含む全方位走査を示す図である。

以下の記載は、品物の紛失／盗難／すり替えの、Ｘ線撮像に基づく技術の方法及び装置を説明するものである。以下の記載では、本発明が十分に理解されるように、システム構成要素の実装、タイプ、相互関係などの様々な具体的詳細を説明する。しかしながら、当業者であれば理解されるように、本発明は、そのような具体的詳細を含まずに実践してもよい。本発明が不明瞭にならないようにする為に、本発明と直接には関係しない様々な低レベル詳細や完全な命令シーケンスは、詳細には説明していない。当業者であれば、本明細書に含まれる記載により、 必要以上の実験を行わずとも、適切な機能性を実装することが可能であろう。

本明細書における「実施形態」の参照は、記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含んでよいが、全ての実施形態にとっては、その特定の特徴、構造、又は特性は、必ずしも含まなくてもよいものであることを示している。更に、そのような文言は、必ずしも同じ実施形態を参照しているわけではない。更に、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性が記載された場合、このことは、明示的記載の有無にかかわらず、当業者の知識の範囲内で、他の実施形態に関連するそのような特徴、構造、又は特性に影響を及ぼすものとする。

以下の記載及び特許請求項では、タグ内部の「放射線不透過性レイヤリング」という用語は、直線、三角形、又は円の形状のものを指すように示されているが、これは、いかなるランダム形状でも製造可能であることから、形状を限定するものではないと理解されたい。箱の内側「又は」外側でラベルを品物別にどのように貼るかは、完全に顧客毎の固有の配備要件によって決まる。同様に、本発明は、最良のセキュリティレベルが得られるものとして円形のラベルの使用を提案しているが、ラベルは他の任意の形状であってもよい。

以下、本発明の実施形態を説明する。

ランダムな向きの放射線不透過性レイヤリングを埋め込んだラベルによるタグ付け
各品物には、特殊用途ラベルをタグ付けする必要がある。図１は、人間の目に見えるラベル（００１）と、これに埋め込まれた放射線不透過性レイヤ（００２）を示している。外部からの目視ではどのタグも対称形に見えるが、内部では、各タグは、図２に示すように、ランダムな方向を向いた放射線不透過性レイヤリングを有している。別の形式のラベルを図１３に示す。ここでは、対称形に見える円形ラベルが、放射線不透過性材料の内部レイヤ（０１８）を有している。通常の場合、各箱には１つのラベルがタグ付けされる。ただし、図３に示すように、箱には複数のラベル（００３）をタグ付けすることも可能である。これらのラベルは、貼付時点でのみ自身の信用証明書を取得し、再利用の度に自身の新しい信用証明書を自動取得する。第２の実施形態は、Ｘ線ラベルを使用しない外部走査ソリューションであって、不可視パターンを有しており、特殊用途カメラによるデジタル走査が可能であり、基準ラベルのパターンに対する不可視パターンの向きで決まる自身の信用証明書を自動取得する。

基準Ｘ線撮像
この撮像は、高度の物理的セキュリティサーベイランス領域における包装場所で行わなければならない。密封箱の画像は、箱の、異なる２つの側から撮影する。即ち、図４に示すように、品物が重なっている向き（００４）と重なっていない向き（００５）で撮影する。箱を密封してから、内部撮像（００４）及び（００５）を行う。基準撮像は、積層された品物の異なる複数のタグの、ランダムな向きの放射線不透過性レイヤリングが重なり合った撮像結果を示すことになる。基準画像は、箱の固有ＩＤをインデックス付けし、デジタル署名を施してから、中央サーバに送信する。

通過点及び配達場所でのＸ線撮像
各通過点及び配達場所での箱のＸ線撮像結果を、基準画像と比較することにより、ランダムな向きの放射線不透過性レイヤリングのＸ線撮像結果が重なり合った、ラベルのマトリックスが示される。誰かが品物を並べ替えたり、盗んだり、偽物とすり替えたりした場合、撮像結果比較モジュールは、その特定の箱の基準画像と比較して、そのことを検出する。

品物の紛失／盗難の検出
いずれかの品物が紛失したり、盗まれたりした場合、積層された品物の重なり合った撮像結果は、その特定の行又は列において、大幅に異なった（００６）及び（００７）になり、画像比較モジュールは、そのことを検出してアラートを発生させる。

品物のすり替えの検出
いずれかの品物が、形状、サイズ、及び重量が同様である偽物とすり替えられた場合も、その特定の行又は列にある積層された品物に関して、重なり合った撮像結果（００８）及び（００９）は変化する。画像比較モジュールは、そのことを検出してアラートを発生させる。

品物の並べ替えの検出
２つの類似の品物の位置が入れ替わった場合も、その特定の行又は列にある積層された品物に関して、重なり合った撮像結果は変化する。画像比較モジュールは、そのことを検出してアラートを発生させる。

誤警報の低減
故意でない人間のミスによって、品物の１つがタグ付けされていない場合でも、基準画像はこれを捕捉している為、これによって誤警報は発生しない。

積層された品物のラベルの向きがまれに同じになること
何らかの偶然によって、２つの品物の向きが完全に同じになった場合、紛失や盗難があっても検出されない可能性がある。ただし、すり替えであれば、検出される。これは、すり替えられた品物の向きが再度同じになることは、実際にはまずないと考えられるからである。しかしながら、このようなまれな可能性を更に低減する為に、２つのタグを用いて、完全に重なり合う数学的確率を組み合わせることにより、２つの品物の向きが完全に同じになるケースを効果的に除外することが可能である。

中央サーバでの画像のインデックス付け
基準撮像時に、各箱には、ランダム発生させた固有ＩＤを割り当てる。固有ＩＤは、箱の、好ましくは、基準撮像を行ったのと同じ側に貼り付ける。各箱の固有の基準撮像結果にはデジタル署名が施されており、比較の際には、箱の固有ＩＤがインデックス付けされた基準画像をフェッチする。その後の全ての撮像は、基準撮像を行ったのと同じ側から行う必要がある。ネットワークチャネルの保護を強化する為に、基準撮像結果のフェッチは、ＩＰＳＥＣ／ＳＳＬのような既知のプロトコルにより暗号保護することが可能である。

画像の正規化
完璧な比較を行うには、Ｘ線撮像結果をクリーンアップすることが必要である。木箱や段ボール箱には、釘や鋲のような金属部品が含まれる場合がある。そこで、Ｘ線撮像を行う度に、その撮像結果から、基準となる空箱のＸ線撮像結果を差し引く必要がある。

品物の水平方向の動きの検出
画像取り込みモジュールが、正規化された基準画像と正規化された現在のホップの取り込み画像との間に差があると分析した場合、画像取り込みモジュールは更に、その差が、輸送中の品物の水平方向の僅かな動きによるものかどうかを調査する。箱のフル撮像結果を長さ方向及び高さ方向に複数の部分で切り取る（トリミングする）。切り取られた各部分は、深さ方向に積層された品物を表している。水平方向の動きの検出を行うには、切り取られた部分を、基準画像の対応する切り取られた部分から差し引き、次に、基準画像の切り取られた部分を、最近取り込まれた画像の対応する切り取られた部分から差し引く。これら２つの引き算の後、各画素を、水平方向のシフトに関して検査することが可能である。これが本物の水平方向の動きでない場合は、水平方向にシフトする画素の数はごく僅かである。

品物の個数についての、サイズに基づく分析
このモードは、品物の個数を数えることに用いる。この場合は、全てのラベルが、対称形且つ同一の、放射線不透過性材料のレイヤリングを有し、ランダムな向きのレイヤリングを有しない。例えば、タグが円形であれば、放射線不透過性レイヤリングも同じサイズの円になる。これらのタグは、各品物の上面の、Ｘ線ビーム方向に放射線透過性である場所に貼り付ける。Ｘ線ビームが下向きから上向きになるＸ線撮像では、フラットパネル検出器に最も近いラベルのサイズがより大きくなる。万一品物が抜き取られた場合は、Ｘ線撮像パターン内の円の最大サイズに基づいて、箱から抜き取られた品物の数を計算することが可能である。品物が抜き取られていない場合は、図７に示すように、Ｘ線撮像結果内の全ての円（０１０）が同じサイズになる。図８に示すようなサイズ変化（０１１）の量は、抜き取られた品物の個数によって決まる。この方法が最も有効に機能するのは、フラットパネル検出器を用いるＸ線装置に対してであり、箱内の全ての品物のサイズ及び形状が標準的であり、何らかのベンチマークが事前に知られている場合である。

デュアルビームＸ線撮像を用いずにパターンの重なりに起因する計数漏れを解決する代替の絶対計数方法
上述の、サイズに基づく分析では、上面からのＸ線撮像の追加と、更に、ラベルの向きに関係なく撮像時に対称形であるラベルの追加使用とが必要である。ここに提案する一代替方法では、上面からのＸ線撮像の追加を必要とせず、又、画像比較及び品物の絶対計数の両方に同じラベルを同様に利用する。これらのラベルは、放射線不透過性材料の、（例示に過ぎないが）小型の円形又は小型の矩形の類のパターンを有する。撮像ソフトウェアは、単に、側面からのＸ線撮像において各行各列の小型パターンの数を数えるだけである。所与の行及び所与の列にある小型パターンの数は、深さ方向に積層されている品物の数を与える。しかしながら、１つ以上のパターンが完全に、又は部分的に、互いに重なり合っている場合には、計数コンフリクトが発生する可能性がある。この計数コンフリクトは、角度が付いたＸ線により解決可能であり、角度が付いたＸ線は、Ｘ線装置のコンベアベルト上で箱を所定の角度に回転させるだけで達成される。Ｘ線に角度を付けると、隠れたパターンが露わになる。例えば、５個の品物が深さ方向に積層されているとして、図９では、１つのパターンが重なりによって隠れている為に、（０１２）には、小型の円が「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、及び「Ｄ」の４個しか表示されていない。箱を回転させると、図１０に示すように、角度が付いたＸ線の中に、５番目のパターン「Ｅ」が露わになる（０１３）。図示したのは、箱のフル撮像結果から切り取った１インチ×１インチの領域であり、これは、所与の行及び列における、深さ方向に積層された５個の品物の撮像結果を表している。角度が付いたＸ線の中では、１インチ×１．５インチの伸長された領域が切り取られ、隠れていたパターン「Ｅ」が露わになり、この情報が基準撮像自体の間にデジタル記録され、配達場所において照合されることが可能である。

Ｘ線撮像時の、部分的に重なり合っている円形パターンの計数
この方法は、部分的に重なり合っていて、パターンが円形の場合に限り、適用可能である。この方法は、円をその円周に沿ってトラバースした場合に、円周上の２つの等距離点の両方のｘ座標及びｙ座標の絶対差（正であれ負であれ）の総計値が常に同じ（一定）であるという事実を活用するものである。２つ以上の円が部分的に重なり合っている場合、周辺部は幾何学的に円形にはならず、この場合、ｘ座標及びｙ座標の絶対差の総計値は、重なり合ったパターンのエッジに沿って解析された同じ距離に対して、一定のままにはならない。ｘ座標及びｙ座標の絶対差の総計値が変化する度に、重なり合ったパターンの数が増え、このトラバースは、パターンの円周上の最初の開始点に到達するまで続く。

明白な特徴に関連する偽造を防ぐ隠された特徴
偽造を防止する隠された特徴が必要とされることが多い。本発明におけるこの特徴として、箱の認証について説明する。箱を密封したら、不可視パターンを印刷したラベルを、その箱に貼る。注目すべきは、この用途で使用するラベルには、放射線不透過性レイヤリングパターンが用いられず、不可視パターンが印刷されている点である。人間の目には見えないレンジでの走査が可能な特殊用途カメラで、パターンを外部からデジタル走査する。パターンは、任意の形状／サイズであってよく、単にランダムな向きの１本の線であってもよい。線の場合は、向きの度合いを撮像信用証明書にすることが可能である。撮像信用証明書は、包装に印刷された乱数と関連付けることが可能であり、従って、内部関係者によってさえ再クローンやすり替えが不可能な、ピース単位の固有シグネチャになる。偽造防止用複数乱数システムの一方式が、インド国特許第４１／ＣＨＥ／２００９号及びＰＣＴ国際出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０５０９４０号で開示されている。生産ラインでは、特殊用途カメラ画像取得システムが、各包装を外部から走査し、各包装の撮像信用証明書を固有の英数字信用証明書に関連付ける。この関連付けは、データベースに記録される。ランダムパターンは、任意の形状及びサイズであってよい。基準撮像結果の取り込みは、赤外線カメラのような特殊カメラで行い、この撮像結果を、ピース単位の固有ＩＤと関連付ける。現場での検証時には、プログラムに従って、再度、撮像結果を、固有ＩＤに関連付けられた基準撮像結果と比較する。

方向にとらわれない外部走査の為の２ラベルアプローチ
この実施形態は、おそらくは、大量輸送業界で有用である。そのような業界では、内部ランダム放射線不透過性レイヤリングを有するスマートラベルを品物毎にタグ付けすることが不可能であり、従って、箱単位の認証だけが必要とされ、箱のサイズはまちまちであるか、注文に応じて決められる。箱の形状が台形であれば、上面と下面の走査で全ての面及びエッジを走査することが可能である。この実施形態では、図１１に示すように、２つのラベルを用いる。１つは、基準パターン（０１４）を与えるベースラベル又は基準ラベルである。もう１つは、比較パターン（０１６）を有する比較ラベル（０１５）である。基準パターンの撮像結果は、比較パターン画像の向きを特定することに用いる。従って、箱の走査方向にかかわらず、基準画像に対する比較画像の向きに基づいて、画像分析を行う。両パターンは、肉眼では見えないが（人間の目には見えないインクで印刷されることが好ましい）、適切なカメラによるデジタル走査が可能である。好ましくは、これらのラベルは、セキュリティを高める為に、自己破壊可能でなければならない。比較ラベルは、形状、サイズ、及び貼り付け方において、目視では対称形に見えるはずであり、パターンの向き、パターンの形状、及びパターンのサイズだけが異なるが、これらは、人間の目には見えないインクで印刷されている。これらのラベルは、開口部が密封されるように貼らなければならない。これらのラベルは、同心の２つのラベルであってもよく、大きな直径の基準ラベルの上に、小さな直径のベースラベルを貼り付けてよい。データベースにおいて画像をインデックス付けする為に、これらのラベルにも固有ＩＤを不可視インクで印刷してよい。別の実施形態では、図１２に示すように、基準ラベル（０１７）上に２つの不可視円があってよく、ベースラベル上の円に対する角度が計算される。不可視インクを用いてパターンを作成することが実現不可能な場合は、赤色スクリーンと青色スクリーンとの組み合わせをラベルに対する粘着テープとして用いることが可能である。この場合、パターンは黒色で印刷する。例えば、赤色の背景の基準ラベルにパターンを黒色で印刷し、半透明の濃い青色のテープを用いるとパターンが不可視になるが、赤外線カメラを用いればデジタル走査が可能である。

箱ラベルにおける内部監視
品物にラベルをタグ付けすることが実行不可能な場合があるが、その場合でも内部監視は必要である。難題となるのは、箱に収容できる品物が金属製であっても非金属製であってもよいことである。箱は、サーモコルブロック又は他の任意の放射線透過性材料で詰め物がなされ、これらに沿ってストラップをかけられる。サーモコルブロックの詰め物は、フラットパネルＸ線検出器には適しているが、通常の手荷物走査用Ｘ線装置の場合は、サーモコルブロックが必要でない可能性があり、箱内の金属製内容物のＸ線撮像がスマートラベルの撮像と部分的に重なり合うような例外的な場合には、内部の金属製内容物を少し並べ替えることが必要になる場合がある。プラスチックストラップをかける前に、２つのラベルをサーモコルブロック上に配置し、ストラップを固くかけると、これらのラベルは、自身の撮像信用証明書を自動取得する。例えば、図１５に示すように、信用証明書は、相対的な向き（０１９）及び（０２０）であってよいが、これに限定されない。この箱は、これより大きな容器に入れられ、Ｘ線撮像により、信用証明書の検査が行われる。検出できない侵入があった場合は、かけたストラップを切る必要があり、その場合、ラベルは自身の向きを変化させ、撮像信用証明書は自動的に変更される。

本発明は、改変の証明及び偽造防止の観点から、密封容器の内側での内容物検査を、内容物の個数又は内容物が本物かどうかに関して行う分野に属する。現代の顧客は、自分の託送荷物を追跡することが可能であるが、本発明によれば、輸送中の各通過点において内容物を監視及び検査することが可能になる。直接の恩恵は、品物が盗まれた場合や、形状、サイズ、及び重量が同じであって本物のラベルを付けられた偽物とすり替えられた場合に、侵入場所が識別されることであり、従って、各通過点に説明機能を与えることである。

本発明は、放射線不透過性材料の内部レイヤリングがランダムに並べられ、内部に埋め込まれた特殊用途ラベルを提案する。これらのラベルは、品物単位で、又は箱単位で、指定場所にタグ付けする。外部からの目視では全てのタグが同じように見えるが、これらは、内部では、ラベル領域全体のうちの僅かな部分にのみ広がる放射線不透過性レイヤリングを有しており、この放射線不透過性レイヤリングは、包装への貼り付け後に空間的にランダムな向きを自動取得する。向きは、撮像時に、箱のエッジ同士の交差点又は任意の固定の包装場所を基準にして測定可能である。品物は、タグ付け後、箱内で、行及び列の形で配列された複数の階層に積層する。箱のＸ線撮像を行うことにより、行方向及び列方向のタグ付けマトリックスが見られる。いずれかの品物が盗まれると、複合撮像結果が変化する。偽物とすり替えられた場合、指定場所に本物のラベルがタグ付けされていても、向きが変化し、撮像結果比較モジュールがこの変化を検出する。改変の証明及び偽造防止の用途を意図された別の例示的実施形態では、Ｘ線のような内部撮像を行う代わりに、ラベルを外部から撮像する。即ち、これらのラベルは、包装の固定の外部基準点に対する、自動取得された空間的な向きを計算する為の、機械視覚向けのインプリントされたパターンを有する。両実施形態とも、全く同じに製造されれば、ラベルは、包装の向きにかかわらず視覚的には対称形であるはずであり、円形状は一例である。

別の実施形態では、これらのラベルは、不可視インクでランダムに印刷されたパターンを有することが可能であり、特殊用途カメラで走査することが可能である。不可視インクの使用が困難な場合には、黒色のパターンを有するラベルを赤色及び青色のスクリーンの下に配置することにより、これらのラベルを人間には見えないようにすることが可能である。この実施形態は、単に、箱が通過チャネルにおいて開けられていないこと、並びに、本物に見えるテープで再包装されていないことを立証するものである。この「パターン」という用語は、特定の形状、色、及び寸法を指すものと理解すべきではない。パターンは、任意の形状、文字形状、又は記号形状と様々な寸法とで製造可能だからである。ラベル上のパターンは、印刷、ラベルへのパンチング、又はラベル表面に別のレイヤを貼り付ける形で可能である。ラベルの貼り付けは、手動から完全自動貼り付け機まで、任意の方法で可能である。ラベルはハイブリッドであってよい。即ち、可視パターン及び不可視パターンの両方を同じ場所に設けることが可能である。同様に、１つのラベルの空間的な向きを、包装上の基準点に対して、同じ包装に貼られた別の同様なラベルの上に配置することが可能である。不可視パターンの表示の為に赤外線に言及したが、当業者であれば、他のスペクトルも同様に使用できるであろう。

ニッチ属性を以下に列挙する。
・各通過点における密封箱の内側での内容物検査、改変の検出、及び偽造検査
・内部関係者に関しても全方位の説明機能及び監査機能を与える
・許可されていない開梱及び品物の並べ替えの検出
・オリジナルの品物と偽物とのすり替えの検出
・貴重な、又は破損しやすい託送荷物を輸送する間、通常の顧客満足用追跡における内容物監視を可能にする。
・証拠が具体的である為、法的証拠として許容され得る

本明細書に記載の発明を、添付図面において、限定ではなく実施例として図示する。図示の簡潔性及び明確性の為、図中に示した各構成要素は、必ずしも正しい縮尺では描いていない。例えば、明確性の為に、幾つかの構成要素の寸法は、他の構成要素よりも誇張している場合がある。
放射線不透過性材料の内部レイヤリングのタグ付けの図である。 外部からの目視では全てのタグが対称形であるように見えるが、ランダムな向きになされた放射線不透過性レイヤリングを示している、内部のタグ付けの図である。 箱の異なる２つの面にタグ付けされた品物の図である。 様々な向きの放射線不透過性レイヤリングを有するラベルをタグ付けして箱内に積層した品物のＸ線撮像結果を示す図である。（００４）及び（００５）は、箱の異なる２つの面からのＸ線画像である。 １つの品物が抜き取られた後のＸ線撮像結果を示す図である。 １つの品物が偽物とすり替えられて、しかも同等のラベルがタグ付けされた後のＸ線撮像結果を示す図である。結果として、すり替えられた品物にタグ付けされたラベルの放射線不透過性パターンの向きは変化する。 全ての品物が容器内で完全な状態のままでの撮像結果における、対称形のラベルがタグ付けされた品物の上面を示す図である。 １つの品物が容器から抜き取られたことによってパターン間隔が変化したことを示す撮像結果における、対称形のラベルがタグ付けされた品物の上面を示す図である。 所与の行及び列において、５個の品物が深さ方向に積層されていて、それぞれの品物にラベルがタグ付けされているが、１つのパターンが重なって隠れているために、４つのパターンしか表示されない、側面のＸ線画像を示す図である。 所与の行及び列において、５個の品物が深さ方向に積層されていて、それぞれの品物にラベルがタグ付けされていて、角度を付けたＸ線により、隠れていたパターンが露わになって、５つのパターンが全て表示される、側面のＸ線画像を示す図である。 不可視インクパターンを有する２つのラベルを示す図である。１つのラベルは基準パターンを有し、もう１つのラベルは実際の比較パターンを有し、基準線及び比較パターンの両方がインクでラベルに印刷されている。これらは、人間の目には見えず、適切な赤外線カメラによるデジタル走査だけが可能である。 別のタイプの２つのラベルを示す図である。基準円形粘着ラベルに２つの円が不可視インクで印刷されている。別の円は、ベーステープ上にある。ベース粘着テープに対する角度が、画像処理により、円形粘着テープの向きに応じて計算される。これらの粘着テープは、再利用できないように自己破壊可能である。 ランダムな向きの放射線不透過性ラベルの一実施形態を示す図である。不可視である放射線不透過性材料レイヤリングが、大きい方の円形の放射線透過性ラベルの中の任意の場所にランダムに埋め込まれた小さい円の形式であって、大きい方の円形ラベルの向きに応じて、固有の撮像シグネチャが自動取得される。 紙幣の束を有する箱のＸ線撮像結果を示す図である。紙幣は、長さ方向に４束、高さ方向に５束、深さ方向に５束あり、各束にスマートラベルがタグ付けされている。 放射線透過性媒体がＸ線ビームの経路に入るようにサーモコルブロックで詰め物がなされた箱のＸ線撮像結果を示す図である。２つの円形ラベルがプラスチックストラップの下にあり、盗みを働く為にはプラスチックストラップをいじる必要があり、そうするとラベルの方向が変わってしまうようになっている。 ２台のカメラを有する画像取得プラットフォームを用いることによる、台形形状の箱の、全ての面及びエッジを含む全方位走査を示す図である。

明白な特徴に関連する偽造を防ぐ隠された特徴
偽造を防止する隠された特徴が必要とされることが多い。本発明のこの実施形態では、箱の認証について説明する。箱の開口エッジは、不可視パターン（０１４Ａ）及び（０１４Ｂ）が印刷されたラベルを貼って密封する。注目すべきは、この実施形態で使用するラベルには、放射線不透過性材料の内部レイヤリングが用いられず、不可視パターンを用いる点である。人間の目には見えないレンジでの走査が可能な特殊用途走査装置で、パターンを外部からデジタル走査する。包装への貼り付け後のラベルの走査された撮像結果に見られるように、パターンは、任意の形状／サイズであってよく、単にランダムな向きの１本の線であってもよい。線の場合は、包装上の固定された基準点（０１４Ｃ）に対する、インプリントされたパターンの空間的な向きを、撮像信用証明書にすることが可能である。撮像信用証明書は、包装に印刷された乱数と関連付けることが可能であり、従って、内部関係者によってさえ再クローンやすり替えが不可能な、ピース単位の固有シグネチャになる。生産ラインでは、特殊用途画像取得システムが、各包装を外部から走査し、各包装の撮像信用証明書を固有の英数字信用証明書に関連付ける。この関連付けは、データベースに記録される。ランダムパターンは、任意の形状及びサイズであってよい。基準撮像結果は、特殊スキャナで取り込み、画像から抽出された空間的な向きを、ピース単位の固有ＩＤと関連付ける。現場での検証時には、撮像結果から抽出された空間的な向きを、プログラムに従って、再度、固有ＩＤに関連付けられた基準の空間的な向きと比較する。

方向にとらわれない外部走査の為の２ラベルアプローチ
この実施形態は、おそらくは、大量輸送業界で有用である。そのような業界では、内部ランダム放射線不透過性レイヤリングを有するスマートラベルを品物毎にタグ付けすることが不可能であり、従って、箱単位の認証だけが必要とされ、箱のサイズはまちまちであるか、注文に応じて決められる。箱の形状が台形であれば、上面と下面の走査で全ての面及びエッジを走査することが可能である。この実施形態では、図１１に示すように、２つのラベルを用いる。１つは、基準パターン（０１４）を与えるベースラベル又は基準ラベルである。もう１つは、比較パターン（０１６）を有する比較ラベル（０１５）である。基準パターンの撮像結果は、比較パターン画像の向きを特定することに用いる。従って、箱の走査方向にかかわらず、基準画像に対する比較画像の空間的な向きに基づいて、画像分析を行う。両パターンは、肉眼では見えないが（人間の目には見えないインクで印刷されることが好ましい）、適切なカメラによるデジタル走査が可能である。好ましくは、これらのラベルは、セキュリティを高める為に、自己破壊可能でなければならない。比較ラベルは、形状、サイズ、及び貼り付け方において、目視では対称形に見えるはずであり、パターンの向き、パターンの形状、及びパターンのサイズだけが異なるが、これらは、人間の目には見えないインクで印刷されている。これらのラベルは、開口部が密封されるように貼らなければならない。これらのラベルは、同心の２つのラベルであってもよく、大きな直径の基準ラベルの上に、小さな直径のベースラベルを貼り付けてよい。データベースにおいて画像をインデックス付けする為に、これらのラベルにも固有ＩＤを不可視インクで印刷してよい。固有ＩＤは、セキュリティと追跡を統合する為に、バーコード、ＱＲコード、ＲＦＩＤタグ、又は磁気ストライプのような任意の追跡技術の形式であってよく、統合された追跡信用証明書の複製が、ラベルの空間的な向きに基づいて検出される。別の実施形態では、図１２に示すように、基準ラベル（０１７）上に２つの不可視円があってよく、ベースラベル上の円に対する角度及び距離が計算される。不可視インクを用いてパターンを作成することが実現不可能な場合は、赤色スクリーンと青色スクリーンとの組み合わせをラベルに対する粘着テープとして用いることが可能である。この場合、パターンは黒色で印刷する。例えば、赤色の背景の基準ラベルにパターンを黒色で印刷し、半透明の濃い青色のテープを用いるとパターンが不可視になるが、赤外線カメラを用いればデジタル走査が可能である。同様に、当業者であれば理解されるように、インプリントされたパターンを不可視にする為に、他の様々な色の組み合わせを用いることが可能である。

箱ラベルにおける内部監視
内部走査実施形態である内容物検査においては、品物にラベルをタグ付けすることが輸送の観点から実行不可能な場合があるが、その場合でも内部監視は必要である。難題となるのは、箱に収容できる品物が金属製であっても非金属製であってもよいことである。箱は、サーモコルブロック又は他の任意の放射線透過性材料で詰め物がなされ、これらに沿ってストラップをかけられる。サーモコルブロックの詰め物が適しているのは、箱の内部の金属製内容物のＸ線撮像結果が、スマートラベルの撮像結果と部分的に重なり合っていて、内部の金属製内容物を少し並べ替えることが必要になる場合がある。プラスチック又は伸縮性のストラップをかける前に、２つのラベルをサーモコルブロック上に配置し、ストラップを固くかけると、これらのラベルは、自身の撮像信用証明書を自動取得する。例えば、図１５に示すように、信用証明書は、相対的な向き（０１９）及び（０２０）であってよいが、これに限定されない。この箱は、これより大きな容器に入れられ、Ｘ線撮像により、信用証明書の検査が行われる。検出できない侵入があった場合は、かけたストラップを切る必要があり、その場合、ラベルは自身の向きを変化させ、撮像信用証明書は自動的に変更される。改変検出の外部走査実施形態の場合、ラベルを貼る際には、粘着面が伸縮性ストラップと箱の面の両方を覆うようにする。ラベルの空間的な向きを計算し、これを伸縮性ベルト上のマーキングと組み合わせて、全方位改変検出信用証明書を形成する。箱の他の面／エッジから改変を行うのは、少なくとも伸縮性ストラップを動かさない限り不可能であり、行った場合は、全方位改変検出信用証明書の変化に基づいて検出される。
空間的な向きの活用
角度の刻みを０．０５度とすることにより、１つの円形ラベルは、７２００通りの固有の組み合わせを有することが可能である。固有の組み合わせの数をより多くするには、隣接する３つのラベルを用いると、固有の組み合わせの総数は３０００億を超える（７２００×７２００×７２００）。不可視パターンを使用できない場合は、形状が同じで、色又は寸法が相互混合形式で狭い範囲で様々に異なる複数の可視パターンをラベルに持たせて、スキャナだけが個々のパターンを区別及び選択して空間的な向きを計算することが可能であるようにして、可視パターンを用いた場合でも複製が非常に困難であるようにすることが可能である。

Claims (14)

1. 密封箱の内側での内容物の計数及び認証の方法であって、放射線不透過性材料のレイヤリングをランダムに埋め込んだラベルを用いて託送荷物のタグ付けを行い、各ラベルは、外部からの目視では対称形に見えるが、前記ラベルの前記内部放射線不透過性レイヤリングの向きがランダムであることによる、前記ラベルのＸ線撮像においてのみ検出可能な固有の撮像シグネチャを作成し、最初の貼り付け時又は再利用時に自身の新しい撮像信用証明書を自動取得する、内容物の計数及び認証の方法。
2. 前記ラベルは、任意の形状であってよく、好ましくは、最高のセキュリティの為に円形であってよい、請求項１に記載の、内容物の計数及び認証の方法。
3. ランダムな向きの放射線不透過性材料を含むラベルの重なり合ったＸ線撮像結果と、基準画像の、行方向及び列方向に切り取られた部分の重なり合ったＸ線撮像結果とを比較することにより、品物の紛失、盗難、並べ替え、又はすり替えを検出する、請求項１に記載の、内容物の計数及び認証の方法。
4. 基準撮像結果の、行方向及び列方向に切り取られた部分と、最近取得された撮像結果の対応する切り取られた部分との差を監視することにより、箱内の所与の行位置及び列位置においてＸ線ビームの方向に積層された品物の、輸送中の水平方向の動きを検出することによって、品物の紛失又は盗難又はすり替えの誤警報を特定する、請求項１に記載の、内容物の計数及び認証の方法。
5. 各品物の上面に、内部で対称形である放射線不透過性レイヤリングのラベルがタグ付けされた容器を撮像することが可能であり、ラベル同士のＸ線撮像結果のサイズ分析により、容器内の品物の紛失を検出することが可能である、請求項１に記載の、内容物の計数及び認証の方法。
6. 深さ方向に積層された品物の算術的計数は、タグ付け時点でのみ自身の撮像信用証明書を自動取得する各円形ラベルのランダムな向きによるパターンの数をＸ線撮像時に数えることにより行われる、請求項１に記載の、内容物の計数及び認証の方法。
7. パターンの部分的な（又は完全な）重なりに起因する計数漏れは、Ｘ線装置のコンベアベルト上で箱を特定の角度だけ回転させて、隠れていたパターンを露わにすることにより解決される、請求項６に記載の、内容物の計数及び認証の方法。
8. 部分的に重なり合った円形パターンは、重なり合ったパターンのエッジに沿って解析された等距離に対応する両方のｘ座標及びｙ座標の絶対差の総計値を観測することによって検出され、この総計値が、前記エッジに沿って解析された等距離に対して変化する度に、重なり合った円が計数の為に記録される、請求項１に記載の、内容物の計数及び認証の方法。
9. 箱と放射線透過性サーモコルブロックとにまとめてストラップをかけ、ランダムな向きの放射線不透過性材料の内部レイヤリングを埋め込んだラベルをストラップベルト内に配置して、ストラップが固くかけられていながらラベルが自身の撮像信用証明書を自動取得するようにし、箱全体をより大きな容器に入れることが可能であり、ホップ毎のＸ線撮像によって前記信用証明書を検査することによって、内部走査による前記箱の認証を達成する、内容物の認証の方法。
10. 肉眼では見えないインクで印刷される、サイズ、形状、及び向きがランダムなパターンを包装上に印刷し、特殊カメラで取り込まれた、ピース単位の基準撮像結果に、データベースにおいて、ピース単位の固有ＩＤをインデックス付けして、隠された偽造防止の実装とする、隠された偽造防止の方法。
11. 赤色の背景にパターンが黒色で印刷された基準ラベルの上に半透明の濃い青色の粘着テープを用いることにより、不可視インクを用いることなく、且つ、デジタル走査は可能であるように、基準ラベル上のパターンを不可視にする、外部走査による内容物の認証の方法。
12. 箱の開口エッジに２つのラベル、即ち、比較ラベル及び基準ラベルを適用することにより、方向にとらわれない外部画像走査による箱認証を達成し、両ラベルのパターンは、人間の目には見えないインクで印刷し、取得された撮像結果を、基準ラベル上のパターンに対する比較ラベル上のパターンの向きに関して分析し、前記関連付けが、特殊カメラにより、且つ箱単位の固有ＩＤと関連付けられて、固有の信用情報としてデータベースに記録される、外部走査による内容物の認証の方法。
13. 使用される前記基準ラベルは、任意の形状であってよく、好ましくは、最高のセキュリティの為に円形である、請求項１２に記載の、内容物の認証の方法。
14. 箱の全ての面及びエッジの全方位走査を行って、隠れた侵入を検出することを、２台の特殊用途カメラがマウントされたプラットフォームにおいて透明な棚板に台形形状の箱を配置し、１台のカメラで上面から走査し、もう１台のカメラで下面から走査することにより行う、請求項１２に記載の、外部走査による内容物の認証の方法。

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