KR20160067878A - 전도성 물질의 표면을 갖는 대상체의 표지 방법 및 시스템 - Google Patents
전도성 물질의 표면을 갖는 대상체의 표지 방법 및 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 대상체(18)를 표지하는 방법을 기술하며, 대상체(18)는 전도성 물질의 표면을 갖는다. 방법은 표면에 전기 스파크를 인가하여 물질이 전기 스파크에 의해 부분적으로 용융 및 부분적으로 제거 중 하나 이상이 되도록 하고 따라서 대상체(18) 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 본 출원은 스파크 발생기(12)를 표지될 대상체(18)의 표면에 전기적으로 연결하는 커넥터(16)와 카운터 전극(14)을 갖는 스파크 발생기(12)를 이용하여 대상체(18)를 표지하는 표지 시스템(10)에 관한 것이다. 또한, 본 출원은 대상체(18)를 표지하기 위한 상술한 방법에 의해 표지된 대상체(18)를 인증 또는 식별하는 인증 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전도성 물질의 표면을 갖는 대상체를 표지하는 분야, 즉, 그러한 대상체를 표지하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 일반적으로, 표지는 표지된 대상체의 식별 또는 인증에 적합하다.
개별 대상체를 식별하거나 대상체를 인증하기 위하여 총기, 탄약 또는 귀중품과 같은 특정한 대상체를 표지하는 것이 일반적이다. 일반적으로, 그 의도는 대상체에 지문과 비교할 만한 고유한 표지를 적용할 수 있는 것이며, 쉽게 인식 가능하여, 대상체의 손쉬운 식별 또는 인증을 허용하는 것이다. 이런 면에서, 표지는 가능한 한 복제 또는 위조될 수 없는 것이 중요한 목표이다.
오늘날, 표지 방법은 표지의 물리적 성질, 패터닝 또는 고유한 물질에 기반한다. 이러한 표지는 일반적으로 인쇄 기술, 레이저 조각 또는 기계적 조각에 의해 생성된다. 이들 표지의 대부분은 기호의 형태로 적용되는 소정 코드로부터 발생되며, 판독 및 식별 과정에 의해 재확인된다. 그러나, 이러한 표지는 종종 복제되거나 위조된다. 이는 소정 코드 기반으로 표지를 적용하는 기술이 일반적으로 또한 인증되지 않은 사람에 의해 표지를 위조하거나 복제하기 위해 사용되기 때문이다. 일반적으로 소정 코드는 실질적으로는 무작위(random)가 아니다. 단지 일부의 표지 방법만이 자연적으로 무작위의 특성의 표지를 생성하는 데 적합하다. 이들 방법은 실제로 무작위한 표지를 생성하기 위하여 혼돈 동역학 방법에 의존할 것이다. 공지의 무작위 특징은 인쇄 기술에 의해 제조되거나 제조 과정에서 자연적으로 발생하는 섬유, 기포, 얼룩 또는 파편에 의존한다. 그러나, 이들 과정의 대부분은 총, 탄약 또는 금속제 용기와 같은 금속 표면을 갖는 제품에는 적용되기 어렵다.
이러한 대상체를 표지하는 통상의 표지 기술은 레이저 조각이다. 레이저 조각 기술은 무작위성이 통상 숫자 발생기에 의해 생성되는 유사-난수(pseudo-random) 특징에 기반하지만, 혼돈 물리 현상에 기반하지 않는다. 또한, 이러한 표지는 레이저 조각 기술을 이용하여 또한 복제가 가능하다.
MD 3389 F2는 무작위성을 생성하기 위하여 용접 유형 전기 아크 및 진동기를 사용하여 전기적 전도성 제품을 무작위 방식으로 표지하는 방법 및 장치를 개시하고 있다. 이 문서에 따르면, 전극으로부터의 물질이 표지될 대상체의 사전-가공된 그리드 상으로 전사되어 무작위 표지를 얻는다. 대상체의 표면 상에 증착된 금속으로 이루어지는 표지의 무작위성은 전극을 진동시키면서 제품을 전극에 대해 이동함으로써 얻어진다. 여기에서, 표지될 대상체 반대쪽의 전극은 전기 회로에서 "음극(cathode)"(-)이고, 표지될 대상체는 "양극(anode)" (+)이다. 이는 전극으로부터 대상체 표면으로 물질이 전달되는 결과를 가져온다.
그러나, 또한 이 원리도 진정한 무작위 표지를 가져오지는 못하는데, 전극의 진동이 제어되며 일반적으로 복제될 수 있기 때문이다. 또한, 이 방법은 표지를 형성하기 위하여 전극의 추가 재료가 소비되는 것을 필요로 한다. 종래 기술의 방법은 필수적인 그리드로 인하여 복잡하며 이는 대상체 표면이 사전-처리될 것을 요구한다.
따라서, 복제되거나 위조될 수 없는 방법으로 고유하게 대상체를 표지할 수 있도록 하는 금속 대상체와 같은 전도성 물질의 표면을 갖는 대상체를 표지하기 위한 표지 방법 및 대응 시스템에 대한 요구가 있다.
본 발명의 목적은 표지가 재현, 복제 또는 위조될 수 없거나, 매우 힘들게만 가능하지만, 쉽게 인식되고 등록될 수 있도록 전도성 물질의 표면을 갖는 대상체를 고유하게 표지할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 매우 신뢰성 있는 방법으로 전도성 물질의 표면을 갖는 대상체를 인증 또는 식별할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이 문제점은 각각 청구항 1 또는 13에 따른 방법 및 청구항 17 또는 25에 따른 시스템에 의해 해결된다. 방법 또는 시스템의 다른 바람직한 특징들은 종속항에 제시되며 이하의 상세한 설명에서 자세히 나타난다.
도 1은 본 발명에 따른 대상체 표지 시스템의 셋업을 개략적으로 도시한다.
도 2a 및 2b는 아르곤 분위기에서 단일 스파크에 의해 금속 대상체 상에 얻어진 전형적인 표지(18)를 도시한다.
도 3a 및 3b는 스파크 표지 상에서 일반적으로 관찰되는 현저한 지형학적 특징을 나타낸다. 이러한 특징은 예를 들면, 옮겨진 비용융 섬(non-molten islands)(23), 100 μm에 이르는 폭의 크고 깊은 화구(craters)(24), 10 μm 이하 폭의 작은 화구(25) 또는 일반적으로 약 2 μm 폭의 미세한 용융 금속 스플래시(molten metal splashes)이다.
도 4a는 전형적인 스파크 표지의 평면도를 도시한다.
도 4b는 도 4a의 점선(240)을 따라 도 4a의 스파크 표지의 수직 프로필을 도시한다. 수직 프로필은 원래 평평한 수평 표면(19)으로부터 10 μm에 이르는 돌기(27)와 원래 평평한 수평 표면으로부터 20 μm에 이르는 깊이의 화구(28)를 나타낸다. 비용융 섬은 원래 표면 상의 초기 위치로부터 15 μm까지 돌출된다.
도 5a 내지 5c는 스파크 표지에 비교하여 다양한 표지 및 조각 기술에서 전형적인 표면 질감(texture)의 예를 보여준다. 도 5a는 산성 식각(51), 모래 분사(sand blasting)(52), 양극 처리(anodizing)(53), 플라즈마 분사(plasma spraying)(54) 및 레이저 어블레이션(laser ablation)(55)에 의해 표지된 표면의 영상을 나타내고, 도 5b는 레이저 표지(laser marking)(56)에 의해 처리된 표면의 영상을 나타내고, 도 5c는 본 발명에 따른 스파크 표지(57)를 나타낸다.
도 6a1, 6a2, 6b1 및 6b2는 영상 특징을 추출하고 영상이 기준 영상과 매치하는지 결정(따라서 표지의 식별을 허용)하는 방법을 도시한다. 도 6a1 및 6a2는 다른 카메라로 촬영한 동일한 표지의 다른 영상(60 및 70)의 비교를 도시한다. 도 6b1 및 6b2는 다른 카메라로 촬영한 두 개의 다른 표지의 두 개의 다른 영상(61 및 71)의 비교를 도시한다.
도 7a는 국소 이진 패턴(40)의 전형적인 히스토그램을 도시한다. 도 7a에서, 41은 진짜(genuine) 스파크 표지 질감의 모델을 나타낸다. 실제의 진짜 스파크 표지 질감의 히스토그램이 42로 나타나 있으며, 가짜 스파크 표지, 즉, 스파크 표지가 아닌 다른 기술로 만들어진 표지 질감의 히스토그램이 43으로 나타나 있다..
도 7b는 하나는 실제의 진짜 스파크 표지와 진짜 스파크 표지 모델(31), 및 다른 하나는 실제의 가짜 스파크 표지와 진짜 스파크 표지 모델(30)의 히스토그램의 차이(differences)(33)를 도시한다. 도 7b는 대부분의 경우(32)에서 LBP 연산자의 하나의 구성만을 사용하여 스파크 표지들이 식별될 수 있음을 보여준다.
도 2a 및 2b는 아르곤 분위기에서 단일 스파크에 의해 금속 대상체 상에 얻어진 전형적인 표지(18)를 도시한다.
도 3a 및 3b는 스파크 표지 상에서 일반적으로 관찰되는 현저한 지형학적 특징을 나타낸다. 이러한 특징은 예를 들면, 옮겨진 비용융 섬(non-molten islands)(23), 100 μm에 이르는 폭의 크고 깊은 화구(craters)(24), 10 μm 이하 폭의 작은 화구(25) 또는 일반적으로 약 2 μm 폭의 미세한 용융 금속 스플래시(molten metal splashes)이다.
도 4a는 전형적인 스파크 표지의 평면도를 도시한다.
도 4b는 도 4a의 점선(240)을 따라 도 4a의 스파크 표지의 수직 프로필을 도시한다. 수직 프로필은 원래 평평한 수평 표면(19)으로부터 10 μm에 이르는 돌기(27)와 원래 평평한 수평 표면으로부터 20 μm에 이르는 깊이의 화구(28)를 나타낸다. 비용융 섬은 원래 표면 상의 초기 위치로부터 15 μm까지 돌출된다.
도 5a 내지 5c는 스파크 표지에 비교하여 다양한 표지 및 조각 기술에서 전형적인 표면 질감(texture)의 예를 보여준다. 도 5a는 산성 식각(51), 모래 분사(sand blasting)(52), 양극 처리(anodizing)(53), 플라즈마 분사(plasma spraying)(54) 및 레이저 어블레이션(laser ablation)(55)에 의해 표지된 표면의 영상을 나타내고, 도 5b는 레이저 표지(laser marking)(56)에 의해 처리된 표면의 영상을 나타내고, 도 5c는 본 발명에 따른 스파크 표지(57)를 나타낸다.
도 6a1, 6a2, 6b1 및 6b2는 영상 특징을 추출하고 영상이 기준 영상과 매치하는지 결정(따라서 표지의 식별을 허용)하는 방법을 도시한다. 도 6a1 및 6a2는 다른 카메라로 촬영한 동일한 표지의 다른 영상(60 및 70)의 비교를 도시한다. 도 6b1 및 6b2는 다른 카메라로 촬영한 두 개의 다른 표지의 두 개의 다른 영상(61 및 71)의 비교를 도시한다.
도 7a는 국소 이진 패턴(40)의 전형적인 히스토그램을 도시한다. 도 7a에서, 41은 진짜(genuine) 스파크 표지 질감의 모델을 나타낸다. 실제의 진짜 스파크 표지 질감의 히스토그램이 42로 나타나 있으며, 가짜 스파크 표지, 즉, 스파크 표지가 아닌 다른 기술로 만들어진 표지 질감의 히스토그램이 43으로 나타나 있다..
도 7b는 하나는 실제의 진짜 스파크 표지와 진짜 스파크 표지 모델(31), 및 다른 하나는 실제의 가짜 스파크 표지와 진짜 스파크 표지 모델(30)의 히스토그램의 차이(differences)(33)를 도시한다. 도 7b는 대부분의 경우(32)에서 LBP 연산자의 하나의 구성만을 사용하여 스파크 표지들이 식별될 수 있음을 보여준다.
전도성 물질의 표면을 갖는 대상체의 표지 방법은 대상체 표면에 전기 스파크를 인가하여 전기 스파크에 의해 대상체 표면이 부분적으로 용융, 부분적으로 제거, 또는 양자가 되어, 대상체 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 이 패턴은 표지로 이용될 수 있다. 상기 방법에 의하여, 무작위적 형태의 화구 또는 무작위적 형태의 화구들의 무작위적 분포가 생성되고 물질은 화구 주위에서 재용융(re-melted) 및 재퇴적(re-deposited)된다.
또한, 예를 들면 3D 현미경을 이용하여, 가공된 금속 표면의 비용융 또는 부분적 용융 섬이 스파크 표지 내에 존재하는 것을 관찰할 수 있다(도 3 참조). 이들 특징은 스파크 현상에 대해 고유하며 다른 표지 기술로 재현이 불가능하다.
다른 고유한 특징은 표면 물질의 현저한 양의 용융에 의해 생성되는 100 마이크론 폭 이상의 큰 화구들이다(도 3 참조). 스파크 표지의 주위에서, 단일 양극 아크 루트(anodic arc root)에 의해 생성되는 10 마이크론 폭 이하의 매우 작은 화구들을 관찰할 수 있다. 다른 고유한 특징은 2 마이크론 폭 이하의 용융된 금속의 미세한 스플래시이다(도 3).
화구의 형태 및 분포와 재용융 및 재증착된 물질은 스파크의 혼돈적 작용과 물리적 성질에 기반하여 표지의 무작위적이고 고유한 외관을 제공한다. 이는 임의의 공지 기술에 의해, 특히 레이저 조각 또는 유사한 방법에 의해서는, 불가능하거나 매우 어렵게 복제될 수 있는 복잡한 3차원 미시적 및 거시적 구조를 나타낸다.
특히, 3D 현미경을 이용하여, 원래의 표지되지 않은 표면에 대하여 통상적인 화구의 깊이 및 돌출 높이를, 도 4에 도시된 바와 같이, 추측할 수 있다.
전도성 물질의 표면을 갖는 대상체를 표지하는 시스템은, 스파크 발생기, 카운터 전극이 양극을 형성하도록 스파크 발생기에 전기적으로 연결되는 카운터 전극 및 카운터 전극에 대해 표면이 음극을 형성하도록 스파크 발생기를 표면에 전기적으로 연결하는 커넥터를 포함한다. 카운터 전극 및 표면 사이에서 전기 스파크가 발생할 수 있도록 카운터 전극이 표면에 대해 위치하며 표면의 물질이 스파크에 의해 부분적으로 용융, 부분적으로 제거, 또는 양자가 된다. 따라서, 상술한 패턴이 대상체 상에 형성될 수 있다.
스파크 발생기를 표면에 전기적으로 연결하는 것은 스파크 발생기의 활성화에 의하여 카운터 전극과 표면 사이에서 충분한 전위차가 발생하도록 표면과 스파크 발생기 모두가 접지되거나 또는 다른 방법으로 동일한 전위가 되는 상황을 포함한다.
이 방법의 이점은 획득된 각 표지의 고유성과 레이저 어블레이션(laser ablation), 인쇄 또는 기계적 조각과 같은 다른 수단에 의한 그 지형 재현의 불가능성이다.
도 5a 및 5b는 다양한 다른 조각 또는 표지 기술에 의해 얻어진 표지들을 나타내는 것으로서, 도 5c 상에 예시적으로 도시된 것과 같은 본 발명에 따른 표지와 비교하기 위한 것이다.
두꺼운 도전성 표면에 스파크를 인가할 때, 투박한 구조(raw structure) 및 미세한 구조의 일정하지 않은 2차원 분포를 갖는 물질 내의 표지가 얻어질 수 있다. 이 문맥에서, "두꺼운"은 수 밀리미터보다 더 두꺼운(적어도 0.5 밀리미터보다는 두꺼운) 것을 의미하며 물질 및 스파크 조건에 의존할 수 있다. 상기 방법에 의해 얻어지는 표지는 하나 또는 바람직하게는 많은 화구와 재퇴적된 용융된 물질 방울로 구성되므로 고유한 3차원 마이크로미터 규모의 특성을 갖는다(도 3 및 4 참조).
얇은 금속 표면에 스파크를 인가할 때, 물질은 특정 영역에서는 완전히 제거될 수 있으며 미시적 특성을 갖는 무작위한 마스크가 얻어질 수 있다. 이 문맥에서, "얇은"은 수 마이크로미터(그러나 적어도 1 마이크로미터보다는 두꺼운)의 두께를 의미한다. 제2 물질 상에 적용되면 이 마스크는, 예를 들면, 배경 물질로부터의 형광을 이용하여 보안 특징을 나타낼 수 있다.
표지는 스파크가 인가되는 물질의 하나 이상의 성질(화학적 및 표면 거칠기와 같은 지형학적 성질 양자), 스파크의 전도성 채널 간극 내로 주입된 전류의 시간 분포, 및 스파크가 발생하는 분위기(예를 들면, 공기 또는 아르곤, 질소 또는 다른 불활성 기체)에 의존할 수 있다. 이들 파라미터를 변경하는 것은 표지 외관의 큰 다양성을 허용하며 따라서 매우 많은 양의 고유한 식별자 또는 속성을 생성하는 데 사용될 수 있는 대단히 다양한 특징을 추출할 수 있도록 한다.
얻어진 표지는 빛 또는 전자현미경 분석에 의하여 이들이 다른 수단이 아닌 스파크의 결과임을 의심할 수 없이 나타내는 지형 및 표면 형태를 나타내는 잠재성을 가질 수 있다. 그러므로, 상기 방법에 의해 얻어진 표지는 복제 또는 위조에 관해 특히 안전하다.
수십 마이크로초 내지 수백 마이크로초의 크기 차수의 적절한 지속시간의 스파크는 비교적 고속에서 작동하는 라벨의 인쇄 라인 또는 제품의 제조 라인의 표지를 허용한다.
따라서, 여기에서 기술된 스파크 표지 방법은 대상체의 표지를 매우 효율적으로 할 수 있게 한다. 이 방법은 시간이 오래 걸리지 않으며 비싸지도 않다. 이 방법은 물질을 소비하지 않으며 대상체 표면의 물질을 변경할 뿐이다. 대상체의 상대적으로 좁은 영역에 표지를 적용하는 것이 가능하며, 이는 다시 탄약 재킷 또는 유사한 대상체와 같은 매우 작은 대상체에 또한 표지가 적용되는 것을 허용한다. 또한, 라벨에 인쇄된 금속 잉크층과 같은 얇은 금속층이 상술된 스파크 표지 방법에 의해 표지될 수 있다. 또한, 표지될 대상체의 표면이 특별히 준비되거나, 고정(anchor) 표지가 제공되거나 또는 달리 사전-처리될 것을 요구하지 않는다. 뿐만 아니라, 스파크 표지의 본질적인 복잡성은 고유하고 재현 불가능한 표지를 보장하며 표지될 대상체 상으로 정보를 부호화할 수 있는 높은 용량을 허용한다.
전도성 물질의 표면은 바람직하게는 금속 표면일 수 있다. 이 표면은 금속 덩어리 또는 다른 물질의 대상체 상에 증착된 금속 박일 수 있다. 또한, 이 방법을 또한 전도성 잉크가 제공된 표면을 갖는 대상체에 적용하는 것이 가능하다. 표면의 전도성 성질은 표면을 변형하기 위하여 전기 스파크를 생성하기에 유용하다. 일반적으로, 대상체가 실제 표면에 가까운 전도성 물질을 갖는 다층으로 이루어져 대상체의 실제 표면 바로 아래의 전도성 물질을 통해 대상체의 표면에 스파크를 인가하는 것도 가능하다. 전도성 물질 내에서 발생한 열은 이제 표면에서 대상체 물질의 부분적 용융, 부분적 제거, 또는 양자를 허용하며 따라서 표지의 패턴을 생성한다.
이 문맥 내에서 이해되는 바에 따른 전기 스파크가 이하에서 더 자세히 기술될 수 있다. 충분히 높은 전압이 인가되면 두 전극 사이에서 전기적 절연파괴(breakdown)가 일어난다. 고압이 주어진 전극 간극, 기체, 압력 및 온도에 대한 절연파괴 전압을 초과하면, 절연파괴 메커니즘이 일어난다.
절연 기체에 대한 몇몇 절연파괴 기준이 Meek, J.M. Craggs J.D. "Electrical Breakdown of Gases", John Wiley & Sons, New York, U.S.A., 1978 - 최초 발행 1923에 의해 보고되었으며, 그 내용은 여기에서 참조로서 포함된다. 기체에서 두 개의 잘 알려진 절연파괴 기준은 Townsend, J.S. "The Theory of Ionization of Gases by Collision". Constable & Co. Ltd., London, U.K., 1910 에서 기술된 "타운젠트 절연파괴 메커니즘(Townsend Breakdown Mechanism)"이며, 그 내용은 여기에서 참조로서 포함되고, 또한 Loeb, L.B. Meek, J.M. "The Mechanism of Spark Discharge in Air at Atmospheric Pressure. I II" Journal of Applied Physics, Vol.11, pp.438-447 459-474, 1940에서 기술된 "스트리머 절연파괴 메커니즘(Streamer Breakdown Mechanism)"이며, 그 내용은 여기에서 참조로서 포함된다.
타운젠트 절연파괴 메커니즘 기준은 일련의 전자사태(avalanches)에 기반하며 음극에서의 "원격" 전자 발생 과정에 의존한다. 이는 통상 전극 간극 내의 전자 충돌이 줄어드는 저압 조건에서 우세하며 전극 간극이 매우 작지 않은 한 대기압에서의 스파크 방전과는 연관이 없다.
스트리머 절연파괴 메커니즘 기준은 간극 내의 불안정성을 일으키고 간극-절연파괴를 유도하는 치명적인 전자사태를 일으키는 "순간적인" 국소 전자 발생으로 인한 스트리머 전이로의 전자사태에 의존한다.
그 사이에 두 메커니즘 양자의 일부를 관찰할 수 있는 전이 영역이 있다. 절연파괴는 10분의 몇 나노초 사이에 일어나는 매우 빠른 과정이며, 이 지속시간은 기체의 성질, 압력 및 온도에 의존하고 또한 전극 간극의 정도에 의존한다.
두 전극 사이에 고전압만이 인가될 때, 이 방전은 "정전기 방전(electrostatic discharge)"이라고 불린다. 이 경우, 재결합 과정에 의하여 플라즈마는 소멸되고 전도성 채널은 사라질 것이며 음극 물질의 실질적인 용융 또는 제거는 실질적으로 일어날 수 없다. 그러므로, 물질 상의 표지는 즉각적이고 미세하며 본 명세서의 이해에 따른 표지가 아니다.
간극의 절연파괴 이후에 전도성의 증가로 인하여 전압은 십분의 몇 볼트로 강하하고, 전류가 전류원으로부터 전도성 채널로 주입될 수 있다. 주입된 전류는 방전 플라즈마를 유지하는 데 필수적인 이온화 과정을 증강시킬 것이다.
따라서 스파크 풋(spark foot)이 부착된 위치에서 음극에 인가되는 에너지가 음극 물질의 부분적인 용융 및/또는 제거를 가능하게 하기에 충분하다. 이 과정은 전자가 음극 물질로부터 추출되는 스파크 전류를 유지하도록 한다. 제거된 물질의 일부는 제거에 의해 생성된 화구 근처에 재응축(re-condensate)될 수 있으며 새로운 용융/제거 영역을 위해 유리한 조건을 생성할 수 있다. 이 종류의 혼돈적 호핑 메커니즘(chaotic hopping mechanism)은 음극 표면 상의 화구 및 증착 물질의 무작위 패턴을 허용한다.
물질을 제거하기 위한 스파크 발생기 및 설비는 특히, 분광화학 분석의 면에서 잘 알려져 있다. 이들은 스파크 플라즈마가 방사선원인 스파크 광학 방출 분광계/분광사진에서, 또는 스파크가 에어로졸 발생기인 유도결합 플라즈마 분광계에서 사용된다. 이들 설비를 기술하고 있는 문서는 International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)의 "Compendium of Analytical Nomenclature", chapter 10이며, http://iupac.org/publications/analytical_compendium/Cha10sec313.pdf에서 입수할 수 있다.
일반적으로, 스파크 발생기는 두 개의 회로를 포함하며, 첫번째는 간극 절연파괴 고전압을 생성하기 위한 것이고 두번째는 전도성 채널 내로 전류를 주입하기 위한 것이다. 이들 회로는 병렬 또는 직렬로 놓일 수 있다.
바람직하게는, 대상체의 전도성 물질이 "음극"(-, 전자 또는 음으로 하전된 입자를 방출)이고, 이것에 의해 스파크 발생기가 전기 스파크를 발생할 수 있는 카운터 전극이 "양극"(+, 전자 또는 음으로 하전된 입자를 끌어당김)을 형성한다. 이 구성의 전기 회로는 전극으로부터 표지될 대상체 표면으로의 물질의 전달을 방지하며 용융 또는 제거 효과에 의한 표면의 표지 생성을 용이하게 한다.
더 바람직하게는, 전기 스파크가 표면에 인가되는 동안 표면이 기체, 특히 공기, 아르곤 또는 질소 또는 다른 불활성 기체에 노출된다. 스파크의 성질 및 따라서 스파크에 의해 생성되는 표지가 대상체 표면 옆의 분위기에 영향을 줌으로써 변경될 수 있다. 공기의 대안으로 아르곤 또는 질소 또는 다른 불활성 기체가 표지 주변의 표면 또는 표지의 산화를 방지하기 위하여 사용될 수 있다. 바람직하게는, 방법이 분위기, 특히 기체의 유형, 압력 및 온도가 신뢰성 있게 제어될 수 있는 하우징 내에서 수행되어 기체의 유형 및 조성을 제어하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 대상체 표지 방법은 패턴의 적어도 일부의 제1 영상을 얻는 단계, 패턴의 제1 영상으로부터 하나 이상의 제1 독특한 특징을 추출하는 단계, 제1 독특한 특징을 대상체에 연관시키는 단계, 및 제1 독특한 특징 및 연관된 대상체의 정보를 저장하는 단계를 더 포함한다.
더 바람직하게는, 제1 독특한 특징이 제1 코드, 바람직하게는 암호화된 제1 코드를 발생하는 데 사용되며, 제1 코드는 바람직하게는 대상체에 부착되거나 인쇄된다. 제1 코드는 바코드, 문자숫자 코드 또는 RFID와 같은 디지털 코드의 형태를 가질 수 있다. 코드는 쉽게 기계 판독 가능한 것이 바람직하다.
바람직한 구현예에서, 패턴에는 제2 코드, 바람직하게는 패턴과는 무관하며 대상체 상의 패턴이 연속물로 되도록(serialize) 구성되는 일련번호가 할당되며, 제2 코드는 바람직하게는 대상체에 부착되거나 인쇄된다. 제2 코드는 패턴에 의해 표지된 대상체에 대한 식별 수단일 수 있다. 따라서, 제2 코드를 판독할 때 대상체 상의 패턴을 평가할 필요가 없으므로 대상체에 대해 정보를 쉽게 판독하는 것이 가능하다. 그러나, 제2 코드는, 단독으로는, 전술한 방법에 의해 적용된 표지만큼 안전하지 않다. 그러므로, 제2 코드는 대상체의 취급을 용이하게 할 수 있게 하는 대상체의 추가 정보의 의미이다.
특히, 제1 독특한 특징 및 연관된 대상체의 정보는 원격 저장 장치에 저장된다. 원격 저장 장치는, 예를 들면, 보안 네트워크 또는 유사한 데이터 연결을 통해 원격으로 사용할 수 있는 중앙 저장장치일 수 있다. 따라서, 원격 저장 장치 내에 저장된 정보를 거의 모든 장소로부터 접근하는 것이 가능하다.
상술한 방법을 이용하여 표지된 대상체의 인증 또는 식별 방법은 패턴의 적어도 일부의 제2 영상을 얻는 단계, 패턴의 제2 영상으로부터 하나 이상의 제2 독특한 특징을 추출하는 단계, 매칭 정보를 식별하기 위하여 제2 독특한 특징의 정보를 저장된 제1 독특한 특징의 정보와 비교하는 단계를 포함한다.
총과 같은 대상체가 인증 또는 식별되어야 하면, 그 위의 패턴이 영상화되고, 패턴으로부터, 적어도 그 일부로부터, 독특한 특징이 추출될 수 있으며, 데이터베이스 내에 저장된 대응하는 특징과 비교된다. 특징이 특정 대상체에 할당된 것으로 데이터베이스 내에서 확인되면, 그 위에 영상화된 패턴을 갖는 대상체는 식별 또는 인증된다.
바람직하게는, 제1 및 제2 코드 중 하나 이상이 또한 판독된다. 이 경우, 코드가 대상체 상에 올바르게 적용 또는 인쇄되었는지의 여부가 추가로 확인될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 제2 특징의 정보 중 하나 이상 및 제1 및 제2 코드 중 하나 이상이 원격 저장 장치로 전송된다. 이는 패턴의 적어도 일부의 영상으로부터 추출된 제2 독특한 특징에 기반하여, 제1 독특한 특징이 할당된 대상체가 명백하게 식별 또는 인증되도록 제1 및 제2 독특한 특징을 비교함에 의하여, 비교할 수 있는 제1 독특한 특징이 식별될 수 있다는 점에서 대상체를 매우 신뢰성 있게 인증 또는 식별할 수 있게 한다.
바람직한 구현예에서, 제1 및 제2 독특한 특징은 패턴의 개별 화구 또는 용융 영역의, 바람직하게는 참조 표지에 대한, 좌표, 패턴의 개별 화구 또는 용융 영역의 평균 직경, 패턴의 두 개 이상의 화구 또는 용융 영역 사이의 상대 거리, 및 패턴 또는 패턴의 일부의 윤곽선 중 하나 이상을 포함한다.
패턴 영상 정보 또는 독특한 특징의 추출 및/또는 비교를 위한 가능성 있는 영상 처리 알고리즘 또는 방법에 관해서는, Dengsheng Zhang et al. "Review of shape representation and description techniques", Pattern Recognition 37 (2004), 1-19를 참조하며, 그 내용은 여기에서 참조로 포함된다. 많은 가능한 방법이 있으며, 그 중 일부는 윤곽선에 기반하고, 다른 것들은 결정될 패턴의 영역에 기반한다. 윤곽선 및 영역이 모두 본 발명과 관련되어 사용될 수 있는 가능성이 있다.
패턴 인식 알고리즘과 서술자(descriptors)에 현대적 경향이 있다. 이들 wnd 일부에서, 이진 문자열이 서술자로 사용되며 해밍 거리(Hamming distance)를 사용하여 비교 또는 매칭이 수행된다. 서술자의 예로는:
* BRIEF: (Binary Robust Independent Elementary Features)
- 영상 패치 내에서 쌍 단위 세기 비교
- 유일한 파라미터는 공간적 배열과 길이
* BRISK: (Binary Robust Invariant Scalable Keypoints)
- BRIEF와 같지만 고정된 공간적 배열, 및 또한 방향(orientation) 및
규모(scale) 추정을 가짐
* FREAK: (Fast Retina Keypoint)
- 인간 시각 시스템에 의해 동기화된(motivated) 공간적 배열
- 비교에 사용되는 화소 쌍이 훈련 데이터를 사용하여 학습됨
영상 매칭의 예는 도 6에 주어져 있다.
도 1은 바람직한 구현예에 따른 대상체(18) 표지 시스템(10)의 셋업을 개략적으로 도시한다. 스파크를 발생하고 이에 따라 상술한 무작위 표지를 생성하는 시스템(10)은 스파크 발생기(12), 카운터 전극(14) 및 스파크 발생기(12)를 표지될 대상체(18)에 전기적으로 연결하는 커넥터(16)를 포함한다. 선택적으로, 시스템은 표지될 대상체 위의 보호 기체 분위기를 제어하는 하우징(20)을 포함한다. 하우징은 보호 기체를 더 가두어 둘 수 있다. 스파크 발생기(12)는 카운터 전극(14) 및 대상체(18)에 전기적으로 연결된다.
카운터 전극(14)과 대상체(18)의 깨끗하며 산화되지 않은 금속 표면 사이에서 발생하는 단일 스파크로부터 얻어진 단일 표지(22)는 수 제곱밀리미터에 걸쳐 퍼질 수 있고 3차원의 투박한 구조(raw structure) 및 미세한 구조를 나타낼 수 있다. 표지는 이로부터 물질이 제거된 수백의 미시적인 화구 및 제거된 물질의 일부의 응축 또는 용융된 물질의 응고에 의해 생성된 샘플 퇴적으로 구성될 수 있다. 그러면, 표지는, 도 2a에 예시적으로 도시된 바와 같이, 밀집한 "섬" 형태의 투박한 구조와, 도 2b, 3a 및 3b에 예시적으로 도시된 바와 같이, 음극성의 화구 및 퇴적된 점의 형태로 미세한 구조를 나타낸다. 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 화구(28)의 깊이 및 퇴적 또는 돌기(27)의 높이와 함께 부위는 무작위적이며, 오늘날 이용 가능한 수단 또는 방법의 사용에 의하여, 재현될 수 없다(도 5a-5c 참조).
투박한 구조의 지형 및 윤곽선은 영상화 성능이 미시적인 상세를 시각화하기에 불충분하더라도 사용될 수 있다. 이는 표지를 식별하기 위하여, 예를 들면, 스마트폰 또는 다른 휴대용 장치의 카메라가 표지 식별에 사용되는 경우일 수 있다. 유사한 크기의 특징 추출이 영상 처리 및 컴퓨터 비전의 분야에서 잘 알려져 있다. 도 6a1 및 6a2에 예시가 주어져 있으며, 독특한 특징(65 및 66)이 다른 카메라로 촬영한 동일한 표지의 영상(60 및 70)으로부터 추출될 수 있다.
질감 분석은 표지가 금속 표면의 스파크에 의해 또는 도 5a 및 5b와 관련하여 기술된 것과 같은 다른 수단에 의해 생성된 것인지 결정하는 데 사용될 수 있다. 이는 표지된 대상체와 고유하게 연관된 특정한 표지를 식별하지 않은 채로, 즉, 특정한 대상체를 식별하지 않은 채로, 일반적으로 인증 목적으로 수행된다. 질감 분석의 하나의 예는 국부 이진 패턴(Local Binary Patterns, LBP)을 사용하는 것이다. 이들은 화소 주위의 미세 구조를 서술하는 단순한 연산자이다(Texton). 이들은 (광범위의(global)) 회색조 변화에 대해 강건하며 및 회전 불변이다. 이들은 영상 내의 각 화소에 대하여 검색 반경 및 이웃의 수로 매개변수화된다. 현재 예에 대해서, 8개의 이웃 화소를 사용하는 가장 단순한 LBP 연산자가 사용되었다. 질감은 각 화소에서 및 전체 영상에 걸쳐 계산된 균일한 LBP 코드의 분포에 의해 나타난다. 질감 식별은 히스토그램 비교를 통해 이루어진다.
질감 인식 및 매칭의 예가 도 7a 및 7b에 제시된다. 도 7a는 모델 스파크 표지(41), 진짜 스파크 표지의 예(42) 및 다른 기술에 의해 얻어진 표지(43)(또한 가짜 표지로 지칭됨)에 대한 LBP 발생 히스토그램을 나타낸다. 도 7b는 진짜 및 가짜 표지가 스파크 표지 모델에 대한 각 히스토그램 거리(33)로부터 식별될 수 있음을 보여준다. 모델까지의 진짜 표지의 히스토그램 거리(31)로부터 모델까지의 가짜 표지의 히스토그램 거리(30)의 명백한 분리가 몇몇 다른 샘플(32)에 대한 단 하나의 LBP 체계만을 이용하여 획득될 수 있다.
표지의 매크로구조 및 미세구조의 탐지는 "블롭 탐지(blobs detection)"의 문제와 비교될 수 있다. 블롭 탐지는 밝기와 같은 특성이 그 영역을 둘러싼 영역과 비교하여 다른 디지털 영상 내의 영역을 탐지하는 것을 목적으로 하는 수학적 방법을 말한다. 블롭은 표준 영상 처리 알고리즘에 의하여 효과적으로 탐지되며 그 특성은 다른 카메라로 촬영한 동일한 스파크 표지의 두 영상에서 블롭(65, 66)이 탐지되고 매치되는 도 6a1 및 6a2에 나타난 것과 같은 특정한 서명을 추출하기 위하여 계산될 수 있다. 도 6a1에서, 영상(60)은 데이터베이스 내에 표지의 특정한 서명을 등록하기 위하여 사용된 영상에 대응하고, 도 6a2의 영상(70)은 인증 및 식별될 동일한 스파크 표지의 영상에 대응한다. 반면, 도 6b2는 등록되고 도 6b1에 도시된 동일한 스파크 표지(61)로부터 온 것이 아닌 후보 영상(71)을 나타낸다. 여기에서는 공통된 특징이 발견되지 않는다.
조명, 초점 평면 또는 시야각의 변화에 의한 밝고 어두운 양상의 변경, 윤곽선, 미시적 구조의 지형은 예를 들면 도 3a 및 3b에 나타난 작은 화구(25) 또는 미세한 용융 금속 스플래시(26)와 같은 미세 구조를 특징화하는 데 사용될 수 있다. 이는, 예를 들면, 광학 현미경 검사를 이용하여 가능하다. 미세 구조로부터 추출된 정보는 주어진 표지가 스파크에 의해 생성된 것임을 보장하는 준-범죄과학적(semi-forensic) 인증 또는 현미경적 수준에서 특정한 서명을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 후자를 위하여, 서명을 재생 가능한 표준 미세 영상 처리로 등록하는 것이 바람직하다.
일정한 조명 하에서 광학 현미경의 초점 평면을 변경함으로써, 3D 구조의 단서가 얻어질 수 있다(도 3b 및 도 4a 및 4b 참조). 유사하게, 여기에서 기술된 스파크 표지법에 의해 얻어진 표지의 3D 구조를 식별하기 위하여 주사 전자 현미경(SEM) 기술이 사용될 수 있다. 도 3b, 도 4a 및 4b에 도시된 것과 같은, 물질 제거를 나타내는 작고 어두운 화구 및 응고된 금속 방울을 시각화하는 더 큰 혹들의 3D 구조는 검사되고 식별 또는 인증 목적으로 사용될 수 있다. 이 구조는 표면 상의 스파크 음극성 루트 효과에 매우 특유한 것이며 오늘날 알려진 어떤 다른 표지 방법에 의해서도 재생될 수 없다. 도 3a 및 3b는 스파크 표지 내에서 발견되는 몇몇 현저한 구조를 도시한다.
표지될 물질은 바람직하게는 금속이다. 예로는 두루마리 상의 얇은 금속 스트립 또는 덩어리로 된 금속 부품, 제품, 캔 등이다. 금속 표면은 바람직하게는 깨끗하고, 기름이 없으며, 산화되지 않고, 미세한 밀링, 그라인딩(grinding) 또는 냉간 압연(cold rolling)에 의해 얻어지는 것과 균등한 거칠기를 갖는다. 방법 또는 시스템이 작동하기 위하여 표면의 사전처리가 필수적이지는 않지만, 각 표면 또는 해당 대상체에의 적용 이전에 표면의 표준 외관은 식별 또는 인증을 위한 표지의 사용을 용이하게 한다. 이들 종류의 제조 방법에 대한 일반적인 평균 거칠기 Ra는, 예를 들면, 미국 표준 ASME Y14.36M 또는 ISO 1302에 나타난 바와 같이 6 마이크로미터 또는 250 마이크로인치, 또는 바람직하게는 그 이하이다. 그러나, 또한 더 거친 표면도 일반적으로 위의 방법에 의해 처리되기에 적합하다.
방법의 일 예시적인 응용에서, 두루마리 상에 통합된 금속 스트립이 보안 표지를 위해 스파크될 수 있다. 스파크 표지법은 스트립의 특정한 부분에 적용될 수 있다. 스트립은 Al, Cu, Ti, Ag, 또는 이들의 임의의 합금 또는 다른 연질 금속이다.
다른 예시적인 응용에서, 캔에 든 제품이 보호되는 또는 보호되지 않는 캔 물질 상에 직접 표지될 수 있다. 일반적으로, 금속 캔의 외부 표면은 얇은 층의 UV 경화된 베이스코트 에폭시 및/또는 아크릴로 보호된다. 이 층은 스파크에 의해 제거될 수 있으며 스파크 에너지에 따라 결합된 표지: 바니쉬 및 금속이 얻어질 수 있다. 향수, 장신구 또는 귀중한 사치품 상자 또는 용기와 같은 다른 유형의 금속 용기의 표지가 스파크 방법에 의해 또한 수행될 수 있다. 금속 호화 제품은 그 자체가 또한 표지될 수 있다. 예를 들면, Au, Ag, Pt, Pd 및 다른 귀금속 또는 그들의 합금으로 될 수 있는 장신구의 금속 부분이 본 발명의 방법에 의해 표지될 수 있다.
다른 예시적인 응용에서, 총 및 탄약 카트리지가 스파크 방법에 의해 표지된다. 바람직하게는, 표지는 깨끗한 금속 영역 부분 상에 또는 사전에 디지털식으로 표지된, 예를 들면, 엠보싱 또는 조각된 영역 상에 생성될 수 있다. 조각된 표지는 표지가 임의의 조각된 기호 사이에 생성되도록 스파크를 지향할 수 있다. 최종 패턴은 따라서 일련번호와 같은 결정론적인 디지털 표지와 스파크 방법에 의해 생성된 추가의 무작위이며 고유한 특징의 조합이다.
다른 예시적인 응용에서, 자동차 산업 또는 항공 산업에서 사용되는 일부 기계 부품 또는 예비 부품 상에 존재하는 전도성 물질의 표면이 본 발명에 따른 스파크 방법에 의해 표지된다. 이는 예를 들면, 자동차의 브레이크 라이닝 또는 항공기의 랜딩 기어와 같은 사용자의 안전과 관련하여 중요한 부품을 식별 또는 인증하는 데 특별히 유용하다. 실제로 이들 (통상 값비싼) 부품은 더욱 더 자주 위조되며, 일반적으로 요구되는 품질 기준을 만족하지 못하는 결과를 가져온다.
실증적인 예로서, 본 발명에 따른 스파크 방전을 이용하는 표지 시스템은 다음의 요소를 포함한다:
1. 전극과 스파크될 표면 사이의 간극을 파괴할 6-15 kV의 고전압을 제공하고 다양한 시간 패턴 및 에너지로 전류를 더 주입하는 단방향 스파크 발생기. 금속 유형에 따라, 주입 전류는 10-150 Amps 사이의 값을 가지고 전압은 약 30 V 이다. 절연파괴로부터 소화까지의 스파크 지속시간은 30 내지 200 마이크로초일 수 있다.
표지 시스템의 이 예에서, 방전 과정은 3개의 주요 구간을 갖는다:
첫째, 고전압이 인가되고 절연파괴가 발생하는 1마이크로초 이하의 짧은 버스트(burst);
둘째, 2 내지 10 마이크로초의 지속 시간 동안 10분의 몇 암페어에 이르는 전류가 주입되는 제2 단계; 및
셋째, 전류가 감소하고 20 암페어 이하의 수준에서 유지되는 제3 단계. 이 제3 단계의 지속시간은, 예를 들면 금속 유형에 따라, 50 내지 200 마이크로초 사이일 수 있다.
이러한 스파크 발생기는 잘 알려져 있으며 금속 및 그 합금의 분광화학 분석의 분야에서 스파크-원자 방출 또는 광학 방출 분광계를 위해 주로 사용된다. 스파크 발생기를 기술하는 참조 문헌은 WO 2010/066644 A1이며, 그 내용은 여기에서 참조로 포함된다.
2. 한편으로, 양극의 역할을 하도록 구성되고, 이에 제한되는 것은 아니지만 통상 텅스텐으로 이루어진 카운터 전극과, 다른 편으로 접지 전위에서 스파크되며 이에 따라 음극의 역할을 하도록 구성된 물질에 의해 형성되는 방전 간극. 물질은 컨택 전극에 의해 접지 전위에 놓일 수 있다.
3. 선택적으로, 카운터 전극과 물질은 표지의 산화를 방지하기 위하여 보호 하우징(20) 내에 가두어진 아르곤 또는 질소 또는 다른 불활성 기체와 같은 보호 기체에 의해 둘러싸일 수 있다.
4. 선택적으로, 카운터 전극은 고리 모양이며 보호 불활성 기체가 전극의 선단을 통해 주입되도록 구성될 수 있다. 또는 전극이 동축의, 고리 모양 기체 주입 노즐에 의해 둘러싸일 수 있다.
표지, 등록 및 표지된 대상체의 활성화를 위한 구성의 실증적인 예가 이하에 기술된다.
첫번째 과정은 위에서 약술된 바와 같이 총을 스파크 표지하는 것이다. 예를 들면, 총, 총의 일부 또는 탄약 재킷과 같은 표지될 대상체가 표지될 표면이 카운터 전극으로부터 동일한 거리와 동일한 방향으로 놓이도록 컨베이어 상에 장착되고 전기적으로 접지된 척(chucks)에 의해 유지된다. 표지가 대상체 상에 생성되고 이어서 표지가 결합된 광원 및 카메라 모듈에 의해 영상화된다. 영상이 획득된 후에, 표지의 개별 특징이 추출되고 부호화된다.
코드 및 선택적으로 영상이 안전하게 데이터 관리 시스템으로 전송되고 데이터베이스 내에 등록된다.
예를 들면 총인 대상체가 사용자에게 전달된 후에, 매크로-영상화, 영상의 매크로 특징 추출, 및 얻어진 코드 및/또는 영상을 보안 링크를 통해 데이터 관리 시스템으로 전송할 수 있는 적당한 휴대용 장치에 의해 검사될 수 있다.
여기에서 수신된 정보, 즉, 코드 및/또는 영상이 데이터베이스 내의 기존 기록과 매치되어 대상체가 데이터베이스의 등록된 기재사항을 기반으로 식별될 수 있다.
휴대용 장치가 표지된 대상체를 현미경적으로 검사하는 것이 불가능한 경우 표지의 더 높은 수준의 인증이 지역의 현미경 사용 실험실에서 이루어질 수 있다.
표지는 휴대용 장치 또는 실험실 장비에 의해 인증될 수 있다.
통상, 휴대용 장치와 주변 또는 특정 조명을 사용하여, 10 마이크로미터 이상 크기의 상세가 관찰될 수 있어 투박한 구조의 특징이 관찰될 수 있다. 이 경우, 영상 처리는 특히 물질 퇴적 및 음극성 화구 모듬의 지형 및 윤곽선 인식에 기반하며 영상 내의 요소의 발광 상태에 대한 해석은 이루어지지 않는다. 지형 및 윤곽선 상세는 정보 벡터이며 부호화될 수 있다. 부호화 과정은 장치에서 이루어질 수 있으며 그 결과가 상술한 방법과 유사하게, 진정성을 조회하기 위하여 암호화된 통신으로 데이터 관리 시스템에 전송될 수 있다.
인증을 위한 실험실 장비는 편광을 이용하는 광학 현미경을 포함할 수 있다. 현미경은 밝고 어두운 패턴을 영상화하여 재용융된 물질의 피크뿐 아니라 제거된 물질의 계곡 또는 화구를 탐지할 수 있다. 초점 평면을 변경하여, 밝은 영역이 그 형태를 유지하면서 어두운 영역으로 바뀔 수 있다.
또한, 현미경은 기본적인 음극성 화구의 패턴을 인식할 수 있는 자동화된 영상 처리 소프트웨어와 함께 사용될 수 있다. 소프트웨어는 관찰된 표지가 스파크 표지의 종류에 속하며 도 7a 및 7b와 관련하여 설명된 바와 같이 예를 들면 도 5a 및 5b에서 나타난 다른 유형의 표지 기술에 속하지 않는지 결정하기 위하여 예를 들면 국부 이진 패턴 분석과 같은 사전 정의된 모델로 질감 분석 알고리즘을 수행할 수 있다.
인증 또는 식별 방법의 기초를 위한 실시예:
1) 형태 서명
형태 서명은 형태 경계점들로부터 유도된 1차원 함수에 의해 형태를 나타낸다. 많은 형태 서명이 존재한다. 이들은 중심 프로필, 복소 좌표, 중심 거리, 탄젠트 각, 누적 각, 곡률, 면적 및 익현 길이(chord-length)를 포함한다.
2) 스케일 공간(Scale space)
형태의 스케일 공간 표현은 가변 폭의 저역통과 가우시안 필터에 의해 필터링된 형태 경계 내의 굴절점의 위치 추적에 의해 생성될 수 있다. 가우시안 필터의 폭이 증가하면 미미한 굴절은 경계로부터 제거되고 형태는 부드러워진다. 표현 내에 남아있는 굴절점은 현저한 대상체 특징으로 예측된다. 이러한 스무딩(smoothing) 과정은 지문으로 불리는 굴절점으로 구성된 간격 트리(interval tree)이다.
발명이 특정한 실시예 및 구현예에 관하여 설명되었지만, 보호의 범위는 이들 실시예 또는 구현예에 의해 제한되지 않는다.
Claims (27)
- 대상체(18) 표지 방법에 있어서,
상기 대상체(18)는 전도성 물질의 표면을 가지고, 상기 방법은,
상기 표면에 전기 스파크를 인가하여
상기 물질이 상기 전기 스파크에 의해 부분적으로 용융 및 부분적으로 제거 중 하나 이상이 되도록 하고,
따라서 상기 대상체 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함하는,
대상체 표지 방법. - 제1항에 있어서,
스파크 발생기(12)가 상기 전도성 물질 및 카운터 전극(14)에 전기적으로 연결되고,
상기 전도성 물질이 따라서 음극을 형성하고,
상기 카운터 전극(16)이 따라서 양극을 형성하는,
대상체 표지 방법. - 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 스파크가 상기 표면에 인가되는 동안, 상기 표면은 기체, 특히 공기, 아르곤 또는 질소 기체에 노출되는,
대상체 표지 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 스파크는 두 개의 이어지는 단계를 포함하며, 제1 단계는 전도성 채널이 형성되고 제2 단계는 상기 물질이 부분적으로 용융 및 부분적으로 제거 중 하나 이상이 되도록 전류가 상기 전도성 채널 내로 주입되는,
대상체 표지 방법. - 제4항에 있어서,
상기 스파크는 10 마이크로초 내지 수백 마이크로초 동안 지속되는,
대상체 표지 방법. - 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 제1 단계는 상기 제2 단계보다 짧은,
대상체 표지 방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물질은, 철(iron), 강철(steel), 알루미늄, 구리, 티타늄과 같은 금속 또는 이들 금속의 합금, 및 전도성 복합 물질 중 하나 이상을 포함하는,
대상체 표지 방법. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대상체(18)는 총, 탄약, 캔, 귀중품, 포장, 라벨, 장신구, 또는 그 일부인,
대상체 표지 방법. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴의 적어도 일부의 제1 영상을 얻는 단계,
상기 패턴의 상기 제1 영상으로부터 하나 이상의 제1 독특한 특징을 추출하는 단계,
상기 제1 독특한 특징을 상기 대상체(18)에 연관시키는 단계, 및
상기 제1 독특한 특징 및 상기 연관된 대상체(18)의 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는,
대상체 표지 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제1 독특한 특징은 제1 코드, 바람직하게는 암호화된 제1 코드를 발생하는 데 사용되며, 상기 제1 코드는 바람직하게는 상기 대상체에 부착되거나 인쇄되는,
대상체 표지 방법. - 제9항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴에는 제2 코드, 바람직하게는 상기 패턴과는 무관하며 상기 대상체 상의 상기 패턴이 연속물로 되도록(serialize) 구성되는 일련 번호가 할당되며, 상기 제2 코드는 바람직하게는 상기 대상체에 부착되거나 인쇄되는,
대상체 표지 방법. - 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 독특한 특징 및 상기 연관된 대상체의 정보는 원격 저장 장치에 저장되는,
대상체 표지 방법. - 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항의 대상체 표지 방법에 의해 표지된 대상체(18)의 인증 또는 식별 방법에 있어서, 인증 방법은,
상기 패턴의 적어도 일부의 제2 영상을 얻는 단계,
상기 패턴의 상기 제2 영상으로부터 하나 이상의 제2 독특한 특징을 추출하는 단계,
매칭 정보를 식별하기 위하여 상기 제2 독특한 특징의 정보를 상기 제1 독특한 특징의 저장된 정보와 비교하는 단계를 포함하는,
대상체의 인증 또는 식별 방법. - 제10항 또는 제11항에 따른 제13항의 방법에 있어서,
상기 제1 및 제2 코드 중 하나 이상을 판독하는 단계를 더 포함하는,
대상체의 인증 또는 식별 방법. - 제12항에 따른 제13항 및 제14항 중 어느 한 항의 방법에 있어서,
상기 제2 특성의 정보 중 하나 이상 및 상기 제1 및 제2 코드 중 하나 이상을 상기 원격 저장 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는,
대상체의 인증 또는 식별 방법. - 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 독특한 특징은 상기 패턴의 개별 화구 또는 용융 영역의, 바람직하게는 참조 표지에 대한, 좌표, 상기 패턴의 개별 화구 또는 용융 영역의 평균 직경, 상기 패턴의 두 개 이상의 화구 또는 용융 영역 사이의 상대 거리, 및 상기 패턴 또는 상기 패턴 일부의 윤곽선 중 하나 이상을 포함하는,
대상체의 인증 또는 식별 방법. - 대상체(18) 표지 시스템(10)에 있어서,
상기 대상체(18)는 전도성 물질의 표면을 가지고, 상기 시스템은,
스파크 발생기(12),
상기 스파크 발생기(12)에 전기적으로 연결되며 양극을 형성하는 카운터 전극(14),
상기 표면이 상기 카운터 전극(14)에 대하여 음극을 형성하도록 상기 스파크 발생기(12)를 상기 표면에 연결하는 커넥터(16)를 포함하며,
상기 카운터 전극(14)과 상기 표면 사이에서 전기 스파크가 발생할 수 있고
상기 전기 스파크에 의하여 상기 물질이 부분적으로 용융 및 부분적으로 제거 중 하나 이상이 되도록 상기 카운터 전극(14)이 상기 표면에 대해 위치하여,
이에 따라 상기 대상체 상에 패턴을 형성하는,
표지 시스템(10). - 제17항에 있어서,
상기 카운터 전극(14)은 텅스텐을 포함하는,
표지 시스템(10). - 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 카운터 전극(14)과 상기 표면 사이의 공간을 둘러싸는 하우징(20)을 포함하며, 상기 하우징(20)은 기체, 특히 공기, 아르곤 또는 질소로 채워지는,
표지 시스템(10). - 제19항에 있어서,
상기 카운터 전극(14)은 상기 카운터 전극(14)의 선단을 통해 상기 하우징(20)으로 기체가 주입되도록 구성되거나, 상기 카운터 전극(14)이 상기 하우징(20) 내로 기체가 주입되도록 구성된 동축 기체 주입 노즐에 의하여 둘러싸이는,
표지 시스템(10). - 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물질은 철, 강철, 알루미늄, 구리, 티타늄과 같은 금속 또는 이들 금속의 합금, 및 전도성 복합 물질 중 하나 이상을 포함하는,
표지 시스템(10). - 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대상체(18)는 총, 탄약, 캔, 귀중품, 포장, 라벨, 장신구 또는 그 일부인,
표지 시스템(10). - 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴의 적어도 일부의 제1 영상을 획득하는 제1 영상 장치,
상기 패턴의 상기 제1 영상으로부터 하나 이상의 제1 독특한 특징을 추출하는 제1 추출 수단,
상기 제1 독특한 특징을 상기 대상체(18)와 연관시키는 연관 수단, 및
상기 제1 독특한 특징 및 상기 연관된 대상체(18)의 정보를 저장하는 저장 수단을 더 포함하는,
표지 시스템(10). - 제23항에 있어서,
저장 장치를 더 포함하고, 상기 저장 수단은 상기 제1 독특한 특징 및 상기 연관된 대상체(18)의 정보를 상기 저장 장치 내에 저장하도록 적응되고, 상기 저장 장치는 바람직하게는 상기 제1 영상 장치로부터 원격인,
표지 시스템(10). - 바람직하게는 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법에 따라, 대상체(18)를 인증 또는 식별하는 인증 시스템에 있어서, 상기 인증 시스템은,
제23항 또는 제24항에 따른 상기 표지 시스템(10),
상기 패턴의 적어도 일부의 제2 영상을 획득하는 제2 영상 장치,
상기 패턴의 상기 제2 영상으로부터 하나 이상의 제2 독특한 특징을 추출하는 제2 추출 수단, 및
매칭 정보를 식별하기 위하여 상기 제2 독특한 특징의 정보를 상기 제1 독특한 특징의 상기 저장된 정보와 비교하는 비교 수단을 포함하는,
인증 시스템. - 제25항에 있어서,
상기 대상체(18) 상의 코드, 바람직하게는 바코드 또는 문자숫자 코드를 판독하는 판독 수단을 더 포함하는,
인증 시스템. - 제25항 또는 제26항에 있어서,
상기 코드 및 상기 제2 독특한 특징의 정보 중 하나 이상을 상기 저장 수단으로 전송하는 전송 수단을 더 포함하는,
인증 시스템.
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