JP5528457B2 - 幾何学的コード認証方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、幾何学的コードを認証する方法及び装置に関する。詳細には、本発明は、１次元（「１Ｄ」と呼ばれる）、２次元（「２Ｄ」と呼ばれる）、及び３次元（「３Ｄ」）のバーコード及びＤａｔａ Ｍａｔｒｉｘ（登録商標）に関する。

Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘコードは、高密度２次元バーコードシンボルであり、２，３３５個の英数字、又は３，１１６個の数字までの大量の情報を約１ｃｍ２の小さな区域内で表すことを可能にする。Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘコードはパブリックドメインである。Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘは、並置ドット又は方形のマトリクスの形態である。

Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘコードは、ＩＳＯ ＩＥＣ１６０２２規格でコンパイルされる。この規格下では、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘシンボルは、Ｅｒｒｏｒ Ｃｈｅｃｋｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ（エラー検査訂正）又は「ＥＣＣ」として周知の種々のロバスト性レベルを包含でき、部分的に劣化され又は隠された場合でも読み出すことができる。この規格には、１Ｄバーコード（ＥＡＮ１３、その他）などのシンボルが劣化した場合にロバスト性を提供しないＥＣＣ０００から、最高レベルのセキュリティを提供するＥＣＣ２００（シンボルが最大約２０％まで判読可能性を維持する）まで、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘの幾つかの変形形態が可能である。

Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘの主要な適用区域は、極小の機械的又は電気的部材のマーキングに向けたものである。とりわけ、ＮＡＳＡ（「Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ｓｐａｃｅ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ」）によりスペースシャトルの構成部材の各々にマーキングするために使用される。通常の用途では、スイス国などの幾つかの国で郵便料金用に使用され、最近では、「タグ」（又は標識）と呼ばれることが多い一部のモバイル用途で使用される。Ｆｌａｓｈｃｏｄｅ（登録商標）は、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘ規格を用いた専用商業的実施である。

Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘ ＥＣＣ２００は、ＧＳ１（「Ｇｌｏｂａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ」の頭文字）により導入された規格のうちの１つであり、ＡＦＳＳＡＰＳ（「Ａｇｅｎｃｅ Ｆｒａｎｃａｉｓｅ ｄｅ Ｓｅｃｕｒｉｔe Ｓａｎｉｔａｉｒｅ ｄｅｓ Ｐｒｏｄｕｉｔｓ ｄｅ Ｓａｎｔe」（Ｆｒｅｎｃｈ Ｈｅａｌｔｈ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｓａｆｅｔｙ Ａｇｅｎｃｙ）の頭文字）は、２０１１年１月までに、市販許可を受ける全ての薬剤について現在の法律上の記載に加えて幾つかの事前定義情報を包含する２Ｄ Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘコードを含むよう表明している。

Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘは、このデータの（キャプチャ画像に基づく）復号機械又はリーダが迅速で信頼性があるように、画像形式で保存できるデータ量を最大にするよう設計された。しかしながら、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘは保存データをセキュアにするように設計されておらず、現在ではこの問題が益々発生している。

すなわち、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘの復号は、オープンな規格に準拠して実施され、データへのデジタル署名を暗号化及び／又は適用するためにどのような暗号キーも導入していない。しかしながら、保存メッセージは、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘを形成するために変調前に暗号化又はデジタル署名することができる。従って、正当なメッセージを誰かが偽造する（すなわち、その内容を変更する）可能性、又は正当なメッセージの作成者であると偽る可能性も無しに、メッセージのソース及び完全性を保証することができる。

しかしながら、暗号技術は、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘデータの正確な複製又は「クローン作成」に対しての保護は提供していない。多くの偽造防止応用において、偽造者は、コピー保護要素を包含していない場合には、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘを含む文書、パッケージング、又は他の物の完全なコピーを容易に作ることができるので、これらの正確な複製に対する保護は不可欠である。一部のトラックアンドトレース応用により、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘに含まれる識別子を用いてサプライチェーン全体にわたって製品を追跡することができ、このようにして、識別子が２回以上見つかった場合には複製物が存在すると判定され、又は、識別子がサプライチェーンの他の場所にあるはずの製品を示した場合には流通上の異常を識別することができる。

確かに、外見上同一の２つの製品うちのどちらがオリジナルであるのかを判定することが最終的にできない場合でも、サプライチェーンの全レベルでの単一のトレーサビリティは偽造に対処する助けとなる。しかしながら、ほとんどの場合、このようなトレーサビリティシステムは、２つの異なる場所で見つかった同じＤａｔａ Ｍａｔｒｉｘを有する２つの製品がそのようなものとして識別できるように一元管理しなければならないので、あまりに高コストであり、又は単純に実施不能である。

これは、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘを用いる権利保有者が文書又は製品の真正性を確保するために他の手段を用いることが多いことに起因する。例えば、幾つかの解決策は、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘに近接して位置付けられるホログラム又はＯＶＤ（「Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ（光学的可変デバイス）」の頭文字）などの認証コードを組み合わせるセキュアラベルに基づいている。

残念ながら、使用される手段は、一般に高価で且つ非効率的である。高価であるとは、多くの認証技術が光学的効果の構築に先進的技術を必要とするためである。非効率的であるとは、光学的効果が低コストで且つ十分な精度で模擬できるようになってきているためである。更に、これらの効果は、識別子の本質的保護を提供しない。例えば、認証手段を包含する文書のセットが盗まれた場合、任意のＤａｔａ Ｍａｔｒｉｘコードをこれに施工することができる。

Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘは、例えば、特別なインクでマーキングすることにより、コピーに対してセキュアにすることができる。しかしながら、偽造者は、特別なインクを益々容易に入手することができ、この解決策は真にセキュアではなく、同時に依然として高コストである。従って、多くの用途において、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘコードはレーザアブレーションにより施工される。

特許文献ＵＳ２００８／０２５２０６６は、多色２Ｄバーコードを印刷することを提案しており、その読み込み及び／又は認証には、印刷されたコードを異なる光源及び／又はスペクトルフィルタによって照射する必要がある。残念なことに、多色インクの使用は、製造が高コストで且つ複雑であり、検出するために専用のイメージキャプチャ手段を必要とし、認証可能性が制限される。加えて、このような手法は、使用するインクのタイプを容易に見つけ出し、適切なスペクトル照明を用いて印刷コードを判定することができる確固たる敵対者に対抗する高いセキュリティを提供するものではない。

特許文献ＵＳ２００８／１１０９９０は、印刷ヘッドに回転を施すことを提案しており、この作用は、印刷バーコードのキャプチャ画像に基づいて後で検出し測定することができる。しかしながら、この文献は、記載される方法が印刷ヘッドの回転ができない印刷手段で作られたコピーだけを検出できることは、非明示的に認識される。従って、この特許は、同じ印刷手段で作られた偽造物に対抗する真の保護を提供するものではなく、特定の印刷媒体の使用を必要とする点で限定的であり、その用途が大きく制限される。

特許文献ＷＯ２００８／００３９６４は、例えば、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘのセルサイズを拡大又は縮小することにより、或いはブラックセルの先端をクロッピング又は非クロッピングすることによって第２のレベルの情報を提示するように、様々な情報担持素子により１Ｄ及び２Ｄバーコードの第２のレベルの情報を組み込む方法を提案している。この提案は、認証に使用できる第２のレベルの情報が印刷の時点で挿入され、これは好都合で且つ安価であるので、従来技術の欠点の一部を解決している。この手法は、この方法に気付いていない偽造者、及び第１のレベルの情報を再生することによってバーコードを複製するだけの偽造者に関してはセキュア(安全)である。しかしながら、第２のレベルは、存在に気付いた偽造者によって容易且つ正確にコピーすることができる。加えて、当該文献は、第２の情報レベルは高品質の印刷手段によりコピーできるが、コピー防止特性は最大限にされる（当該文献の１２頁、９から１２行）と述べている。

ＵＳ２００８／０２５２０６６公報 ＵＳ２００８／１１０９９０公報 ＷＯ２００８／００３９６４公報

本発明の目的はこれらの欠点を是正することである。詳細には、本発明は、上記の文献の結論とは異なり、バーコードを印刷するのに使用するのと同じ印刷方法を用いて、物理的及び数学的にコピーすることが不可能な第２のレベルの情報を含めることを可能にする方法に関する。

この目的を達成するために、第１の態様によれば、本発明は、形状及び／又は色がメッセージに応じて変化する幾何学領域を備えたコードを認証する方法であって、幾何学領域を提供するよう、メッセージに応じて可変の幾何学領域を備えたコードを生成するステップと、数値を提供するためデジタル認証コードを生成するステップと、幾何学領域の少なくとも一部及び／又は幾何学領域間の少なくとも１つのスペースにおいてデジタル認証コードの一部を含む、コードの幾何学領域の画像を形成するステップと、を含む、ことを特徴とする方法を意図したものである。

従って、本発明により、２Ｄバーコードは、この２Ｄバーコードを判読可能にしたままその画像に基づいて純粋なデジタル手段により直接認証することが可能になる。

以下において「ＤＡＣ」とも呼ばれるデジタル認証コードは、例えば媒体の印刷又は局所的変化により媒体上にマーキングされたときに、一般的にはキャプチャ画像から自動的に測定可能であるがコピー時には変化する特性を担持するデジタル画像である点を想起されたい。デジタル認証コードは一般に、少なくとも１つのコピーの影響を受ける信号の劣化に基づいており、このような信号は、コピーの影響を受ける測定可能な特性を備えた画像要素により担持される。

従って、デジタル認証コードの一部を含む幾何学領域は、該幾何学領域がコピーされたときに一般に劣化されるよう設計された可変のマーキング特性を有する。

デジタル認証コードの特定のタイプはまた、包含する文献を識別又は追跡可能にする情報のアイテムを含むことができる。ＤＡＣは、コピー保護に極めて有利である。実際には、ＤＡＣは、製造が極めて安価で、組み込みが特に容易であり、画像キャプチャ手段を有する機械によって読み込むことができると共に、コピー処理に対して高いレベルのセキュリティを提供できる。本発明の実施により、幾何学領域を有するコード（例えば、バー）がＤＡＣと密接に結び付けられる。

本発明は、幾何学領域とＤＡＣとを単に並置したコードよりも優れた利点を有することが分かる。第１に、前記手法は、文書上に２つのコードをそれぞれ別の時間に印刷することを含み、これは、スペースを必要とし、セキュアな文書を生成する方法をより複雑にすることになる。第２に、認証には、幾何学領域を備えた、１つがＤＡＣ及び他がコードである２つの画像をキャプチャすることを必要とし、読み込み方法が不便になる。最後に、Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘが印刷される前にＤＡＣを担持する幾つかの文書の入手に成功した、或いは、オリジナルのＤＡＣを包含する印刷プレート又はファイルの入手を成し遂げた偽造者は、ＤＡＣに関連付けられる真正のＤａｔａ Ｍａｔｒｉｘコードのクローンを作成することによって「正規の」文書を生成できることになる。

画像形成ステップは、例えば、印刷、材料アブレーション、固体転写、又は例えば加熱を受けることによる物理的又は化学的局所変化を含むことができることが分かる。

特定の特徴によれば、画像形成に固有の物理的不確定性に起因して、画像形成ステップは、第１の事前定義値よりも大きく第２の事前定義値よりも小さい誤り率をデジタル認証コードの表現物に割り当てる。

デジタル認証コード（ＤＡＣ）は、離散的値をとる種々の要素から構成される点を想起されたい。バイナリコードの場合、各要素は、ブラック（印刷）セルとホワイト（非印刷）セルとにより表すことができる。検出時には、正しくない値を含むセルの割合に相当する誤り率が求められる。誤り率は、信号エネルギーとノイズエネルギーとの比に直接関連している点に留意されたい。

例えば、第１の事前定義値は１０％であり、第２の事前定義値は３５％である。

特定の特徴によれば、画像形成に固有の物理的不確定性に起因して、可変幾何学領域に対して同じコードの２つの形成の間の画像形成ステップは、第３の事前定義値よりも大きく第４の事前定義値よりも小さい変動をデジタル認証コードの表現物に割り当てる

例えば、第３の事前定義値は２％であり、第４の事前定義値は４５％である。

特定の特徴によれば、画像形成に固有の物理的不確定性に起因して、画像形成ステップは、デジタル認証コードの表現物の信号対ノイズ比が第５の事前定義値よりも小さいように、ノイズをデジタル認証コードの表現物に割り当てる。

特定の特徴によれば、画像形成に固有の物理的不確定性に起因して、画像形成ステップは、デジタル認証コードの表現物の信号対ノイズ比が第６の事前定義値よりも大きいように、ノイズをデジタル認証コードの表現物に割り当てる。

例えば、信号対ノイズ比の第６の事前定義値は０．０５であり、第５の事前定義値は２．６３であり、結果として、最適コピー検出性能の少なくとも２５％のコピー検出性能が得られる（値０．５６に対して得られる）。

例えば、信号対ノイズ比の第６の事前定義値は０．１１であり、第５の事前定義値は１．８であり、結果として、最適コピー検出性能の少なくとも７５％のコピー検出性能が得られる（値０．５６に対して得られる）。

例えば、信号対ノイズ比の第６の事前定義値は０．３２であり、第５の事前定義値は０．９３あり、結果として、最適コピー検出性能の少なくとも９０％のコピー検出性能が得られる（値０．５６に対して得られる）。

特定の特徴によれば、上記要約において説明された本発明の主題である方法は更に、画像を形成する条件を決定するステップと、画像形成条件に応じて、デジタル認証コードの少なくとも一部のセルの物理的特性を決定するステップと、を含む。

特定の特徴によれば、可変幾何学領域を備えたコードを生成するステップにおいて、可変幾何学領域が、メッセージに応じてその幅及び／又はスペースが変化するほぼ平行の矩形バーである。

従って、本発明は１次元バーコードに適用される。

特定の特徴によれば、可変幾何学領域を備えたコードを生成するステップにおいて、可変幾何学領域が、メッセージに応じてその色及び／又は少なくとも１つの寸法が変化するマトリクスに挿入される方形領域である。

従って、本発明は２次元バーコードに適用される。

特定の特徴によれば、幾何学領域の少なくとも一部においてデジタル認証コードの一部を含む、幾何学領域を備えたコードの画像形成ステップにおいて、デジタル認証コードが可変幾何学領域の少なくとも１つの寸法の変動の形態をとる。

特定の特徴によれば、幾何学領域の少なくとも一部においてデジタル認証コードの一部を含む、幾何学領域を備えたコードの画像形成ステップにおいて、可変幾何学領域を備えたコードの幾何学領域に挿入されるデジタル認証コードの各部分が、幾何学領域の寸法よりも少なくとも一桁小さい矩形セルの分布の形態をとり、セルの一部が幾何学領域とは異なる色を有する。

特定の特徴によれば、デジタル認証コードの一部を含む各幾何学領域において、セルの面積が幾何学領域の面積の４分の１よりも小さい。

特定の特徴によれば、上記要約において説明された本発明の主題である方法は更に、情報を符号化してデジタル認証コードにするステップを含む。

特定の特徴によれば、情報がメッセージに基づき、及び／又はメッセージが情報に基づいている。

従って、ＤＡＣによって担持される情報を修正させることなくメッセージを修正すること、及び／又はその逆も実施可能ではないので、認証が強化される。

特定の特徴によれば、上記情報は、画像形成ステップ中に画像に影響を及ぼす物理的不確定性に起因したデジタル認証コードの劣化の測定値を表す。

例えば、情報は、画像形成ステップに起因した信号対ノイズ比又はオリジナルのデジタル認証コードとの相関率の誤り率を表す。この情報は、劣化の期待レベル、又はコードがコピーとみなされる劣化レベル限界を表すことができる。従って、画像の認証は、可変幾何学領域を備えたコードに挿入されるデジタル認証コードの画像をキャプチャするよう設計されたリーダにより自動的に実施することができ、これは担持する情報全体を通じて通常レベルの劣化を示すと、この劣化レベルではキャプチャ画像はデジタル認証コードのコピーである。

特定の特徴によれば、本発明の主題である方法は更に、画像形成中に生成されたデジタル認証コードの劣化を測定するステップを含む。

特定の特徴によれば、劣化測定ステップにおいて、デジタル認証コードに埋め込まれた誤り検出コードが使用される。

上記測定値又は「スコア」は、例えば、正確に決定されたビットの割合、又はオリジナルＤＡＣとキャプチャ画像から測定されたＤＡＣとの間の相関係数である。

特定の特徴によれば、上記要約において説明された本発明の主題である方法は、生成画像のインプリントを求めるステップを含み、該インプリントが、画像形成ステップ中のデジタル認証コードの劣化の関数である。

このようにして、可変幾何学領域を備えたコードを担持する物体又は文書は、可変幾何学領域を備えたコード及びデジタル認証コードが複数の物体又は文書において同一である場合でも識別、すなわち認識することができる。

第２の態様によれば、本発明は、形状及び／又は色がメッセージに応じて変化する幾何学領域を備えたコードを認証する装置であって、該装置が、幾何学領域を提供するよう設計された、メッセージに応じて可変の幾何学領域を備えたコードを生成する手段と、数値を提供するよう設計された、デジタル認証コードを生成する手段と、幾何学領域の少なくとも一部及び／又は幾何学領域間の少なくとも１つのスペースにおいてデジタル認証コードの一部を含む、コードの幾何学領域の画像を形成する手段と、を備える、ことを特徴とする装置を意図したものである。

第３の態様によれば、本発明は、キャプチャ画像で表される、形状及び／又は色が変化する幾何学領域を備えたコードを認証する方法であって、本方法が、幾何学領域の平均形状及び色により担持されるメッセージを読み込むステップと、幾何学領域を備えたコードの幾何学領域の少なくとも一部において表されるデジタル認証コードの劣化のレベルを測定するステップと、劣化のレベルに少なくとも基づいて、幾何学領域を備えたコードの真正性を判定するステップと、を含むことを特徴とする方法を意図したものである。

第４の態様によれば、本発明は、キャプチャ画像で表され、形状及び／又は色を有する幾何学領域を備えたコードを認証する方法であって、本方法が、幾何学領域の平均形状及び色により担持されるメッセージを読み込む手段と、幾何学領域を備えたコードの幾何学領域の少なくとも一部において表されるデジタル認証コードの劣化のレベルを測定する手段と、劣化のレベルに少なくとも基づいて可変幾何学領域を備えたコードの真正性を判定するよう設計された、幾何学領域を備えたコードの真正性を判定する手段と、を含むことを特徴とする方法を意図したものである。

第５の態様によれば、本発明は、形状及び／又は色がメッセージに応じて変化する幾何学領域を備えたコードであって、該コードが、幾何学領域を介したメッセージと、デジタル認証コードと、を表しており、デジタル認証コードが、幾何学領域の少なくとも一部において該デジタル認証コードに応じて変化する特性マーキングを使用する、ことを特徴とするコードを意図したものである。

本発明の主題である、これらの装置、方法、及びコードの利点、目的、及び／又は特定の特徴は、上記要約において説明された本発明の第１の態様の主題である認証方法と同様であるので、ここでは繰り返し説明しない。

本発明の他の利点、目的、及び特定の特徴は、添付の図面を参照しながら以下で非限定的な実施例として提供される詳細な説明から明らかになるであろう。

従来技術において公知のデータマトリクス(Data Matrix) を示す図である。 図１Ａに示すデータマトリクスの拡大図である。 本発明の主題であるコードの特定の実施形態を示す図である。 図２Ａのコードの一部の拡大図である。 本発明の主題であるコードの特定の実施形態を示す図である。 図３Ａのコードの一部の拡大図である。 本発明の主題である方法の特定の実施形態において利用されるステップを示す論理図である。 本発明の主題である方法の特定の実施形態において利用されるステップを示す論理図である。 本発明の主題である方法の特定の実施形態において利用されるステップを示す論理図である。 本発明の主題である方法の特定の実施形態において利用されるステップを示す論理図である。 本発明の主題である装置の特定の実施形態の概略図である。 本発明の主題であるコードの特定の実施形態の図である。 図９Ａのコードの一部の拡大図である。 信号対ノイズ比に応じて、最適値に関して正規化されたコピー保護性能を示す図である。

明細書全体を通じて、用語「画像形成」及び「印刷」は、例えば、インク堆積、材料アブレーション、固体転写、又は例えば加熱を受けることによる物理的又は化学的局所変化による検出可能なマーキングの情報を説明するのに用いる。

以下の説明は２次元バーコードの場合についてなされているが、本発明は、物体に対するこのタイプのマーキング及び印刷に限定されず、むしろ、メッセージに応じてその形状及び／又はタイプが変化する幾何学領域を備えたコードのマーキング及び印刷の全てのタイプ、特に物体表面上に形成される１次元、２次元、又は３次元バーコード及び物体表面下のマーキングに適用される。

１次元バーコードの場合、コードの幾何学領域は、白と黒が交互した矩形の垂直バーであり、その幅はコードが保持するメッセージに応じて異なる。

２次元バーコードの場合、コードの幾何学領域は、規則的グリッドを形成する方形体であり、その色は、コードが保持するメッセージに応じて異なる。

本明細書の残りの部分において、これらの幾何学領域は「セル」と呼ばれる。

２Ｄバーコード（データマトリクスとも呼ばれる）を直接認証するための方法及び装置、より具体的には、可変出力レーザ及び固定出力レーザによりマーキングされるデジタル認証コード（「ＤＡＣ」）を組み込むことにより印刷される２Ｄバーコードを認証する方法及び装置が以下で詳細に説明される。

２ＤバーコードへのＤＡＣの統合に関して、組み込みＤＡＣを含むデータマトリクスを生成する方法は、図４を参照して以下で説明する。ＤＡＣを生成するための推奨設定、詳細には、インチ当たりのピクセルの解像度及び使用セルのタイプ（例えば、ＤＡＣを構成する要素の形状及びサイズ）は、例えば既知の方法を用いて、印刷方法（髪、インク、印刷機械、文書）に対して事前に決定されている点に留意されたい。

認証パターンの画像形成に最適な設定を決定する方法に関して、単一ソースの認証パターンの種々の印刷を可能な限り容易に分離できるようにする最適な劣化レベルが存在する。従って、印刷の劣化レベルが極めて低い、例えば、１％又は２％（識別子パターンのセル又はピクセルの１又は２％が完全なキャプチャから読み違える）である場合、極めて正確なキャプチャ及び／又は極めて正確な分析アルゴリズムが存在する場合を除いて、単一識別子パターンの種々の印刷は互いに極めて近接している。同様に、劣化のレベルが極めて高い、例えば、４５％又は５０％（識別子パターンのセル又はピクセルの４５又は５０％が完全なキャプチャから読み違え、５０％は、読み込まれたマトリクスとソースマトリクスとの間に統計的相関関係が存在しないことを示している）の場合、印刷識別子パターンは互いにほとんど区別がつかない。実際には、最適な劣化レベルは２５％近くであり、適用条件が許せば、このレベルに近接していることが好ましい。事実上、２５％劣化では、印刷変動及びひいては劣化が本来確率的なものであると仮定すると、印刷識別子パターンのドットの各々について、他の印刷識別子パターンとは異なる確率が最大にされる。

利用される印刷手段によって印刷されることになる画像を形成したときの期待される誤り率の２次分析は以下で与えられる。

デジタル認証コード（「ＤＡＣ」）は離散的値をとる種々の要素から構成される点を想起されたい。バイナリコードの場合、各要素はブラック（印刷）セルとホワイト（非印刷）セルとにより表すことができる。検出時には、正しくない値を含むセルの割合に相当する誤り率が求められる。誤り率は、信号エネルギーとノイズエネルギーとの比に直接関連している点に留意されたい。

コピーの検出を最適化することが可能なＶＣＤＰをどのようにして生成できるかを決定するために、決定理論に基づくモデルが以下で提示される。画像（又はドット）に対して測定された特性は信号で表される。分析を簡単にするために、デジタル信号が印刷前にバイナリ値を有し、バイナリ値を持つことができる特性（例えば、２つのサイズのドット、２つの位置、その他）に相当すると仮定する。この仮定は、ほとんどのプロセスがバイナリ画像を処理している事実により妥当であるとみなされる。明らかに、分析の結果は、特に、ドット特性に対して複数の可能な値を有するより複雑なケースに拡張することができる。ＶＣＤＰの印刷は、ガウスノイズを付加することによりモデル化される。更にまた、コピーの印刷もまた同じエネルギーのガウスノイズを付加することによりモデル化されるように、コピーが同じ印刷プロセスで行われると仮定する。加えて、コピーを印刷する前の信号をキャプチャする偽造者は、誤りの確率を最小にする初期値を推定することによるバイナリ信号の再構築が余儀なくされる。

このモデルは、１ｘ１ピクセル又は１ｘ２ピクセル（例えば、２４００ｄｐｉで印刷時）のドットサイズを有することができるＶＣＤＰに直接対応し、このため、偽造者は、測定グレースケール又はドットの推定表面積に従ってスキャンから再構成された画像のドットサイズの１つを必然的に選ばなければならない。モデルはまた、例えば、１ピクセル毎に変化する位置を有するＶＣＤＰに対応する。

このモデルから、最適検出器、検出器の値の統計的分布、及びコピー検出を最大化するパラメータ値が導かれる。

以下の表に様々な変数をまとめている。

一般性を失うことなく、ソース信号は等確率であり、すなわち、次の通りである。

印刷ノイズは次のガウス分布に従う。

モデルの仮定は次の通りに要約される。

偽造者が誤りの確率を最小限に抑えるか否かは、信号を＋ａから−ａの間の最も近い値に復元することにより容易にチェックすることができる。

その結果として、検出問題は、以下の２つの仮定Ｈ₀，Ｈ₁を区別することからなる。すなわち、

偽造者が正確に値を推定した確率は、

受け取った信号の確率分布は、以下の通りであり、ここで、仮定Ｈ₁において２つのガウス分布の組み合わせがある。

相関器により最適分類関数が得られるか否かをチェックする。ネイマン・ピアソン(Neyman-Pearson)検出器試験は、尤度比が閾値ｔを超える、すなわち、

であるか否かに関わらず、Ｈ₁を決定する。

尤度比は、以下によって得られる。

対数及び新しい閾値ｔ’をとると、以下が得られる。

従って、分類関数は簡単な相関器Ｔ’であり、その値は、信号をコピーとして分類するために閾値ｔ’よりも小さくなければならない。

両方の仮定についての統計値Ｔ’が決定される。Ｔ’はガウス分布（Ｎ ｈｉｇｈが真である）に従い、その平均及び分散が両方の仮定について導かれる。

仮定Ｈ₁ についての分散の第２項、すなわち、

は、コピーが同じオリジナルに由来する場合には排除することができる。実際には、偽造者は、大量のコピーを作るために、１つのオリジナルだけを用いることにより彼らの作業を最小限にするので、本項の排除は妥当である。

分散が等しい場合には、検出性能は、偏差係数ｄ² によって特徴付けることができ、該係数は、分散Ｔ’により正規化された２つの仮定の関数Ｔ’の平均差に相当する。

検出性能は偏差係数と共に増大するので、目的は、次式を最大にするγの値を求めることである。

図１０は、最適値に正規化されてγの関数として得られた、固定値Ｎについての式（２５）の値を示している。本図は以下のように解釈することができる。ゼロに近いγ値は、信号を基準として極めて高ノイズであることに相当し、極めて高ノイズであるときには、信号は第１の印刷に関して劣化が激しく、偽造者は、極めて低い幾つかの推定誤差を導入する。逆に、過度に大きなγ値では、信号はあまり劣化しておらず、ほとんどの場合、偽造者は推定誤差を導入しない。これら２つの極端な事象の間では、式は最適値を通し、これに対して値は、γ≒０．７５２であるように数値的に推定される。

この値に対して、偽造者が正確に値を求めていない確率はほぼ２２．６％であることは注目に値する。

実際には、これは、信号対ノイズ比 γ² を印刷中に０．７５２２（すなわち０．５６５）にできる限り近く得ることを伴う。

この比の値を目標とする方法をより理解するために、実施例を取り上げてみる。ＶＣＤＰが２つの可能性のあるドットサイズ（ピクセル数で表される）で生成されると仮定すると、ドットサイズは９ピクセル（例えば、３ｘ３ピクセル）である。ドットサイズは、例えば、グレースケールについての局所適応閾値化及び閾値未満のピクセルのカウントによるなど、多数のアルゴリズムを利用することにより測定することができる点に留意されたい。９ピクセルのドットは、十分な回数印刷される。キャプチャ画像において、各ドットのピクセル数の平均及び標準偏差が測定される。平均１２が得られ（平均増大３３％が観測される）、標準偏差が４であると仮定する。標準偏差は、本発明のモデルの式においてノイズを記述する値σに対応する。従って、ほぼ３の値は、最適値に極めて近い比
γ＝０．７５
を得るために信号ａを目標とする。この信号値を得るために、例えば、１５及び６ピクセルの２つのドットサイズを定義することができる。

好ましくは、画像形成に固有の物理的不確定性に起因して、画像形成ステップは、第１の事前定義値よりも大きく第２の事前定義値よりも小さい誤り率をデジタル認証コードの表現物に割り当てる。例えば、第１の事前定義値は１０％であり、第２の事前定義値は３５％である。

好ましくは、画像形成に固有の物理的不確定性に起因して、可変幾何学領域に対して同じコードの２つの形成の間の画像形成ステップは、第３の事前定義値よりも大きく第４の事前定義値よりも小さい変動をデジタル認証コードの表現物に割り当てる。例えば、第３の事前定義値は２％であり、第４の事前定義値は４５％である。

好ましくは、画像形成に固有の物理的不確定性に起因して、画像形成ステップは、ノイズをデジタル認証コードの表現物に割り当て、デジタル認証コードの表現物の信号対ノイズ比は、第５の事前定義値よりも小さく、好ましくは第６の事前定義値よりも大きい。

第１の実施例では、信号対ノイズ比の第６の事前定義値は０．０５であり、第５の事前定義値は２．６３であり、結果として、最適コピー検出性能の少なくとも２５％のコピー検出性能が得られる（値０．５６に対して得られる）。

より好ましくは、信号対ノイズ比の第６の事前定義値は０．１１であり、第５の事前定義値は１．８であり、結果として、最適コピー検出性能の少なくとも７５％のコピー検出性能が得られる（値０．５６に対して得られる）。

更に好ましくは、信号対ノイズ比の第６の事前定義値は０．３２であり、第５の事前定義値は０．９３あり、結果として、最適コピー検出性能の少なくとも９０％のコピー検出性能が得られる（値０．５６に対して得られる）。

印刷パラメータを最適化する可能なアルゴリズムを以下で説明する。
− ステップ７２０において、識別子パターンが利用可能な表面積、例えばスクエア測定１／６インチを受け取る。
− ステップ７２１において、種々の実施可能な印刷解像度に相当する異なるデジタルサイズを有する識別子パターンの複数のデジタル画像が生成される。例えば、４００ドット／ピクセルで６６ｘ６６ピクセルの１つの識別子パターン、６００ドット／ピクセルで１００ｘ１００ピクセルの１つの識別子パターン、８００ドット／ピクセルで１３３ｘ１３３ピクセルの１つの識別子パターン、１２００ドット／ピクセルで２００ｘ２００ピクセルの１つの識別子パターン。
− ステップ７２２において、異なるデジタルサイズを有する識別子パターンの各々は、好適な解像度で複数回、例えば１００回印刷され、印刷寸法は利用可能な表面積に対応する。
− ステップ７２３において、各タイプについて、印刷された識別子パターンの各々は、複数回、例えば３回キャプチャされる。
− ステップ７２４において、各識別子パターンのインプリントが算出され、該インプリントは、画像形成ステップ中のデジタル認証コードの劣化の関数であり、上記インプリントは一般に、各個々の誤りの不規則性に起因して形成された各画像に固有である。ステップ７２５において、同じ印刷解像度でキャプチャ識別子パターンのペア全てについて同様のスコアが算出される。
− ステップ７２６において、上述の汎用インプリント抽出の試験において説明した方法は、印刷解像度の各々について「インプリント分離度」を測定することに従い、この分離度の最大値をもたらす印刷解像度が選択される。

変形形態において、複数のセキュアな情報マトリクスは、異なる印刷解像度で印刷され、他の場合に説明されたアルゴリズムの１つを用いて算出されたように誤り率２５％をもたらす印刷解像度が決定される。

変形形態において、印刷解像度は、同一印刷に対応するインプリントの比較に基づいて算出されたスコアの最低値と、異なる印刷に対応するインプリントの比較に基づいて算出されたスコアの最高値との間の差違が最も大きいように選択される。

図４に示すように、ステップ１０５の間、１つ又は複数のメッセージ、１つ又はそれ以上のキー、データマトリクスの物理的サイズ、及び印刷解像度が受け取られる。

任意選択のステップ１１０において、ＤＡＣに挿入されることになるコードメッセージがキー及びメッセージに基づいて決定される。詳細には、ＤＡＣからのメッセージは、データマトリクスで表されるメッセージと相関付けることができ、そのメッセージの１つは、認証を強化するために（部分的に）他のメッセージに基づいている。

ステップ１１５の間に、ステップ１０５において受け取ったメッセージの少なくとも１つからデータマトリクスが生成される。

ステップ１２０において、データマトリクスのブラックセルの数が決定され、ファインダーパターンは、データマトリクスに含めることができ、或いは含まれない場合もある。

ステップ１２５において、ブラックセル、印刷解像度及び物理的サイズの数に応じてＤＡＣの要素の数を決定する。

ステップ１３０において、アイテム、キー及びメッセージの数に応じて、ＤＡＣ要素の各々により得られる値は、ＤＡＣ生成アルゴリズムを用いることにより求められる。ＤＡＣ生成アルゴリズムは、暗号化、符号化、及びスルランブル（例えば、順列及び／又は置換）を含むことが多い点に留意されたい。

ステップ１３５において、データマトリクスのデジタル画像が、ブラックセルの数に対応するピクセルにおいて所定の順序（例えば、左から右、次いで上から下）でＤＡＣの値を入力することによって生成される。

ステップ１４０において、物体を印刷又はマーキングし、ＤＡＣを組み込んだデータマトリクスのデジタル画像を形成する。

１つの実施例が以下で与えられ、ここで図１に示すデータマトリクス１５０は、メッセージに基づき、標準アルゴリズムに従って生成された。データマトリクス１５０のサイズは、ファインダーパターンを含む２６ｘ２６セルであり、３４４ブラックセルを有し、更にファインダーパターンを含む。

６００ピクセル／インチ（ｐｐｉ）の解像度を可能にする印刷手段で印刷し、ほぼ１ｃｍｘ１ｃｍの面積を占めることが望ましい。１ｃｍと透過の画像のピクセルサイズは、２３６ｘ２３６ピクセル、又は２６セル及び０．０７ピクセル／セル（各寸法）において、２３６ピクセルである。各寸法で９ピクセル／セルに丸めると、２３４ピクセルｘ２３４（２６ｘ９＝２３４であるので）のデータマトリクスサイズが得られ、９ｘ９＝８１ピクセル／セルが存在する。

３４４ブラックセルがあるので、ブラックセル全体にわたって生成されたＤＡＣは、８１ｘ３４４＝２７，８６４ピクセルを有することができる。従って、１ビット／ピクセルを有するＤＡＣを生成することができ、よってＤＡＣは２７，８６４ビットを有することになる。ＤＡＣは、既知のアルゴリズムに従ってキー及びメッセージから生成され、ＤＡＣの値はブラックセルに挿入される。

図２は、データマトリクス１５０から生成された、本発明の対象であるデータマトリクス１６０を示し、ここでＤＡＣはブラックセル全体に分布される。印刷手段、すなわちインク、又は紙又は他の媒体に応じて、例えば、セル中に「孔」を有するので、データマトリクスの品質が復号にとって不十分である可能性がある。このことを是正するために、変形形態において、ピクセルの部分集合がＤＡＣの値を担持するためにブラックセルから選択される。例えば、１つおきのピクセルが選択され、非選択ピクセルは黒いままであり、平均で７５％ブラックピクセル／セルをもたらす。すなわち、２７．８６４／２＝１３，９３２ビットのＤＡＣが存在する。図３はこのようなデータマトリクス１７０を示している。ブラックセルのピクセルの部分集合がまた、暗号キーに基づいて選択することができる。

好ましくは、データマトリクスの判読性は、変更したことによりあまり影響を受けない。例えば、発明者らは、６００ｐｐｉの解像度（サイズは１ｃｍ）でオフィス用レーザプリンタを用いてデータマトリクスコード１５０、１６０、１７０を印刷し、次いで、バーコード検証装置「ＴｒｕＣｈｅｃｋ ＵＳＢ ｖｅｒｉｆｉｅｒ」（登録商標）を用いてデータマトリクスのグレードを判定した。対照として機能するデータマトリクス１５０は、「Ａ」グレードが得られ、データマトリクスコード１６０及び１７０は、それぞれ「Ｂ」及び「Ａ」を獲得した。データマトリクス１６０は、データマトリクス１７０よりも認証（及び／又はメッセージを担持）するためのより多くの情報を包含している点に留意して、データマトリクスの品質と、ＤＡＣに包含される情報量との間に反相関関係があることが分かる。ＤＡＣの変調に利用可能なスペースは、実際には、アプリケーションに受け入れられるグレードに依存する。この場合、「Ｂ」グレードが受け入れられる場合（通常は「Ｃ」グレードよりも上が受け入れられる）、より多くの情報を含むデータマトリクス１６０が選択されるのが好ましい。「Ａ」グレードだけが受け入れられる場合、データマトリクス１７０が選択される。そうでない場合、使用されるセルの利用率は、必要な最小グレードを目標とするよう調整される。

ＤＡＣの要素の数を増加させるために、ホワイト（非マーキング）領域を用いることもできる。この場合、復号が妨げられないように、ホワイト領域の色濃度を低く保つことが必要とされる。例えば、ホワイト領域のピクセルの２０％を用いることができ、ブラック領域と接触する可能性がある領域の境目を除外するのが好ましい。ＤＡＣが等確率のバイナリ値を有する場合、平均してピクセルの１０％がブラックであり、セルの相関率が僅かに妨げられる点に留意されたい。上記の実施例において、ホワイト領域の７ｘ７内部ピクセルが使用されることになり、これらのうちの１０個が擬似ランダム的に選ばれ、これら１０個のピクセルがＤＡＣの要素を包含している。アイテムは、例えば接触を防ぐために、偶数の列及び行のみに配置することができる。これらの要素は、ブラックセルのＤＡＣに組み込まれ、或いは、別のＤＡＣとして考慮することができ、認証の別の手段を提供する。図９Ａ及び９Ｂは、ホワイトセルが同様に認証要素を包含するデータマトリクスのこのような実施例１８０を提供する。

このＤＡＣの要素はまた、オリジナルＤＡＣを完璧に再構築しようとする偽造者による要素の識別をより困難にするために、例えば、１ｘ２ピクセル及び１ｘ１ピクセルの要素など、可変サイズを有することができる点に留意されたい。

ＤＡＣを内蔵したデータマトリクスを認証するアルゴリズムの１つの実施例は、図５を参照しながら以下で与えられる。

ステップ２０５において、例えば、スキャナを用いて画像キャプチャからの画像を受け取り、この画像はデータマトリクス、ひいてはＤＡＣを包含している。並行して、解読キー、ＤＡＣ読み込み設定（例えば、各セルのピクセルサイズ）、及び決定閾値を受け取る。

ステップ２１０において、方形セルの平均形状及び色により担持されるデータマトリクスメッセージが復号される。

ステップ２１５において、データマトリクスメッセージが正確に読み込まれたか否かが、例えば、組み込みＥＣＣとの関連で判定される。正確に読み込まれていない場合、データマトリクスは、認証されたとみなされず、「コード非認証」がユーザに表示される。メッセージが正確に読み込まれた場合、ステップ２２０において、オリジナルデータマトリクスのメッセージが作成される。

次いで、ステップ２２５において、ブラックセルの数が決定され、ＤＡＣ読み込みパラメータに応じて、ＤＡＣの要素の数が決定される。

ステップ２３０において、オリジナルデータマトリクスの画像及びＤＡＣの要素の数に応じて、ＤＡＣの各要素の画像位置（ピクセルを単位として）が決定される。ステップ２３５において、ＤＡＣの各要素の値に関連する値が画像から抽出される（例えば、ピクセルのグレーレベル）。これにより印刷ＤＡＣ及び既に受けた劣化を表すデータベクトルが得られる。

ステップ２４０において、スクランブル解読キー（ＤＡＣがスクランブルされていた場合）を用いて、ＤＡＣメッセージが復号される。

ステップ２４５において、ＤＡＣの劣化率を表すスコアが決定される。スコアは、例えば、正確に決定されたビットの割合、オリジナルＤＡＣとキャプチャ画像から測定されたＤＡＣとの間の相関係数、その他である。

任意選択的に、ＤＡＣ及びデータマトリクスのメッセージが、作成された時点で相関付けられた場合、この相関は、ステップ２５０において検証され、そうでない場合、「非認証データマトリクス」がユーザに表示される。

最後に、ステップ２５５において、測定スコアは、事前定義限界又は「決定閾値」と比較される。例えば、低誤り率又は高相関率に起因して、測定スコアの方がより高い場合、ユーザには「データマトリクス認証済み」が表示される。そうでない場合、「データマトリクス非認証」が表示される。任意選択的に各メッセージ読み込み済みが表示される。

変形形態において、ＤＡＣビットは、それ自体が周知の方法で同期として確保される。

同じデータマトリクスは、静電印刷（オフセット、フレキソ、その他）で複数回印刷又はマーキングすることができ、或いは、デジタル印刷を用いて印刷毎に変えることもできる点に留意されたい。

第２の実施形態において、ＤＡＣの統合のためにレーザマーキング及びマイクロインパクト用システムが実装される。一部のデータマトリクスマーキングシステム、レーザ又はマイクロインパクトは、特に、上記で分かるように大型の画像を用いることができない。例えば、２３６ｘ２３６ピクセル画像を上述の実施例と同様にマーキングすると、あまりにも長い時間を要して、生産ラインのペースが過度に遅滞し、又は大きなデータマトリクスを生成することになる。以下で説明する特定の実施形態は、これらの欠点を回避するよう設計されている。

データマトリクスを実現するための幾つかの方法は、レーザを利用することにより実施可能である点に留意されたい。
− レーザインパクトは各セルを作成することができる。
− 複数並置レーザインパクトが各セルを作成することができる。或いは、
− セル又はセルのクラスターが連続するレーザショットによりベクトル化及び彫刻することができる。

更に、幾つかのレーザマーキングシステム上では、以下の区別化特性、すなわち、
− レーザ出力、
− レーザ分極、
− マーキングされる表面上のレーザの集束点、
− マイクロ位置決め、
− レーザによりマーキングされる点の方向又は順序、或いは、
− 波面の形状を局所的に変化させることができる
という点に留意されたい。

同様に、データマトリクスを実現する幾つかの方法は、
実施可能なマイクロインパクトであり、
− マイクロチップインパクトは各個々のセルを作成することができ、
− 複数並置マイクロチップインパクトは各セルを作成することができる。

同様に、以下の区別化特性、すなわち、
− インパクト力、
− マイクロ位置決め、
− マイクロチップの向き、及び／又は
− マイクロチップの形状
を局所的に変化させるための複数のマイクロチップマーキングシステムの機能を利用することができる。

（レーザ又はマイクロチップ装置の制御可能設定に従う）区別化セルから構成されるデータマトリクスの実行時間を最適化するために、セルは、部分集合又は「クラス」に分割される。区別化特性が同じであるセルの各部分集合は、ツールの単一パス中に得られるのが好ましい。これにより、マーキング作用を区別する設定を各セルにつき個別にではなく、セルの各部分集合に一度だけ変更可能になる。局所的に変更することができ、その変動が生成したデータマトリクスに対して測定可能な影響を有する各設定は、情報を保存するのに用いることができる。例えば、レーザ出力に２つのレベルが可能である場合、情報の１ビットは、出力変調又は別のマーキング変調設定により保存することができる。変形形態において、局所的に変更可能な設定の変動を組み合わせることができる。

変形形態において、設定は、準連続的に、局所的に変えることができ、情報を保存する任意のレベル数を決定することができる。例えば、上記の設定（例えば、色又はサイズ変動）においては、上記の説明の２ではなく、１０レベルが実装され、このパラメータの値は連続的に変更することもできる。

しかしながら、実施の実施例において、ソース信号に対する２つのレベル値のみを使用することが有利である。この場合、コピー検出を最大にするために、０．５６に等しい最適な信号対ノイズ比を用いることができる。この比を目標とするために、通常は印刷ペアの材料／手段を用いて、チャンネルのノイズ特性が決定され、画像キャプチャに対する測定信号の分布を特徴付ける。２つのエネルギーレベルの場合、インパクトのサイズの統計的分布が調べられ、上述の理想的な信号対ノイズ比を目標として、分布の部分的に重ね合わせた場所に十分近接した２つのエネルギーレベルを決定する。具体的には、０．１０ｍｍ２のインパクトサイズをもたらすレーザ出力に対して０．０１ｍｍ２の標準偏差がある場合、０．１０７５ｍｍ２から０．０９２５ｍｍ２に近接した平均インパクトサイズをもたらす出力レベルが選択されることになる。実際に、この結果として０．００７５２／０．０１２＝０．５６２５の信号対ノイズ比が得られ、これは、理論最適値に極めて近接している。

従って、サイズが２６ｘ２６セルデータマトリクスの場合、３４４個のレーザショットがある。ＤＡＣは、上述と同じ方法で生成され、ドットサイズが０．１０７５ｍｍ２から０．０９２５ｍｍ２により変調される。

上記で理解されるように、取り込まれた変動により、適用条件に合わないデータマトリクスの劣化（例えば、データマトリクスに対する「Ｃ」最低グレード）が生じたか否かがチェックされる。

一部の例では、追加情報を変調することができない。例えば、印刷又はマーキング手段は、セルのマーキング又はマーキング無し（ユニタリバイナリマーキング）だけが可能である。マーキングされた追加情報がコピーに対する高いセキュリティを提供しない場合もある。例えば、他から分離された状態のままであり且つマーキングされた画像において明確に識別可能な事前定義マーキングレベルを可能にするマーキング手段により、追加情報が挿入可能になるが、原理的には同一のコピーを作成することが依然として可能である。

これらの場合、印刷又はマーキングからの残留ノイズを用いることができ、これはＤＡＣとして機能することができる。実際に、どのような印刷タイプであっても、一定のスケール又は解像度において何らかの「欠陥」が現れる。例えば、レーザインパクトが円形又は楕円形のインパクトドットを原理的には残す場合、一般に十分に高い解像度では、インパクト点の形状は完全には均一ではないことが観察される。これは、インクジェット印刷システムが使用される場合でも当てはまる。更に高い解像度においても、インパクト点の深さの不規則性などが存在する。

マーキングの不規則性をキャプチャ、測定、及び使用して、ＤＡＣを作成することができる。次いで、ＤＡＣはデータベース内に保存することができ、或いは、これ自体を２Ｄバーコードとして保存することができる。しかしながら、２次コードのマーキングは高価であり、文書上のスペースを消費し、一般的に求められている効果に反するので、この最後の手法はあまり有利ではない。反対に、ＤＡＣは、データマトリクスのメッセージと組み合わせることにより保存することができ、固有のものである場合（このケースに当てはまる）、認証段階中に、マーキング結果の測定結果をＤＡＣと比較することによる簡単な「検証」を行うことが可能になる。例えば、データマトリクスにおける各セルの平均色又はグレーレベルを測定することができ、セルの輪郭を決定でき、重心と様々な角度の外面形状との間の距離を測定することができるなど、多くの欠陥測定が実施可能である。インパクト点は重なり合う場合があり、この場合、外面形状に対する距離の限界値を設定することができる。

対象の印刷チャンネルにおいて、特定の２Ｄバーコードのマーキングの「平均」結果は、インパクト点の平均サイズに基づいて、及び場合によっては、インパクト点が互いに隣接している場合の発生し得る相互作用を考慮してモデル化することができる。キャプチャ画像をモデル化することにより推定される画像を取り去ることができ、その結果として冗長性が少なくなり、信号対ノイズ比が増大すると同時に、検出性能が向上する。

図６を参照して、バーコードのマーキング欠陥を記録するアルゴリズムの１つの実施例が以下で与えられる。

ステップ３０５の間に、バーコードを包含するキャプチャ画像を受け取る。

ステップ３１０において、方形セルの平均形状及び色により担持されるバーコードメッセージが復号される。

ステップ３１５において、識別子がメッセージから算出される。

ステップ３２０において、バーコードマーキング欠陥の特性が測定される。

任意選択のステップ３２５において、データマトリクスコードのセットの特性平均が、対象のデータマトリクスに対して測定された特性から差し引かれる。

ステップ３３０において、特性が定量化され、場合によっては圧縮され、欠陥を表す特性データのベクトルが決定される。

ステップ３３５において、この特性ベクトルは、メッセージ識別子に関連付けられるデータベース内に保存される。

図７を参照して、マーキング印刷欠陥の測定から２Ｄバーコードの認証アルゴリズムが以下で与えられる。

ステップ４０５の間に、バーコードを包含するキャプチャ画像を受け取る。

ステップ４１０において、方形セルの平均形状及び色により担持されるバーコードメッセージが復号される。復号できない場合、ユーザに「バーコード読み込み不能」が表示される。

そうでない場合、ステップ４１５において、識別子がメッセージから算出される。

ステップ４２０において、この識別子に対応するデータベクトル、並びにこの特性ベクトルに関連する決定閾値がデータベースから得られる。データベースがこの識別子を包含していない場合、ユーザに「バーコード非認証」が表示される。

包含している場合、ステップ４２５において、バーコードマーキング欠陥の特性が測定される。

任意選択のステップ４３０において、幾つかのバーコードの特性平均が対象のバーコードについて測定された特性から差し引かれる。

ステップ４３５において、特性が定量化され、場合によっては圧縮され、欠陥を表す特性データのベクトルが決定される。

ステップ４４０において、抽出されたデータベクトルは、データベースから得られたデータベクトルと比較され、「スコア」と呼ばれる類似度指数が算出される。

ステップ４４５において、測定スコアが決定閾値と比較される。測定スコアが大きい場合、ユーザに「データマトリクス認証済み」が表示される。そうでない場合、ユーザに「データマトリクス非認証」が表示される。任意選択的に、各メッセージ読み込み済みが表示される。

図８は、プリンタ５１０、画像キャプチャ手段５３５、２つのセンサ５４０及び５４５、及びサーバ５２５がこれに接続されるネットワーク５２０へのアクセス手段５１５を備えたローカル端末５０５を示している。サーバ５２５はデータベース５３０を備える。

ローカル端末５０５は、例えば、汎用コンピュータである。ローカル端末は、物体、例えばパッケージングの製造ないし処理ライン５５０に設置される。ライン５５０は、例えば、平坦な物体（図示せず）のアンスタッカー、及び移動中に処理される物体を縦に並べて配置するコンベア（図示せず）を含む。

センサ５４０は、製造ライン５５０上で画像センサ５３５の光学場の上流側に位置付けられ、処理されることになる物体の到着を検出するよう設計される。例えば、センサ５４０は、光線の送信器及び受信器を包含する光学セルである。センサ５４５は、ライン５５０上に置かれ、このライン上の物体の速度を求める。例えば、センサ５４５は、ライン５５０の作動を管理するＰＬＣ（図示せず）に接続され、或いは、例えばコンベアベルトなど、移動物体のベースに接続される。ローカル端末５０５は、これ自体が周知の方法で、インクジェット又はレーザマーキングによるなど、プリンタ５１０による物体の印刷を制御する。ネットワーク５２０へのアクセス手段５１５は、例えば、インターネットなど、ネットワーク５２０へアクセスする公知のタイプのモデムである。

画像キャプチャ手段５３５は、例えば、デジタルカメラ、リニアセンサ、又は工業用カメラである。

サーバ５２５は公知のタイプのものである。データベース５３０は、少なくとも、本発明の主題である方法に従って決定された、物体の識別子、及びこれらの物体に関連付けられる欠陥データベクトルのリストを保存する。好ましくは、このデータベース５３０は、各物体の識別子と併せて、物体のタイプの識別子、このタイプの物体についての本発明の主題である幾何学的コードの配置位置、製造又は処理を実施する供給者の識別子を保存する。

端末５０５は、その実行中に本発明の主題である方法のステップを実装するプログラムを包含する。端末５２５は、その実行中に欠陥データベクトル保存及び取り出し方法のステップを実装するプログラムを包含する。

変形形態では、端末５０５は、特定のソフトウェアを包含せず、サーバ５２５によりホストされるウェブブラウザ及びウェブサービスを使用する。

５０５ ローカル端末； ５１０ プリンタ； ５１５ アクセス手段；
５２０ ネットワーク； ５２５ サーバ； ５３０ データベース；
５３５ 画像キャプチャ手段； ５４０ ５４５ センサ；
５５０ 製造ないし処理ライン５５０。

Claims (17)

1. 認証対象上に形成された、デジタル認証コードを含む、形状及び／又は色がメッセージに応じて変化する幾何学領域のキャプチャ画像からデジタル認証コードを取り出して、検証することによって当該デジタル認証コードを含む幾何学領域を認証する方法であって、
   前記デジタル認証コードを含む幾何学領域の形成が、
   メッセージに応じて可変の形状または色が変化する幾何学領域をを生成するステップと、
   デジタル認証コードを生成するステップと、
   前記幾何学領域の少なくとも一部及び／又は前記幾何学領域間の少なくとも１つのスペースに前記デジタル認証コードの一部を含む表現物を組み込んだコード付き幾何学領域の画像を前記認証対象上に形成するステップと、
   を含み、さらに、前記デジタル認証コードの一部を表す少なくとも一つのセルであって、前記幾何学領域の１／４よりも小さい面積のセルを含む幾何学領域において、正しくない値を含むセルの割合に相当する誤り率が、第１の事前定義値よりも大きく第２の事前定義値よりも小さくなるように、前記デジタル認証コードの表現物に対して誤りが不規則に割り当てられることを特徴とする方法。
2. 画像形成に固有の物理的不確定性に起因して、前記画像形成ステップは、前記デジタル認証コードの表現物の信号対ノイズ比が第５の事前定義値よりも小さいように、正しくない値を含むセルの割合に相当するノイズを前記デジタル認証コードの表現物に割り当てる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記幾何学領域が、前記メッセージに応じてその幅及び／又はスペースが変化するほぼ平行の矩形バーである、
   ことを特徴とする請求項１から２に記載の方法。
4. 前記幾何学領域が、前記メッセージに応じてその色及び／又は少なくとも１つの寸法が変化するマトリクスに挿入される方形領域である、
   ことを特徴とする請求項１から２に記載の方法。
5. 前記デジタル認証コードが前記幾何学領域の少なくとも１つの寸法の変動の形態をとる、
   ことを特徴とする請求項１から４に記載の方法。
6. 前記デジタル認証コードの各部分が、前記幾何学領域の寸法よりも少なくとも一桁小さい矩形セルの分布の形態をとり、前記セルの一部が前記幾何学領域とは異なる色を有する、
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の方法。
7. 前記方法が更に、
   情報を符号化して前記デジタル認証コードにするステップを含む、
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の方法。
8. 前記情報が前記メッセージに基づいている、
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記メッセージは前記情報に基づくことを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 前記情報が、正しくない値を含むセルの割合に相当する期待レベルの誤り率を表す、
    ことを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載の方法。
11. 前記情報が、前記コードがコピーとみなされる正しくない値を含むセルの割合に相当するレベルの誤り率を表す、
    ことを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載の方法。
12. 前記方法が更に、
    前記画像形成中に生成された前記デジタル認証コードの正しくない値を含むセルの割合に相当する誤り率を測定するステップを含む、
    ことを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載の方法。
13. 前記誤り率測定ステップにおいて、前記デジタル認証コードに埋め込まれた誤り検出コードが使用される、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記方法が前記生成画像のインプリントを求めるステップを含み、該インプリントが、正しくない値を含む前記デジタル認証コードを表すセルの関数である、
    ことを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の方法。
15. 認証対象上に形成された、デジタル認証コードを含む、形状及び／又は色がメッセージに応じて変化する幾何学領域のキャプチャ画像からデジタル認証コードを取り出して、検証することによって当該デジタル認証コードを含む幾何学領域を認証する装置であって、
    前記装置が、
    メッセージに応じて形状及び／又は色が可変の幾何学領域を生成する手段と、
    デジタル認証コードを生成する手段と、
    前記幾何学領域の少なくとも一部及び／又は前記幾何学領域間の少なくとも１つのスペースに前記デジタル認証コードの一部を含む表現物を前記認証対象上に形成する手段と、
    を備え、さらに、
    前記デジタル認証コードの一部を表す少なくとも一つのセルであって、前記幾何学領域の１／４よりも小さい面積のセルを含む幾何学領域において、正しくない値を含むセルの割合に相当する誤り率が、第１の事前定義値よりも大きく第２の事前定義値よりも小さくなるよう、前記デジタル認証コードの表現物に誤りが不規則に割り当てられることを特徴とする装置。
16. 請求項１の取り出したデジタル認証コードを検証することが、
    前記幾何学領域の少なくとも一部においてセルによって表されるデジタル認証コードの正しくない値を含むセルの割合に相当する誤り率を測定するステップと、
    前記誤り率が所定値より小さいときに、前記デジタル認証コードの真正性を判定するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
17. 請求項１５の取り出したデジタル認証コードを検証する手段が、
    前記幾何学領域の少なくとも一部においてセルによって表されるデジタル認証コードの正しくない値を含むセルの割合に相当する誤り率を測定する手段と、
    前記誤り率が所定値より小さいときに、前記デジタル認証コードの真正性を判定する手段と、
    を含むことを特徴とする装置。

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