MX2007001856A

MX2007001856A - Metodos, productos y aparatos para verificacion de autenticidad.

Info

Publication number: MX2007001856A
Application number: MX2007001856A
Authority: MX
Inventors: Russell P Cowburn
Original assignee: Ingenia Technology Ltd
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-04-27
Also published as: GB2444139A; NO20071360L; AU2005271022A1; EP1784757A1; RU2391702C2; GB2417074B; HK1086925A1; GB2438424B; AR050781A1; GB0418178D0; TW200606736A; RU2007109066A; ZA200701258B; EP1784757B1; CN101031927A; CN101031927B; KR20070044050A; GB0720673D0; GB0708961D0; GB2438424A

Abstract

Un metodo y un aparato para determinar una firma de clase de un articulo hecho de papel o carton, a fin de identificar un tipo generico de clase al cual pertenece el articulo; un haz optico ilumina el articulo y una disposicion de detector recopila puntos de datos procedentes de luz difundida desde muchas partes diferentes del articulo, mientras el articulo es explorado por el haz; la firma de clase deriva de propiedades intrinsecas impartidas al papel/carton durante la fabricacion por la pantalla, segun se cree, usada durante la deshidratacion de la pulpa de papel; la deteccion de la firma de clase permite identificar al fabricante o la maquina particular fabricadora de papel que hizo el papel.

Description

MÉTODOS, PRODUCTOS Y APARATOS PARA VERIFICACIÓN DE AUTENTICIDAD ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con métodos de seguridad, de manera más especial la verificación de autenticidad de un artículo tal como una tarjeta de identificación personal (ID), un cheque, un producto que se pueda vender, un documento o un artículo elaborado de un material de hoja fibrosa tal como papel o cartón. Muchos sistemas de seguridad de autentificación tradicional se basan en un proceso el cual es difícil para cualquier otro diferente al fabricante llevar a cabo, en donde la dificultad se puede imponer por costoso equipo de capital, complejidad de elaboración técnica o preferiblemente ambas cosas. Los ejemplos son el suministro de una marca de agua en billetes y holograma en tarjetas de crédito o pasaportes. Desafortunadamente, los criminales cada vez se vuelven más sofisticados y producen virtualmente cualquier cosa que pueden hacer los fabricantes originales. Debido a esto, existe un enfoque conocido de sistemas de seguridad de autentificación, los cuales se basan en crear signos de seguridad utilizando algunos procesos gobernados por leyes de naturaleza lo que resulta en que cada signo es único y de manera más importante tiene una característica única que es mensurable y por lo tanto puede ser utilizado como base para verificación subsecuente. De acuerdo con este enfoque se fabrican signos y se miden de una manera establecida para obtener una característica única. La característica después se puede almacenar en una base de datos de computadora o se puede retener de alguna otra manera. Los signos de este tipo se pueden incrustar en un artículo portador, por ejemplo un billete, pasaporte, tarjeta de ID, documento importante. Posteriormente, se puede medir el artículo portador nuevamente y la característica medida se puede comparar con las características almacenadas en la base de datos para establecer si existe una coincidencia. Dentro de este enfoque general se ha propuesto utilizar diferentes efectos físicos. Un efecto físico que se ha considerado en numerosos documentos de la técnica anterior [1-4] es utilizar una señal láser a partir de propiedades intrínsecas de un artículo, típicamente en forma de un signo especial, para proporcionar una característica única. De acuerdo con estas técnicas, un área grande, tal como la totalidad de un signo especial, se ilumina con un haz láser colimado y una porción de ángulo sólido significativa del patrón de señal resultante se obtiene una imagen con una CCD, por lo que se obtiene una imagen con un patrón de señal del área iluminada constituida de una distribución grande de puntos de datos. Más recientemente se ha desarrollado una técnica basada en señal láser [5] en la cual la característica única se obtiene por exploración de un haz láser enfocado sobre el artículo y recolección de muchos puntos de datos, típicamente 500 o más, de la luz dispersada de muchas partes diferentes del artículo para recolectar una gran cantidad de puntos de datos independientes. Al recolectar una gran cantidad de contribuciones de señal independientes específicas para muchas partes diferentes del artículo se puede cancelar una firma digital que es única para el área del artículo que se va a explorar. Esta técnica es capaz de proporcionar una firma única de las superficies de una amplia variedad de artículos que incluye papel no tratado, cartón y plástico. Una aplicación importante de esta técnica es la verificación de seguridad a partir de una base de datos de las firmas almacenadas, denominadas como "base de datos maestra" en lo siguiente. Por ejemplo, en una fábrica de perfumería, cada caja de botella de perfume puede ser explorada por un lector para obtener una firma y estas firmas son introducidas en una base de datos maestra. La base de datos maestra incluye una firma de cada artículo, es decir, una caja de perfume, producida. Posteriormente, para verificación de campo, se puede utilizar un lector para explorar cualquier caja de perfume para obtener una firma y esta firma se compara con una base de datos maestra para establecer si existe una firma coincidente mantenida en la base de datos maestra. Si no hay coincidencia, se considera que el artículo es una falsificación. Si hay una coincidencia, se considera que el artículo es genuino. En muchas aplicaciones, por ejemplo aquellas relacionadas con seguridad nacional, documentación civil o artículos con marca en volúmenes grandes, el número de firmas almacenadas en la base de datos maestra puede ser muy grande. El número de entradas tal vez pueda ser de millones, decenas de millones o incluso cientos de millones. Por ejemplo, este podría ser el caso si se utiliza un esquema para un pasaporte o verificación de permiso para conducir para un país con una gran cantidad de personas. Para la mayor parte, en caso de que no sea en todas las aplicaciones, es necesario que la búsqueda de la base de datos maestra se lleve a cabo en un tiempo razonable. Lo que se considera razonable variará de una aplicación a otra, pero para muchas aplicaciones un tiempo razonable máximo será solo de algunos segundos. Esto puede ser difícil de llevar a cabo si el número de artículos se vuelve grande. Por lo tanto, sería deseable ser capaces de realizar una clase de verificación diferente de los artículos en base en una propiedad que es genérica para todos los artículos genuinos, posiblemente sin referencia a una base de datos. Aunque esto puede no ser tan seguro como un proceso de verificación positivo en base en una propiedad única de cada artículo, podría ser más fácil de realizar y proporcionar una prueba negativa que es traída de muchos documentos falsos o artículos falsos evidentes. Por ejemplo, se puede utilizar como una prueba de preanálisis antes de verificación en una firma única.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Durante el desarrollo inicial de la técnica de seguridad basado en señal láser del solicitante, el solicitante se sorprendió de descubrir que la probabilidad calculada de una coincidencia aleatoria entre las señales características medidas por dos piezas de papel tomadas de la misma resma no es tan baja como se podría esperar del teórico. En un experimento particular, los cálculos indicaron que existe una probabilidad de aproximadamente 1 en 106 de que firmas características supuestamente aleatorias de dos piezas dadas de papel coincidan dentro de un umbral de error establecido. No obstante, durante los ensayos, las coincidencias de esta calidad en la práctica se observaron varias veces al día. Esto indica que las firmas características no son completamente aleatorias y contienen un componente de información el cual es constante de una hoja de papel a la siguiente. Investigaciones posteriores mostraron que el papel genera una señal aberrante la cual es responsable de la probabilidad aumentada de una coincidencia incorrecta aleatoria entre piezas de papel. Por lo tanto, con el fin de reducir la posibilidad de identificación falsa de artículos, el aparato del solicitante fue operado previamente para eliminar el efecto de las señales aberrantes. Las señales aberrantes en sí mismas aparecen como uno o con mayor frecuencia con componentes encontrados e la señal de salida derivadas de un fotodector conforme es explorada a la superficie de papel. El período y cantidad de componentes de frecuencia encontrados en cualquier señal aberrante particular depende de la orientación dei haz de exploración con respecto a la superficie de papel. Siguiendo una revisión de los procesos de elaboración de papel, el solicitante actualmente considera que las señales aberrantes se derivan de los análisis utilizados para eliminar agua de la pulpa de papel durante el proceso de secadó'[677r8 9,~T0 11 , 12, 13]. Tales análisis típicamente se realizan utilizando una malla de alambre que tiene una separación regular. Aunque tales cribados típicamente se diseñan en un intento para no dejar ninguna marca visible en el papel, parece que las cribas aún imparten una huella significativa en el papel durante un proceso habitual de elaboración de papel. Los solicitantes creen que las señales aberrantes que son capaces de detectar se deben a las huellas impartidas por las cribas. Experimentos adicionales han revelado que las señales aberrantes con frecuencia son comunes para hojas de papel tomadas de la misma resma. Adicionalmente, la investigación ha revelado que las señales aberrantes son estables con el tiempo y permanecen fijas incluso cuando una hoja particular de papel ha sido dañada arrugándola, frotándola, etc. No obstante, de manera interesante, se ha encontrado que el papel de proveedores diferentes generalmente posee señales aberrantes diferentes. Por lo tanto, parece que las señales aberrantes presentan información útil, dado que parecen ser características de cualquier papel elaborado utilizando una criba particular o un tipo de producto de criba. Además, dada la gran variedad de tipos de criba, materiales y formas, este efecto parece ser adecuado para proporcionar una firma de clase para identificar papel de una fuente particular, es decir, papel elaborado utilizando una criba o tipo de criba particular. Mediante el uso de las señales aberrantes para proporcionar una firma de clase, se puede identificar la fuente de fabricación del papel. Aunque esto proporciona solo un nivel de seguridad muy bajo por sí mismo, proporciona una técnica útil para realizar una prueba negativa respecto a autenticidad, dado que una falla indica claramente que el artículo no puede ser genuino sin importar su firma individual única. Además, el uso de esta técnica asegura que no cada hoja de papel que es fabricada va a ser explorada para proporcionar una firma característica predeterminada. Esta técnica por lo tanto evita o reduce la necesidad de almacenar un gran conjunto de datos de dichas firmas características predeterminadas. Adicionalmente, para obtener la firma de clase, se puede explorar el papel en cualquier parte en su superficie. Esto ayuda a reducir la necesidad de una alineación precisa de un artículo que es explorado con un haz de exploración. Por lo tanto, de acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un aparato para analizar un artículo elaborado de papel o cartón colocado en un volumen de lectura. El aparato comprende un explorador para explorar un artículo con un haz óptico, una distribución de detector para recolectar un conjunto de puntos de datos de señales obtenidas cuando el haz explora el volumen de lectura y un módulo de adquisición de datos y procesamiento para procesar el conjunto de puntos de datos de manera que se determina si el artículo posee una firma de clase predeterminada que identifica a los artículos de un tipo genérico conocido de las propiedades intrínsecas del artículo. Los puntos de datos diferentes se relacionan con señales que se obtienen en tiempos diferentes durante la exploración. En diversas modalidades, la fuente se monta para dirigir el haz coherente hacia el volumen de lectura de manera que el haz coherente incidirá en un artículo con una incidencia casi normal. En diversas modalidades, el explorador está configurado para proyectar el haz hacia el artículo en una incidencia casi normal. Las variaciones periódicas de las propiedades intrínsecas del artículo pueden generar una señal aberrante que es forzada para proporcionar una firma de clase. En diversas modalidades, la firma de clase se obtiene al realizar una transformación matemática del conjunto de puntos de datos a una firma de clase determinada. Una coincidencia entre la firma de clase medida y una firma de clase predeterminada después es indicativo de que el artículo es de un tipo genérico asociado con la clase de firma de clase predeterminada. En diversas modalidades, se calculan una o más transformaciones de Fourier (FT) del conjunto de puntos de datos con el fin de identificar una señal aberrante. De esta manera se puede utilizar como una firma de clase el espectro FT, o uno o más picos del mismo.

Los subconjuntos seleccionados del conjunto de punto de datos también se pueden analizar. Por ejemplo, tales subconjuntos se pueden analizar con el fin de determinar cual subconjunto da lugar al pico de amplitud más grande en un conjunto transformado de puntos de datos. Dichos subconjuntos pueden incluir puntos de datos que corresponden a exploraciones realizadas en un artículo en diversas orientaciones. Por ejemplo, un subconjunto puede comprender puntos de datos que se obtienen sobre un arco que forma parte de una exploración rotacional. Las firmas de clase predeterminadas se pueden proporcionar en una base de datos que se puede localizar de manera remota o se puede incluir en un lector portátil. Dado que el aparato utiliza firmas de clase, la base de datos puede ser relativamente pequeña. Las firmas de clase predeterminadas también se pueden cifrar para seguridad mejorada. Al hacer coincidir las firmas de clase con firmas de clase predeterminadas, el aparato que incorpora esta característica puede proporcionar un cribado de seguridad inicial de los artículos elaborados de papel/cartón de acuerdo con el fabricante/la máquina, etc. Por ejemplo, el aparato puede indicar a un operador que un artículo no ha sido elaborado con papel para pasaporte de E.U.A., que no ha sido elaborado con un papel para billete del Reino Unido, etc. Adicionalmente, el aparato puede comprender un módulo codificador/descodificador para medir la posición relativa del haz en el artículo durante la exploración. El módulo de adquisición de datos y procesamiento también puede ser operable adicionalmente para linealízar el conjunto de puntos de datos antes de determinar una firma de clase mediante la utilización de información de posición medida relativa obtenida del módulo codificador/detector. Al modificar el conjunto de punto de datos con el fin de asegurar que los puntos de datos consecutivos en el conjunto están separados por igual con respecto al tiempo o posición de su adquisición durante la exploración, las aberraciones de movimiento no lineal introducidas por el proceso de exploración se pueden eliminar en gran medida. La distribución de detector puede incluir una pluralidad de canales detectores distribuidos configurados para detectar dispersión de partes diferentes respectivas del volumen de lectura. Cada uno de dichos canales detectores puede proporcionar un conjunto de datos de secuencia de tiempo (o, de manera equivalente, secuencia de posición de exploración lineal) que se utiliza para determinar una firma de clase respectiva. Dos o más de dichas firmas de clase respectivas se pueden promediar para proporcionar una medición de la firma de clase que tenga una relación mejorada señal a ruido. Dado que se utilizan detectores múltiples en diversas modalidades para determinar respuestas características únicas, la incorporación de la funcionalidad de promediado no incrementa de manera significativa el costo o la complejidad del aparato. En algunas modalidades, puntos de datos diferentes se obtienen por exploración lineal del haz en el volumen de lectura. La exploración implica el movimiento relativo entre el haz y el volumen de lectura. El uso de una exploración lineal es benéfica dado que es mecánicamente sencilla y relativamente barata de implementar. Una exploración lineal también es útil cuando la orientación de la impresión que da lugar a la firma de clase está predeterminada (por ejemplo, cuando el papel siempre se corta de una manera particular con respecto a la criba en la cual se fabrica). Las exploraciones lineales son relativamente rápidas cuando se determina una firma de clase dado que el conjunto de puntos de datos que se genera únicamente requiere procesamiento mínimo con el fin de extraer dicha firma de clase. Para otras modalidades diversas diferentes a los puntos de datos que se obtienen por exploración rotacional del haz en el volumen de lectura. Para estas modalidades, no hay necesidad de colocar con precisión artículos cuando se leen como una firma de clase como procesamiento subsecuente de los puntos de datos que van a ser utilizados para determinar la firma de clase. Ventajosamente, cuando se realiza exploración rotacional utilizando un explorador manual portátil, dicho explorador se puede colocar en cualquier parte del artículo. Los exploradores manuales de este tipo por o tanto son utilizados para personal tal como funcionarios de aduanas, quienes necesitan realizar una exploración rápida in situ de una muestra de un conjunto de artículos de un conjunto grande de artículos. Varias modalidades de la invención son operables para realizar tanto la exploración como la verificación de la firma de clase y una exploración para verificar una firma característica única. La verificación de una firma característica puede condicionalmente seguir la verificación de la firma de clase o puede ser obligatoria. De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un método para analizar un artículo elaborado de papel o cartón. El método comprende colocar un artículo en un volumen de lectura, explorar el artículo con un haz óptico, recolectar un conjunto de puntos de datos de las señales obtenidas cuando el haz explora el volumen de lectura, y procesar el conjunto de puntos de datos para determinar si el artículo posee una firma de clase predeterminada que identifica a los artículos de un tipo genérico conocido de las propiedades intrínsecas del artículo. De puntos de datos diferentes se relacionan con señales obtenidas en momentos diferentes durante la exploración. El método de acuerdo con este aspecto de la invención puede comprender además etapas de método para realizar una o más funciones/operaciones que se pueden implementar o proporcionar por un aparato de acuerdo con el primer aspecto de la invención descrito en este documento. El aparato de acuerdo con el primer aspecto de la invención se puede utilizar para implementar el método de acuerdo con el segundo aspecto de la invención. Por ejemplo, el aparato de acuerdo con el primer aspecto de la invención se puede utilizar para verificar la autenticidad de un artículo al realizar un método de análisis del artículo. Se puede utilizar el aparato para verificar si un artículo particular tiene una firma de clase esperada. Por ejemplo, se puede esperar que una caja de perfume tenga una firma de clase derivada de una señal aberrante que surja de una impresión de una rejilla rectangular con una separación de 250 x 400 micrómetros o que un billete tenga una firma de clase derivada de una señal aberrante que surja de una huella de una rejilla hexagonal de tamaños iguales de 300 micrómetros de separación lateral paralela. También es posible utilizar firmas de clase que de deriven de huellas de formas más complejas. Por ejemplo, las firmas de clase se pueden derivar de impresiones que tengan forma de corazón, forma de estrella, etc. Además, el aparato se puede utilizar para recuperar información que deliberadamente está codificada en el papel/cartón al imprimir un patrón predeterminado. Tal patrón no necesariamente es visible. Por ejemplo, la información se puede recuperar de la firma de clase la cual es codificada en el papel por medio de una pantalla reservada utilizada durante la elaboración de papel. De acuerdo con un tercer aspecto de la invención, se proporciona una pantalla para fabricar un artículo de papel o cartón. La pantalla comprende una pluralidad de elementos distribuidos y configurados para impartir un patrón de huella reservada a un papel o un artículo de cartón para proporcionar una firma de clase predeterminada que identifica el artículo como parte de un tipo genérico conocido. La pantalla es para impartir de manera deliberada la huella al artículo de manera que proporcione una firma de clase predeterminada. La firma es una pantalla reservada que proporciona huellas cuyo patrón no se encuentra habitualmente en pantallas utilizadas en la industria de elaboración de papel. Tales pantallas reservadas pueden proporcionar adicionalmente patrones de huellas de formas complejas. Como se ha indicado, este aspecto se relaciona con el suministro deliberado de una huella al artículo de manera que se proporcione una firma de clase predeterminada. El cribado puede ser cualquier medio que imparta una huella deseada al papel o cartón durante o después de que es fabricado. Por ejemplo, la criba puede ser una superficie perforada o puede estar constituida de placas, alambres, etc. Una criba convencional comprende elementos que están distribuidos especialmente de manera que imparten un patrón de huella periódico al papel o cartón. Mediante la utilización de un patrón periódico, se puede llevar a cabo en cualquier parte en el papel una exploración para determinar la firma de clase. Tal patrón de huella periódica también proporciona los puntos de datos con un componente de frecuencia fuerte que es adecuado para detección utilizando FT u otras técnicas de análisis. No obstante, existe la posibilidad de producir cribas con patrones especiales para aprovechar el efecto de huella para transferir una modulación espacial de la estructura de superficie de papel siguiendo una variedad de formas funcionales, simetrías, etc. Se puede utilizar la modulación espacial para codificar datos tales como, por ejemplo, bitios de datos binarios. La modulación espacial se puede proporcionar, por ejemplo, para codificar datos utilizando modulación cifrada, modulación de super-periodicidad, modulación de amplitud, modulación de clase de desviación de fase o modulación de clave de desviación de frecuencia. El patrón de huella puede incorporar formas complejas. Por ejemplo, formas asimétricas tales como estrellas, corazones, etc., o formas que tengan diversos grados variables de simetría se pueden incorporar para proporcionar componentes de frecuencia múltiple dentro de una señal aberrante. El uso de los componentes de frecuencia múltiple compleja para el reconocimiento de firma de clase vuelve más difícil el copiado y también incrementa el número de posibles firmas de clase que se pueden reconocer. Una o más secuencias de bitios también pueden ser codificadas en el papel o cartón mediante la utilización de un patrón de huella para codificación. Esto proporciona numerosas posibilidades para incorporar información en el papel o cartón. Por ejemplo, información que identifica a un fabricante, la máquina con la que se elaboró el papel, información cifrada en relación a la firma de clase esperada, etc. se pueden codificar dentro del papel mismo. Además, como se ha indicado previamente, esta información puede ser almacenada de manera robusta e invisible. De acuerdo con un cuarto aspecto de la invención, se proporciona un método para producir un artículo de papel o cartón que incluye un patrón con una huella reservada. El método de acuerdo con este aspecto de la invención comprende utilizar una criba de acuerdo con el tercer aspecto de la invención para impartir un patrón de huella reservado.

De acuerdo con un quinto aspecto de la invención, se proporciona un artículo de papel o cartón que comprende un patrón de huella reservada para proporcionar una firma de clase para identificar al artículo que pertenece a un tipo genérico conocido. El patrón de huella puede no ser visible. Por ejemplo, el patrón de huella puede no ser visible a simple vista. El patrón de huella reservado del papel/cartón puede ser periódico. En diversas modalidades, el patrón de huella incorpora modulación espacial que se proporciona de acuerdo con uno o más de los siguientes esquemas: modulación cifrada, modulación de super-periodicidad, modulación de amplitud, modulación de clave de desviación de fase y modulación de clave de desviación de frecuencia. También es posible utilizar un patrón de huella que codifica para una o más secuencias de bitios en el papel o cartón. Las modalidades principales se describen en relación a las figuras. Estas modalidades se pueden utilizar para detectar una firma de clase y opcionalmente también una firma característica única. Los canales detectores pueden estar constituidos de componentes detectores separados en forma de fototransistores simples cuando se va a detectar una firma característica. Se pueden utilizar otros componentes separados sencillos tales como diodos PIN o fotodiodos. Los componentes detectores integrados tales como un arreglo detector también se pueden utilizar, aunque esto pueda agregar costos y complejidad a los dispositivos. A partir de experimentos iniciales los cuales modifican el ángulo de iluminación del haz sobre el artículo que se va a explorar, también parece ser importante en la práctica que el haz sea incidente aproximadamente normal a la superficie que es explorada con el fin de obtener una característica que pueda ser medida repetidamente de la misma superficie con poco cambio, incluso cuando el artículo se degrada entre mediciones. Por lo tanto, puede ser ventajoso montar la fuente de manera que dirija el haz sobre el volumen de lectura de manera que incidirá en un artículo con una incidencia casi normal. Por incidencia casi normal significa ± 5, 10 ó 20 grados. De manera alternativa, el haz se puede dirigir para que tenga una incidencia oblicua en los artículos. Esto habitualmente tendrá una influencia negativa en el caso en que el haz sea explorado sobre el artículo. También se hace notar que en los lectores descritos en la descripción detallada, la distribución de detector está distribuida en reflexión para detectar radiación dispersada de regreso sobre el volumen de lectura. No obstante, si el artículo es transparente, los detectores se pueden distribuir en transmisión. En un grupo de modalidades el módulo de adquisición y procesamiento de datos es operable para analizar adicionalmente puntos de datos para identificar un componente de señal que sigue un protocolo de codificación predeterminado para generar una firma característica predeterminada a partir del mismo. La característica del protocolo de codificación predeterminado está diseñado para ser basado en contraste, es decir, en la fuente de señal dispersada en la mayor parte de las modalidades. En particular, se puede utilizar un protocolo de código de barras convencional en el cual el código de barras se imprime o se aplica de alguna otra manera al artículo en forma de piras en el caso de un código de barras 1 D (unidimensional), y patrones más complejos para un código de barras bidimensional 2D. En este caso, el módulo de adquisición y procesamiento de datos puede ser operable para realizar una comparación para establecer si una firma característica predeterminada coincide con la firma característica obtenida por la lectura de un artículo que se ha colocado en un volumen de lectura. En consecuencia, un artículo tal como una pieza de papel, puede marcarse para que presente una versión firmada digitalmente de su propia firma característica, tal como un código de barras. La firma característica predeterminada puede obtenerse de la firma característica del artículo con una función de una vía, es decir, utilizando un algoritmo de cifrado asimétrico que requiere una clave privada. Esto actúa como una barrera para una tercera parte no autorizada con un lector, quien desea leer artículos falsos e imprimir sobre ellos una etiqueta que representa la exploración del lector, de acuerdo con el esquema de cifrado. Típicamente, la etiqueta de código de barras u otra marca puede representar un criptograma descifrable por una clave pública y la clave privada se puede reservar para la parte etiquetadora autorizada. Una base de datos de firmas, tal como una firma característica predeterminada o una firma de clase, se puede proporcionar. El módulo de adquisición y procesamiento de datos puede ser operable para tener acceso a una base de datos y realizar una comparación para establecer si la base de datos contiene una coincidencia con una firma característica o una firma de clase de un artículo que se ha colocado en el volumen de lectura. La base de datos puede ser parte de un dispositivo de almacenamiento en masa que forma parte de un aparato lector no puede estar en un lugar remoto y se puede tener acceso por un lector a través de un enlace de telecomunicaciones. El enlace de telecomunicaciones puede adquirir cualquier forma convencional que incluye enlaces inalámbricos y fijos, o puede estar disponible por la internet. El módulo de adquisición y procesamiento de datos puede ser operable, por lo menos en algunos modos operacionales, para permitir que una firma característica o firma de clase se agrega a la base de datos si no se encuentra coincidencia. Esta facilidad habitualmente únicamente permitirá a personas autorizadas por razones obvias. Cuando se utiliza una base de datos, además de almacenar las firmas, también puede ser útil para asociar las firmas en la base de datos con otra información acerca del artículo tal como una copia explorada del documento, una fotografía de un tenedor de pasaporte, detalles respecto al lugar y tiempo de fabricación del producto o detalles de las ventas propuestas de destino de artículos susceptibles de venderse (por ejemplo importación de seguimiento gris). Los aparatos lectores como se describen en lo anterior se pueden utilizar con el fin de poblar una base de datos con firmas características al leer una sucesión de artículos, por ejemplo en una línea de producción y/o en un orden subsecuente para verificar la autenticidad de un artículo, por ejemplo en el uso en campo.

La invención permite la identificación de artículos elaborados de una variedad de clases diferentes de materiales de láminas fibrosas generalmente compactadas tales como papel y cartón. Diversas modalidades de la invención permitirán que se determine si un artículo se ha alterado. Esto es posible si se unen adhesivamente películas transparentes tal como una cinta adhesiva, cubriendo el área explorada para crear una firma característica. Si la cinta debe ser retirada o se debe mostrar el uso indebido con el artículo, por ejemplo, para abrir una caja de empaque, la unión adhesiva se puede seleccionar de manera que inevitablemente modifique la superficie subyacente. En consecuencia, incluso si se utiliza una cinta similar para volver a sellar la caja, esto será detectable. Por papel o cartón queremos indicar cualquier artículo elaborado utilizando un proceso de pulpa de madera. El papel o el cartón se pueden tratar con recubrimientos o con impregnaciones o se pueden cubrir con material transparente, tal como celofán. Si es una preocupación particular la estabilidad a largo plazo de la superficie, el papel se puede tratar con un recubrimiento transparente acrílico que se rocía, por ejemplo. La invención se considera como particularmente útil para artículos de papel o cartón de la siguiente lista de ejemplos: 1. documentos valiosos tales como certificados de acciones, billetes, cartas de porte, pasaportes, tratados intergubernamentales, estatutos, permisos para conducir, certificados de paso por carretera de vehículos y certificados de autenticidad 2. cualquier documento de propósitos de trazado o seguimiento, por ejemplo, sobres para sistemas de correo 3. productos de empacado o susceptibles de venderse 4. etiquetas de marcas o artículos de diseñador tales como artículos de moda 5. empaque de cosméticos, sustancias farmacéuticas u otros productos. La invención también permite la identificación de artículos de una diversidad de tipos diferentes que incluyen empacado, documentos y prendas de vestir. El artículo puede estar contenido en el empacado y opcionalmente el empacado puede estar sellado de una manera hermética a uso indebido. De manera alternativa, el empacado puede ser un apéndice del artículo tal como una etiqueta asegurada con un conector que no se puede liberar sin que se dañe visiblemente. Esto puede ser especialmente útil para productos farmacéuticos, artículos cosméticos y perfumes y partes de refacción para aeronaves o vehículos terrestres o marítimos, por ejemplo. En resumen, la firma característica o la firma de clase en algunos casos se puede obtener de algo auxiliar a un producto que se puede vender, tal como su empaque y en otros casos se obtiene del objeto mismo tal como de la estructura de superficie de un documento o de un producto que se puede vender. La invención puede encontrar aplicaciones prácticas, por ejemplo, para controlar la importación del mercado gris o para falsificaciones. Para dichas aplicaciones, se pueden utilizar lectores portátiles por funcionarios de la aduana o funcionarios de comercio estándar. La firma característica o la firma de clase se puede codificar como una firma digital para la mayor parte de las aplicaciones. Los tamaños típicos de una firma característica codificada digitalmente con la tecnología actual está en el intervalo de 200 bitios a 8 k bitios, en donde actualmente es preferible tener una firma de señal digital de aproximadamente 2 k bitios para alta seguridad. La firma de clase puede ser codificada utilizando menos bitios que la firma característica dado que proporciona un mecanismo menos seguro para la identificación de artículos. Las firmas codificadas digitalmente en sí mismas están codificadas utilizando un algoritmo de codificación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para una mejor comprensión de la invención y para mostrar de qué manera la misma se puede llevar a cabo, ahora se hace referencia a modo de ejemplo a los dibujos anexos, en los cuales: la figura 1 es una vista lateral esquemática de un aparato lector que constituye la invención; la figura 2 es una vista en perspectiva esquemática que muestra la manera en que el volumen de lectura del aparato lector es muestreada n veces por exploración de un haz alargado a través del mismo; la figura 3 es un diagrama esquemático de bloques de los componentes funcionales del aparato lector; la figura 4 es una vista en perspectiva de una modalidad del aparato lector que muestra su forma externa; la figura 5 es una vista en perspectiva esquemática de una modalidad alternativa del aparato lector; la figura 6A muestra esquemáticamente en una vista lateral una distribución alternativa de formación de imagen para un lector que constituye la invención en base en una recolección de luz direccional e iluminación de sábana; la figura 6B muestra esquemáticamente en una vista en planta la huella óptica de una distribución alternativa adicional generadora de imagen para un lector que constituye la invención en el cual se utilizan detectores direccionales en combinación con iluminación localizada con un haz alargado; la figura 7A muestra datos de un conjunto de puntos de datos tomados a partir de un fotodetector único después de linealización con la señal codificadora; la figura 7B muestra una FT del conjunto de puntos de datos que se muestran en la figura 7A; la figura 8A muestra de qué manera la amplitud de un pico FT varía conforme se hace girar el papel, con respecto a la dirección de exploración; la figura 8B muestra de qué manera la longitud de onda del pico FT más fuerte varía con ángulo conforme se hace girar el papel con respecto a la dirección de exploración; la figura 9 muestra un diagrama de flujo que muestra la manera en que se mide una firma de clase a partir de un artículo y es autentificada o registrada; la figura 10A muestra datos sin tratar a partir de un fotodetector único utilizando el lector de la figura 1 el cual consiste de una señal fotodetectora y una señal codificadora; la figura 10B muestra los datos de fotodetector de la figura 10A después de linealización con la señal codificadora y promediando la amplitud; la figura 10C muestra los datos de la figura 10B después de digitalización de acuerdo con un nivel promedio; la figura 11 es un diagrama de flujo que muestra cómo una firma característica de un artículo se genera a partir de una exploración; la figura 12 es un diagrama de flujo que muestra de qué manera una firma de un artículo obtenido de una exploración se puede verificar contra una base de datos de firmas; la figura 13A muestra un explorador giratorio para uso en un aparato de exploración giratorio para determinar una firma de clase a partir de un artículo elaborado de papel o cartón; la figura 13B muestra una tapa para acoplamiento del alojamiento del explorador giratorio que se muestra en la figura 13A; las figuras 14A y 14B juntas ilustran un diagrama de flujo que muestra de qué manera se mide una firma de clase a partir de un artículo utilizando una exploración giratoria y se autentifica o registra; la figura 15 es un diagrama de flujo que muestra cómo un aparato de acuerdo con una modalidad de la invención funciona; y las figuras 16A a 16G muestran esquemáticamente diversas pantallas reservadas que constituyen la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 es una vista lateral esquemática de un aparato 1 lector que constituye la invención. El aparato 1 lector óptico es para medir una firma de clase y una firma característica de un artículo (no mostrado) distribuido en un volumen de lectura del aparato. El volumen de lectura se forma por una abertura 10 de lectura la cual es una ranura en un alojamiento 12. El alojamiento 12 contiene los componentes ópticos principales del aparato. La ranura tiene su extensión mayor en la dirección x (véanse los ejes indicados en el dibujo). Los componentes ópticos principales son una fuente 14 láser para generar un haz 15 láser coherente y una distribución 16 detectora constituida de una pluralidad de k elementos fotodetectores en donde k = 4 en este ejemplo, marcados como 16a, 16b, 16c y 16d. El haz 15 láser se enfoca por un lente 18 cilindrico en un foco alargado que se extiende en la dirección y (perpendicular al plano del dibujo) y que se encuentra en el plano de la abertura de lectura. En un lector prototipo de ejemplo, el foco alargado tiene una dimensión de eje mayor de aproximadamente 2 mm y una dimensión de eje menor de aproximadamente 40 micrómetros. Estos componentes ópticos están contenidos en un submontaje 20. En la modalidad ilustrada, los cuatro elementos detectores 16a...d están distribuidos a ambos lados del eje de haz desviados en ángulos diferentes en una distribución interdigitada desde el eje del haz para recolectar luz dispersada en reflexión desde un artículo presente en el volumen dé lectura. En un prototipo ejemplo, los ángulos de desviación son -70, -20, +30 y +50 grados. Los ángulos de cualquier lado del eje del haz se seleccionan de manera que no sean ¡guales de manera que los puntos de datos que recolectan son tan independientes como se pueda. La totalidad de los cuatro elementos detectores están distribuidos en un plano común. Los elementos fotodetectores 16a..d detectan luz dispersada desde un artículo colocado sobre el alojamiento cuando un haz coherente se dispersa desde el volumen de lectura. Como se ha ilustrado, la fuente se monta para dirigir el haz 15 láser con el eje del haz en la dirección z, de manera que incidirá en el artículo en la abertura de lectura en una incidencia normal. Generalmente, es deseable que la profundidad de foco sea grande, de manera que cualquier diferencia en el artículo colocado en la dirección z no resulte en cambios significativos en el tamaño del haz en el plano de la abertura de lectura. En un prototipo de ejemplo, la profundidad del foco es de aproximadamente 0.5 mm, lo cual es suficientemente grande para producir buenos resultados. Los parámetros, la profundidad de foco, la abertura numérica y las distancias de trabajado son independientes, lo que resulta en un equilibrio bien conocido entre el tamaño de punto y profundidad de foco. Un motor 22 impulsor se coloca en el alojamiento 12 para proporcionar movimiento de exploración lineal del submontaje 20 óptico por medio de cojinetes 24 adecuados u otro medio, como se indica por las flechas 26. El motor 22 impulsor de esta manera sirve para mover el haz coherente linealmente en la dirección x sobre la abertura 10 de lectura de manera que el haz 15 es explorado en una dirección transversal al eje mayor del foco alargado. Dado que el haz 15 coherente tiene un tamaño en su foco que presenta una sección transversal en el plano xz (plano del dibujo) que es mucho menor que la proyección del volumen de lectura en un plano normal al haz coherente, es decir, en el plano de la pared de alojamiento en el cual se establece la abertura de lectura, una exploración del motor 22 impulsor provocará que el haz 15 coherente muestre muchas partes diferentes del volumen de lectura bajo la acción del motor 22 impulsor. La figura 2 se incluye para ilustrar el muestreo proporcionado por la exploración y es una vista en perspectiva esquemática que muestra la manera en que el área de lectura es muestreada n veces por exploración de un haz alargado a través del mismo. Las posiciones de muestreado del haz láser enfocado conforme es explorado a lo largo de la abertura de lectura bajo la visión del activador está representado por los rectángulos adyacentes numerados 1 a n los cuales muestrean un área de longitud "I" y anchura "w". La recolección de datos se realiza de manera que la señal recolectada en cada una de las n posiciones en el activador es explorada a lo largo de la ranura. En consecuencia, se recolectan una secuencia de k x n puntos de datos que se relacionan con la dispersión de n partes ilustradas diferentes del volumen de lectura. Cada detector k por lo tanto tiene una secuencia asociada de n puntos de datos que se obtienen en momentos diferentes conforme el haz coherente explora el volumen de lectura. También se ilustran esquemáticamente las marcas 28 de distancia que se forman sobre el lado inferior del alojamiento 12 adyacente a la ranura 10 a lo largo de la dirección x, es decir, la dirección de exploración. Una separación ejemplar entre las marcas en la dirección x es 300 micrómetros. Estas marcas son muestreadas por la cola del foco alargado y proporcionan la linealización de los datos en la dirección x, como se describe con mayor detalle en lo siguiente. La medición se realiza por un fototransistor 19 adicional el cual es un detector direccional distribuido para recolectar luz desde el área de las marcas 28 adyacentes a la ranura. En una modalidad alternativa, las marcas 28 se leen por un módulo 19 emisor/detector codificador dedicado que es parte del submontaje 20 óptico. Los módulos emisor/detector de codificador se utilizan en los lectores de código de barra. Por ejemplo, hemos utilizado un módulo Agilent HEDS-1500 que se basa en un diodo emisor de luz enfocada (LED) y fotodetector. La señal de módulo se alimentada dentro del ADC de PIC como un canal detector adicional. Típicamente, las características impresas proporcionadas en papel durante el procedimiento de fabricación tienen una periodicidad de entre aproximadamente 200 µm y a 600 µm. El muestreado de los puntos de datos por lo tanto debe realizarse por lo menos cada 100 µm o menos con el fin de detectar las características impresas probablemente más pequeñas que puedan estar presentes. En un modo de operación, el aparato puede realizar un barrido, pero la exploración inicial relativamente general para obtener un punto de dato cada 90 µm o similar con el fin de llenar los conjuntos de puntos de datos para los k detectores. Después se pueden analizar uno o más conjuntos de puntos de datos utilizando las técnicas descritas en lo siguiente para determinar la firma de clase. Si se encuentra una firma de clase coincidente del aparato después puede buscar medir la firma característica única del artículo individual. De manera subsecuente o alternativa se puede realizar una exploración con una resolución más fina. Esta exploración se puede utilizar para medir la firma característica, o tanto la firma de clase como la firma característica. Por ejemplo, con una dimensión de ejemplo menor del foco de 40 micrómetros y una longitud de exploración en la dirección x de 2 cm, n = 500 lo que proporciona 2000 puntos de datos con k = 4. Un ¡ntervalo típico de valores para k x n dependiendo del nivel de seguridad deseado, del tipo de artículo, el número de canales detectores "k" y otros factores se espera que sea 100 < k x n <10,000. También se ha encontrado que al disminuir el número de detectores k también mejora la insensibilidad de las mediciones a la degradación de superficie del artículo por manejo, impresión, etc. En la práctica, con los prototipos utilizados hasta ahora, una regla empírica es que el número total de puntos de datos independientes, es decir, k x n debe ser 500 o mayor para proporcionar un nivel de seguridad aceptablemente alto con una amplia variedad de superficies. La figura 3 es un diagrama esquemático de bloques de los componentes funcionales del aparato lector. El motor 22 se conecta a un controlador 30 de interrupción programable (PIC) a través de un enlace 23 eléctrico. Los detectores 16a...d del módulo 16 detector se conectan a través de líneas 17a...d de conexión eléctrica respectivas a un convertidor analógico a digital (ADC) que es parte del PIC 30. Una línea 21 de conexión eléctrica similar conecta el detector 19 de lectura marcador al PIC 30. Se comprenderá que los enlaces ópticos o inalámbricos se pueden utilizar en vez de, o combinados con los enlaces eléctricos. El PIC 30 se interconecta con una computadora personal (PC) 34 a través de una conexión 32 en serie. La PC 34 puede ser una computadora de escritorio o una portátil. Como una alternativa a una PC, se pueden utilizar otros dispositivos inteligentes, por ejemplo un asistente digital personal (PDA) o una unidad electrónica dedicada. El PIC 30 y la PC 34 forman colectivamente un módulo 36 de adquisición y procesamiento de datos para determinar una firma del artículo a partir del conjunto de puntos de datos recolectados por los detectores 16a...d.

La PC 34 tiene acceso a través de una conexión 38 de interconexión a una base de datos (dB) 40. La base de datos 40 puede encontrarse en la PC 34 en la memoria o puede estar almacenada en una unidad de la misma. De manera alternativa, la base de datos 40 puede estar alejada de la PC 34 y se puede tener acceso por comunicación inalámbrica, por ejemplo utilizando servicios de telefonía móvil o una red de área local inalámbrica (LAN) en combinación con la Internet. Además, la base de datos 40 se puede almacenar localmente en lá PC 34, pero se puede descargar periódicamente una fuente remota. La base de datos 40 contiene una biblioteca de una clase registrada previamente y firmas características. En una variante de esta modalidad, la base de datos 40 únicamente contiene una biblioteca de firmas de clase predeterminada. La PC 34 se programa de manera que, en uso, tiene acceso a la base de datos 40 y realiza una comparación para establecer si la base de datos 40 contiene una coincidencia con la firma del artículo que se ha colocado en el volumen de lectura. La PC 34 también se puede programar para permitir que se agregue una firma a la base de datos si no se encuentra coincidencia. Este modo de uso se reserva para uso por usuarios autorizados y se puede omitir para sistemas que van a ser utilizados en el campo exclusivamente para propósitos de verificación. La figura 4 es una vista en perspectiva del aparato 1 lector que muestra su forma externa. El alojamiento 12 y la abertura 10 de lectura en forma de ranura son evidentes. Un auxiliar 42 de ubicación física también es evidente y se proporciona para colocación de un artículo de una forma dada en una posición fija en relación a la abertura 10 de lectura. En el ejemplo ¡lustrado, el auxiliar 42 de ubicación física está en forma de una abrazadera en ángulo recto en la cual se puede localizar la esquina de un documento o caja de empaque. Esto asegura que se coloque la misma parte del artículo en la abertura 10 de lectura, siempre que el artículo necesite ser explorado. Una abrazadera de ángulo sencillo o equivalente es suficiente para artículos con una esquina bien definida, tales como hojas de papel, pasaportes, tarjetas de ID y cajas de empacado. Se puede proporcionar un alimentador de documento para asegurar que la colocación del artículo sea consistente. Por ejemplo, el aparato puede seguir cualquier formato convencional para exploraciones de documento, fotocopiadoras o sistemas de administración de documentos. Para cajas de empacado, una alternativa sería proporcionar un orificio de guía adecuado, por ejemplo un orificio en sección transversal rectangular para aceptar la base de una caja rectangular o un orificio en sección transversal circular para aceptar la base de una caja tubular (es decir, una caja cilindrica). Un auxiliar 42 de ubicación físico se proporciona en donde el aparato 1 lector verifica ambas clases de firmas, tanto de firma de clase como firma característica. No obstante, está característica o su equivalente funcional no necesitan estar presentes en variantes del aparato 1 lector el cual únicamente realiza una verificación de las firmas de clase.

La figura 5 es una vista en perspectiva esquemática de una modalidad alternativa que muestra un aparato 1' lector diseñado para cribado de lotes de artículos. El lector se basa en una banda 44 transportadora sobre la cual se pueden colocar artículos de empacado, únicamente se ilustra para sencillez de representación un artículo 5. Un área 10' de lectura en el artículo 5 es explorada por el haz 15 láser estático conforme el artículo 5 pasa sobre la banda 44 transportadora. El haz 15 láser es generado por una fuente 14 láser distribuida fija en posición a un lado de la banda 44 transportadora. La fuente 14 láser tiene un lente de enfoque de haz integral (no mostrado) para producir un haz casi colimado similar a lápiz que se desplaza en la dirección z (es decir, horizontal al piso) para pasar sobre la banda 44 transportadora a una altura "h" por lo que se intersecta con el artículo 5 a una altura "h" para exploración sobre el área 10' de lectura. La sección transversal de haz puede ser un punto, es decir, puede ser circular (por ejemplo producida con un lente esférico integral) o una línea que se extiende en la dirección y (por ejemplo producida con un lente cilindrico integral), aunque se muestra únicamente un artículo, se apreciará que una corriente de artículos similares pueden ser transportados y explorados en sucesión conforme pasen a través del haz 15. Los componentes funcionales del aparato lector basado en transportador son similares a aquellos de un aparato lector autosustentable descrito adicionalmente en lo anterior. La única diferencia de sustancia es que el artículo se separa en vez de el haz láser, con el fin de generar el movimiento relativo deseado entre el haz y el artículo.

Se considera que el lector basado en transportador se puede utilizar en una línea de producción o en un ambiente de almacén para llenar una base de datos con firmas de clase/caracterización por la lectura de una sucesión de artículos. Como un control, cada artículo puede ser explorado nuevamente para verificar que la firma registrada puede ser verificada. Esto se puede realizar con dos sistemas que operan en serie, o un sistema a través del cual cada artículo pasa dos veces. La exploración por lotes también se puede aplicar al punto de venta (POS) o utilizando un aparato lector que se basa en los componentes de equipo POS. Las modalidades descritas en lo anterior se basan en la excitación localizada con un haz de luz coherente de sección transversal pequeña en combinación con detectores que aceptan una señal de luz dispersada sobre un área mucho más grande que incluye el área local de excitación. Es posible diseñar un sistema óptico equivalente funcional el cual, en vez de basarse en detectores direccionales que recolectan luz únicamente de áreas localizadas en combinación con la excitación de un área mucho más grande. La figura 6A muestra esquemáticamente en vista lateral dicha distribución de generación de imagen para un lector que constituye la invención el cual se basa en una recolección de luz direccional e iluminación de sábana con un haz coherente. Un detector 48 de arreglo se distribuye en combinación con un arreglo 46 de microlente cilindrico de manera que las tiras adyacentes del arreglo 48 detector únicamente recolectan luz de una tira adyacente correspondiente en el volumen de lectura. Con referencia a la figura 2, cada microlente cilindrico se distribuye para recolectar una señal de luz de una de las n tiras de muestreado. La iluminación coherente puede de esta manera llevarse a cabo con iluminación de sábana de la totalidad del volumen de lectura (no mostrado) en la ilustración. Un sistema híbrido con una combinación de excitación localizada y detección localizada también puede ser útil en algunos casos. La figura 6B muestra esquemáticamente una vista en planta de una huella óptica de dicha distribución generadora de imagen híbrida para un lector que constituye la invención en la cual se utilizan detectores direccionales en combinación con iluminación localizada con un haz alargado. Esta modalidad se puede considerar que es un desarrollo de la modalidad de la figura 1 en la cual se proporcionan detectores direccionales. En esta modalidad se proporcionan tres bancos de detectores direccionales, cada banco está dirigido para recolectar luz de porciones diferentes a lo largo de la tira de excitación "I x w". El área de recolección del plano de volumen de lectura se encuentra con los círculos discontinuos de manera que un primer banco, por ejemplo 2, detectores recolectan señales de luz de una porción superior de la tira de excitación, un segundo banco de detectores recolecta señal de luz de una porción media de la tira de excitación y un tercer banco de detectores recolecta luz de una porción inferior de la tira de excitación. Cada banco de detectores se muestra con un área de recolección circular de diámetro de aproximadamente l/m en donde m es el número de subdivisiones de la tira de excitación en donde m = 3 en el presente ejemplo. De esta manera, el número de puntos de datos independientes se puede incrementar en un factor de m para una longitud I de exploración dada. Como se describe adicionalmente en lo siguiente, se pueden utilizar uno o más bancos detectores direccionales para un propósito diferente al de recolectar señal de luz que muestrea un patrón de señal. Por ejemplo, uno de los bancos se puede utilizar para recolectar una señal de luz de una manera optimizada para exploración en código de barras. Si este es el caso, generalmente será suficiente para que el banco contenga únicamente un detector, dado que no existirá ventaja de obtener correlaciones cruzadas cuando únicamente se explora para contraste. Habiéndose descrito ahora los componentes estructurales principales y los componentes funcionales de diversos aparatos lectores adecuados para llevar a cabo la invención, el procesamiento numérico utilizado para determinar las firmas de clase y características se describen ahora. Se comprenderá que este procesamiento numérico simplemente para la mayor parte en un programa de computadora que corre en la PC 34 con algunos elementos subordinados a la PIC 30. La figura 7A muestra datos de un conjunto de puntos de datos tomados de un fotodetector único 16a...d del lector de la figura 1 después de linealización con la señal codificadora. El número de puntos del eje x corresponde a puntos de datos muestreados de una hoja estándar A4 de papel colocada en el volumen de lectura y explorados por el haz coherente.

La figura 7B muestra un FT de un conjunto linealizado de puntos de datos que se muestran en la figura 7A. Aunque los puntos de datos en la figura 7A parecen ser principalmente aleatorios, uno observa en la figura 7B un pico fuerte a una longitud de onda de 422 µm. Hemos derivado la misma clase de firma en lugares diferentes en la superficie de la hoja de papel y para diferentes hojas tomadas de la misma resma. Una exploración similar y FT utilizando una hoja de papel de un fabricante diferente proporciona una longitud de onda pico de 287 µm, lo que indica la manera en que la longitud de onda pico se puede utilizar para proporcionar una firma de clase que puede diferenciar entre papeles elaborados en mallas diferentes. La longitud de onda del pico FT se encuentra que depende de la dirección en la cual se orienta en papel con respecto a la dirección de exploración de haz coherente. Por ejemplo, la primera hoja de papel proporciona una longitud de onda pico de 422 µm cuando se explora en la orientación "vertical" y una longitud de onda pico de 274 µm cuando se explora en la orientación "horizontal". De manera adicional, un lado del papel con frecuencia proporciona un pico FT más fuerte que el del otro lado. Creemos que esto se debe a los corrugados de superficie más fuertes que surjan en el lado del papel el cual está en contacto con la maya durante la fabricación del papel. Hemos realizado pruebas de robustez en el papel con el fin de ver si la degradación natural e intencional y el daño al papel provocan que cambie la firma de clase o que se vuelva ¡legible. En particular, hemos arrugado el papel y lo hemos frotado en su superficie fuertemente. No se encontró cambio fuerte en la firma de clase, aunque aparece más ruido en un extremo de la longitud de onda menor del espectro. También hemos expuesto el papel a un vapor a alta presión en un autoclave médica. Aunque el pico FT aún es claramente visible después del tratamiento con autoclave, se encontró que su longitud de onda sea reducido en un 1.7% de 426 µm a 418 µm. Atribuimos esto al encogimiento de las fibras de papel sobre el secado del vapor. La inspección visual del papel muestra que se ha degradado fuertemente en la autoclave. No obstante, este grado de daño no se espera para aplicaciones normales. La figura 8A muestra la manera en que la amplitud de un pico FT varía conforme se hace girar al papel 90 grados con respecto a la dirección de exploración. Las muescas del papel se considera que forman una rejilla rectangular de dimensiones de 408 µm x 274 µm. A 0o, la dirección de dispersión del haz es normal a los 408 µm de muescas de rejillas separadas periódicamente. Las señales fuertes aparecen aproximadamente a 0o, 45° y 90°. La señal a 90° surge cuando la dirección de exploración es normal a las muescas de rejilla separadas periódicamente de 274 µm La figura 8B muestra como la longitud de onda del pico FT más fuerte varía con un ángulo conforme se hace girar el papel con respecto a la dirección de exploración. La longitud de onda del pico FT más fuerte es mucho muy constante a aproximadamente a 408 µm conforme se hace girar el ángulo de 0o a aproximadamente 10°. Encontramos que el pico en el FT que corresponde a la firma de clases se detecta mejor cuando la dirección del láser de exploración está dentro de aproximadamente +10° del eje largo de las ondulaciones de superficie que provienen de la malla de fabricación. Esto es debido a la proyección del punto láser alargado (aproximadamente 2mm de largo) que se vuelve comparable con la separación entre ondulaciones una vez que el ángulo de rotación excede de aproximadamente 10°. La figura 9 es un diagrama de flujo que muestra de que manera una firma de clase se mide a partir de un artículo y se autentifica o registra. La etapa A1 es la etapa inicial durante la cual se inicia el motor de exploración. El motor de exploración se programa para moverse a una velocidad v. La etapa A2 es una etapa de adquisición de datos durante la cual la intensidad óptica de cada uno de los fotodetectores de adquiere aproximadamente cada 1 ms durante la totalidad de la duración de la exploración. El intervalo de tiempo entre puntos de muestra es ?f. Simultáneamente, la señal codificadora se adquiere como una función del tiempo. Se hace notar que si un motor de exploración tiene un alto grado de precisión de linealización (por ejemplo como la tendría un motor de paso paulatino), entonces no necesita adquirirse una señal codificadora. Los datos se adquieren por el PIC 30 tomando los datos del ADC 31. Los puntos de datos se transforman en tiempo real desde el PIC 30 a la PC 34. Alternativamente, los puntos de datos se pueden almacenar en la memoria en el PIC 30 y después se hacen pasar a la PC 34 al final de una exploración. El número n de puntos de datos por canal de detector recolectados en cada exploración se define como N en lo siguiente. Además, el valor ak(i) se define como el i-ésimo valor de intensidad almacenado del fotodetector k, en donde i corre de 1 a N. En la figura 10A se ¡lustran ejemplos de dos conjuntos de datos sin tratar obtenidos de dicha exploración. La etapa A3 es una etapa de cabeza de exploración de retorno. El motor de exploración se invierte para reestablecer el mecanismo de exploración a su posición inicial en la preparación para una operación de exploración subsecuente. La etapa A4 es una etapa de linealización opcional. Si se realiza, esta etapa aplica interpolación numérica para expandir y contraer localmente a?<(i) de manera que las transiciones codificadoras se distribuyen en el tiempo uniformemente. Esto corrige el conjunto de puntos de datos para variaciones locales en la velocidad del motor. Esta etapa se realiza en la PC 34 bajo un control de programa de computadora. La etapa A5 es una etapa FT en la cual se calcula un espectro de amplitud FT ak(i) de la transformada de Fourier ak(i). Esta etapa se realiza en la PC 34 bajo un control de programa de computadora por aplicación de la transformada de Fourier rápida (FFT) a una individual de k conjunto de puntos de datos. Opcionalmente, un espectro de amplitud FT promediada se puede calcular a partir de los respectivos espectros de amplitud individuales k.

La etapa A6 es una etapa de identificación en la cual se identifica un valor de i el cual maximiza Ak(i) excluyendo i = 0 (el componente DC). Este índice, ip¡Co, se identifica en la PC 34 bajo el control de programa de computadora. La etapa A7 es una etapa de cálculo en la cual se determina la longitud de onda asociada con ipico en la PC 34 de acuerdo con la ecuación ?p¡co = 2 p/(ip¡cox v ?t). La longitud de onda pico ?PiC0 después se utiliza como firma de clase. La etapa A8 es un punto de decisión. Si un artículo tiene su firma de clase registrada, la siguiente etapa será la etapa A9. Mientras tanto, si un artículo es autentificado por una medición de su firma de clase, la siguiente etapa será la etapa A10. La PC 34 se programa para determinar cual etapa sigue a la etapa A8. La etapa A9 es una etapa de almacenamiento de una firma de clase. Un registro que comprende la firma de clase de valor ?p¡co asociado a una descripción del papel se almacena por la PC 34 en la base de datos 40. La base de datos 40 se puede localizar de manera remota desde el aparato 1 electro-óptico y el registro se puede cifrar de manera segura antes de su transmisión entre los mismos. La etapa A10 es una etapa de verificación de una firma de clase.

La PC 34 compara ?p¡co con la totalidad de entradas en la base de datos 40, hasta que se encuentra una coincidencia dentro de un margen de error predefinido. La PC 34 después presenta la descripción de entrada de registro para el tipo de papel coincidente, si se encuentra alguna. Si no se encuentra entrada coincidente, la PC 34 opcionalmente busca extender una búsqueda a otra base de datos. Opcionalmente se presentará un mensaje que indica que no hay una coincidencia disponible. Opcionalmente, ya sea que se encuentre o no una coincidencia de clase, la PC 34 posteriormente puede buscar realizar un análisis para determinar si una firma característica de un artículo coincide con una firma característica predeterminada con el fin de intentar identificar de manera única al artículo. La figura 10A muestra datos sin tratar a partir de uno solo de los fotodetectores 16a...d de lector de la figura 1. La gráfica presenta el análisis de intensidad de señal i en unidades arbitrarias (u.a.) contra el número n de puntos (véase la figura 2). La mayor fluctuación de trazo está entre I = 0 - 250 y son los datos de señal sin tratar del fotodetector 16a. El trazo menor es la señal codificadora tomada de los marcadores 28 (véase la figura 2) la cual es de aproximadamente I = 50. La figura 0B muestra los datos de fotodetector de la figura 10A después de linealización con una señal codificadora. Además, el promedio de la intensidad se ha calculado y se ha restado de los valores de intensidad. Los valores de datos procesados de esta manera fluctúan por encima y por debajo de cero. La figura 10C muestra los datos de la figura 10B después de digitalización para proporcionar una firma característica. El esquema de digitalización adoptado es un binario sencillo en el cual cualquier valor de intensidad positivo se establece con un valor de uno y cualquier valor de intensidad negativo se establece como cero. Se apreciará que se pueden utilizar digitalizaciones de estados múltiples en vez de, o cualquiera de muchos otros enfoques de digitalización posibles. La características importante principal de la digitalización es simplemente que se aplica de manera consistente el mismo esquema de digitalización. La figura 11 es un diagrama de flujo que muestra de que manera se genera una firma característica de un artículo a partir de una exploración. La etapa S1 es una etapa de adquisición de datos durante la cual la intensidad óptica en cada uno de los fotodetectores se adquiere aproximadamente cada 1 ms durante la duración completa de la exploración. Simultáneamente, la señal codificadora se adquiere como una función del tiempo. Se hace notar que si el motor de exploración tiene un alto grado de precisión de linealización (por ejemplo, como la tendría un motor de paso paulatino), entonces no se requiere la linealización de los datos. Los datos se adquieren por el PIC 30 adquiriendo los datos del ADC 31. Los puntos de datos se transfieren en tiempo real desde el PIC 30 a la PC 34. De manera alternativa, los puntos de datos pueden ser almacenados en la memoria en el PIC 30 y después se hacen pasar a la PC 34 al final de una exploración. El número n de puntos de datos por canal detector recolectado en cada exploración se define como N en lo siguiente. Además, el valor ak(i) se define como el i-ésimo valor de intensidad almacenado del fotodetector k en donde i adquiere valores de 1 a N. Los ejemplos de dos conjuntos de datos sin tratar obtenidos de dicha exploración se ilustran en la figura 10A. La etapa S2 utiliza interpolación numérica para localmente expandir y contraer a (i) de manera que las transiciones codificadoras están separadas uniformemente en el tiempo. Esto corrige las variaciones locales en la velocidad del motor. Esta etapa se realiza en la PC 34 por un programa de computadora. La etapa S3 es una etapa opcional. Si se realiza, esta etapa diferencia numéricamente los datos con respecto al tiempo. También puede ser deseable aplicar una función de alisado débil a los datos. La diferenciación puede ser útil para superficies altamente estructuradas, dado que sirve para atenuar contribuciones no relacionadas a partir de una señal en relación a contribuciones correlacionadas (señal). La etapa S4 es una etapa en la cual, para cada fotodetector, la media de la señal registrada se toma sobre N puntos de datos. Este valor medio corresponde a una señal aberrante a la que se hace referencia previamente. Para cada fotodetector, este valor medio se resta de la totalidad de puntos de datos de manera que los datos se distribuyen alrededor de la intensidad cero. Se hace referencia a la figura 10B la cual muestra un ejemplo de un conjunto de datos de exploración después de linealización y sustracción de un promedio calculado. La etapa S5 dígita los datos de fotodetector analógicos para calcular una firma digital representativa de la exploración. La firma digital se obtiene al aplicar la regla: a (i)>0 mapas en "1 " binario y ak(i)<=0 como mapeo en "0" binario. El conjunto de datos digitalizados se define como ak(i) en donde i corre de 1 a N. La firma del artículo ventajosamente puede incorporar componentes adicionales además de la firma digitalizada de los datos de intensidad que se acaban de describir. Estos componentes de firma opcional adicionales se describen ahora. La etapa S6 es una etapa opcional en la cual se genera una firma digital "indicadora" más pequeña. Esto se hace ya sea al promediar juntos grupos adyacentes de m lecturas o de manera más preferible al tomar cada c-ésimo puntos de datos en donde e es el factor de compresión del valor indicador. Esto último se prefiere dado que el promediado puede amplificar desproporcionadamente el ruido. La misma regla de digitalización utilizada en la etapa S5 después se aplica al conjunto de datos reducidos. La digitalización indicadora se define como tk(i) en donde i adquiere valores de 1 a N/c y c es el factor de compresión. La etapa S7 es una etapa opcional aplicable cuando existen canales detectores múltiples. El componente adicional es un componente de correlación cruzada calculado entre los datos de intensidad obtenidos de diferentes fotodetectores. Con 2 canales es posible un coeficiente de correlación cruzada, con 3 canales hasta tres y con 4 canales hasta 6. Los coeficientes de correlación cruzada son útiles, dado que se ha encontrado que son buenos indicadores del tipo de material. Por lo tanto, pueden ser utilizados para corroborar información derivada de análisis de la firma de clase. Por ejemplo, para un tipo particular de documento, tal como un pasaporte de un tipo dado, un papel de impresora láser, los coeficientes de correlación cruzada siempre aparecen en contraste en intervalos predecibles. Una correlación cruzada normalizada se puede calcular entre a (¡) y a¡(¡) en donde k ? 1 y k,1 varía a través de todos los números de canal de fotodetector. La función V de correlación cruzada normalizada se define como El uso de coeficientes de correlación cruzada en el procesamiento de verificación de firmas características de describe adicionalmente en lo siguiente. La etapa S8 es otra etapa opcional la cual es para calcular el valor promedio de intensidad simple indicativo de la distribución de intensidad de señal. Este puede ser un promedio general de cada uno de los valores medios para los diferentes detectores o un promedio para cada detector, tal como el valor de raíz cuadrada media (rms) de ak(¡). Si los detectores se distribuyen en pares, cualquier lado de incidencia normal como en un lector descrito antes, un promedio para cada par de detectores se puede utilizar. Se ha encontrado que el valor de intensidad es un filtro crudo bueno para tipo de material, dado que es una indicación sencilla de la reflectividad y rugosidad generales de la muestra. Por ejemplo, uno puede utilizar el valor de intensidad de un valor rms no normalizado después de la eliminación de un valor promedio, es decir, del DC de fondo. Los datos de firma obtenidos de la exploración de un artículo se pueden comparar contra los registros que se mantienen en una base de datos de firma para propósitos de verificación y/o para que se escriban a la base de datos para agregar un registro nuevo de la firma para extender las bases de datos existentes. Un registro de base de datos nuevo incluirá la firma digital obtenida en la etapa S5 así como opcionalmente una versión indicadora menor obtenida en la etapa S6 para cada canal fotodetector, los coeficientes de correlación cruzada obtenidos en la etapa S7 y los valores promedio obtenidos en la etapa S8. De manera alternativa, los valores indicadores se pueden almacenar en una base de datos separada por si misma optimizada para búsqueda rápida y el resto de los datos (que incluyen los indicadores) en una base de datos principal. La figura 12 es un diagrama de flujo que muestra como una firma característica de un artículo obtenido de una exploración se puede verificar contra una base de datos de firma característica predeterminada. En una implementación sencilla, la base de datos simplemente puede ser analizada para encontrar una coincidencia en base en el conjunto completo de datos de firma característica. No obstante, para acelerar el proceso de verificación, el proceso preferiblemente utiliza los indicadores más pequeños y un preanálisis en base en los valores promedio calculados y coeficientes de correlación cruzada como se describe ahora. La etapa V1 de verificación es la primera etapa del proceso de verificación, el cual es para explorar un artículo de acuerdo con el procedimiento descrito en lo anterior, es decir, para realizar las etapas S1 a S8 de exploración. La etapa V2 de verificación toma cada una de las entradas indicadoras y evalúa el número de bitios de coincidencia entre la misma y tk(i+j) en donde j es la desviación de bitios el cual se hace variar para compensar los errores en la colocación del área explorada. El valor de j está determinado y después la entrada indicadora la cual proporciona el número máximo de bitios de coincidencia. Este es el "acierto" utilizado para procesamiento adicional. La etapa V3 de verificación es una prueba de preanálisis opcional que se realiza antes de analizar la firma digital completa almacenada para el registro contra la firma digital explorada. En este preanálisis, los valores rms obtenidos en la etapa S8 de exploración se comparan contra los valores almacenados correspondientes en el registro de base de datos del acierto. El "acierto" se rechaza de procesamiento adicional si los valores promedio respectivos no concuerdan dentro de un intervalo predefinido. Después del artículo es rechazado y se considera no verificado (por ejemplo, salto a la etapa V6 de verificación y emisión de un resultado de fallo).

La etapa V4 de verificación es una prueba de preanálisis opcional adicional que se realiza antes de analizar la firma digital completa. En este preanálisis, los coeficientes de correlación cruzada que se obtienen en la etapa S7 de exploración se comparan contra los valores almacenados correspondientes en los registros de la base de datos del acierto. Se rechaza el "acierto" de procesamiento adicional si los coeficientes de correlación cruzada respectivos no concuerdan dentro de un intervalo predefinido. El artículo después se rechaza como no verificado (es decir, se salta a la etapa V6 de verificación y se emite un resultado de fallo). Opcionalmente, el preanálisis se puede basar en los resultados de la firma de clase del artículo. La etapa V5 de verificación es la comparación principal entre la firma digital explorada que se obtiene en la etapa S5 de exploración y los valores almacenados correspondientes en el registro de base de datos del acierto. La firma digitalizada almacenada completa, d b(i) se divide en n bloques de q bitios adyacentes en k canales detectores, es decir, existen qk bitios por bloque. Un valor típico para q es 4 y un valor típico para k es 4, lo que hace típicamente 16 bitios por bloque. Los bitios qk después de hacen coincidir contra los bitios qk correspondientes en la firma digital almacenada dkdb(i+j). Si el número de bitios coincidentes dentro del bloque es mayor que o igual a cierto umbral predefinido zumbrai, entonces se incrementa el número de bloques coincidentes. Un valor típico para zumbra? es 13. Esto se repite para todos los n bloques. Este proceso general se repite para valores de desviación diferentes de j, para compensar errores en la colocación del área explorada hasta que se encuentra un número máximo de bloques coincidentes. Al definir M como el número máximo de bloques coincidentes, se calcula la probabilidad de una coincidencia accidental al evaluar: P(M) = ?s?? -s?-wnwc w=n-M en donde s es la probabilidad de una coincidencia accidental entre cualesquiera dos bloques (lo que a su vez depende del valor seleccionado de-Zumbrai-Jr-M-es-el-número de bloques_coincidentes y p es la probabilidad de M o más bloques de que coincidan accidentalmente. El valor de s se determina al comparar bloques dentro de la base de datos a partir de exploraciones de objetos diferentes de materiales similares, por ejemplo un número de exploraciones de documentos de papel, etc. Para el caso en donde q = 4, k = 4 y zumbrai = 13, encontramos un valor típico de s de 0.1. Si los qk bitios son completamente independientes, entonces la probabilidad teórica proporcionaría s = 0.01 para zumbrai = 13. El hecho de que encontremos un valor superior empíricamente se debe a las correlaciones entre los k canales detectores y también las correlaciones entre bitios adyacentes en el bloque debido a una anchura de punto de láser finita. Una exploración típica de una pieza de papel proporciona aproximadamente 314 bloques coincidentes de un número total de 510 bloques, cuando se comparan contra la entrada de base de datos para esa pieza de papel. Al establecer M = 314, n = 510, s = 0.1 para la ecuación anterior proporciona una probabilidad de una coincidencia accidental de 10~177.

La etapa V6 de verificación emite un resultado del proceso de verificación. El resultado de probabilidad obtenido en la etapa V5 de verificación se puede utilizar para aprobar/fallar la prueba en la cual una marca distintiva está en un umbral de probabilidad predefinido. En este caso, el umbral de probabilidad de puede establecer en un nivel por el sistema, o puede ser un parámetro variable establecido a un nivel seleccionado por el usuario. Alternativamente, el resultado de probabilidad se puede establecer por el usuario como un nivel de confianza, ya sea en forma sin tratar o como una probabilidad misma, o en una forma modificada utilizando términos relativos (por ejemplo coincidencia nula/coincidencia pobre/coincidencia pobre/coincidencia excelente) u otra clasificación. Se apreciará que son posibles muchas variaciones. Por ejemplo, en vez de tratar coeficientes de correlación cruzada como un componente de precribado, se pueden tratar junto con los datos de intensidad digitalizados como parte de la firma digital. Por ejemplo, los coeficientes de correlación cruzada/firmas de clase se pueden digitalizar y agregar a los datos de intensidad digitalizada. Los coeficientes de correlación cruzada/firmas de clase también se pueden digitalizar por si mismos y se pueden utilizar para generar secuencias de bitios o similares los cuales después pueden ser investigados de la misma manera a la descrita en lo anterior para las indicadoras de los datos de intensidad digitalizados con el fin de encontrar los aciertos.

Los ejemplos anteriores se relacionan con un explorador lineal en el cual el artículo es explorado únicamente en una dirección. De esta manera el artículo, o de manera más específica el patrón de huella necesita aliviarse de una manera controlada y reproducible. Ahora se describirá un explorador giratorio el cual resuelve esta restricción al explorar todas las direcciones posibles. La figura 13A muestra un explorador 11 giratorio para uso en un aparato de exploracióTTglfatóTio para determinar una firma de clase a partir de un artículo elaborado de papel o cartón. El explorador 100 comprende una cabeza 102 de exploración montada giratoriamente en un alojamiento 110. La cabeza 102 de exploración se monta sobre un brazo 104 giratorio adyacente a un módulo 106 codificador de posición. El brazo giratorio está acoplado operativamente a un motor 108 impulsor. La figura 13B muestra una etapa 120 para acoplamiento al alojamiento 110 del explorador 100 giratorio que se muestra en la figura 13A. La tapa 120 comprende una porción 122 de cara plana que tiene una ranura 124 arqueada definida en el mismo. La ranura 124 arqueada tiende un ángulo de 360° menos el ángulo 126. En esta modalidad, la ranura 124 arqueada tiende un ángulo de 270°. Esto permite que la cabeza 102 de exploración explore sobre aproximadamente 270° de un arco y por lo tanto muestrea todas las orientaciones posibles del papel. El aparato de exploración giratorio que se muestra en las figuras 13A y 13B se puede incorporar dentro de un sistema de exploración similar al aparato de exploración lineal descrito previamente. En este caso, el aparato de exploración lineal del sistema de detección se sustituye por la versión giratoria de las figuras 13A y 13B mientras que el aparato de procesamiento de datos se programa para implementar el método descrito en lo siguiente en relación a las figuras 14A-14B. Existen dos ventajas principales de esta modalidad. En primer lugar, no hay necesidad de conocer la orientación relativa del papel y el explorador, dado que el acoplamiento entre el conjunto observado de espectros y la base de datos de tipos de papel se puede realizar para ángulos de inicio diferentes hasta que se obtiene coincidencia. Esto significa que el explorador puede descender en cualquier parte de la superficie del papel y reportar una firma de clase. En segundo lugar, se proporciona un nivel de seguridad mayor, dado que la firma de clase ahora se puede constituir de una combinación de características tomadas de direcciones de exploración diferentes. Por ejemplo, el conjunto transformado de puntos de datos que forman la firma de clase se puede utilizar para tomar dos periodicidades distintas de una estructura de malla rectangular. Otro ejemplo sería determinar el orden de simetría rotacional de una malla, por ejemplo para identificar una malla hexagonal de una periodicidad dada y distinguirla de una malla cuadrada de la misma periodicidad. Las figuras 14A y 14B juntas ilustran un diagrama de flujo que muestra como se mide una firma de clase de un artículo utilizando una exploración giratoria y se autentifica o registra.

La etapa R1 es la etapa inicial durante la cual se inicia el motor de exploración. El motor de exploración se programa para moverse a una velocidad v. La R2 es una etapa de adquisición de datos durante la cual la intensidad óptica en cada uno de los fotodetectores se adquiere aproximadamente cada 1 ms durante la duración completa de la exploración. El intervalo de tiempo entre puntos de muestra es ?t. De manera simultánea, la señal codificadora se adquiere como una función del tiempo. Se hace notar que si el motor de exploración tiene un alto grado de precisión de linealización (por ejemplo como la tendría un motor de paso paulatino) entonces no se necesita adquirirse una señal codificadora. Se puede proporcionar una señal codificadora al detectar en que momento el módulo 106 codificador de posición pasa las marcas proporcionadas en la etapa 120 adyacentes a ranura 124. Los datos se adquieren por el PIC 30 que adquieren los datos de ADC 31. Los puntos de datos se transfieren en tiempo real desde el PIC 30 a la PC 34. De manera alternativa, los puntos de datos pueden ser almacenados en la memoria en la PIC 30 y después se hacen pasar a la PC 34 al final de la exploración. El número n de puntos de datos por canal detector recolectado en cada exploración se determina como N en lo siguiente. Además, el valor ak(i) se identifica como el i-ésimo valor de intensidad de almacenado a partir del fotodetector k en donde i adquiere valores de 1 a N. La etapa R3 es una etapa de cabeza de exploración de retorno.

Se invierte el motor de exploración para reestablecer el mecanismo de exploración a su posición inicial en la preparación para una operación de exploración subsecuente. La etapa R4 es una etapa de linealización opcional. Si se realiza, esta etapa aplica interpolación numérica para expandir y contraer localmente ak(i) de manera que las transiciones codificadoras se distribuyen uniformemente en el tiempo. Esto corrige el conjunto de puntos de datos para variaciones locales en la velocidad del motor. Esta etapa se realiza en la PC 34 bajo el control de programa de computadora. La etapa R5 es una etapa de inicialización en la cual io se establece en 0. La etapa R6 es una etapa en la cual los subconjuntos de puntos de datos se generan a partir de la exploración completa. Los subconjuntos b (i) de ak(i), los cuales adquieren valores desde I = i0-?I hasta i0+?l se generan. Como se indica en lo anterior en relación con la figura 8B, ?l debe corresponder a aproximadamente 10° del arco del explorador. La etapa R7 es una etapa FT en la cual se calcula un espectro de amplitud FT Bk(i) de la transformada de Fourier b (i). Esta etapa se realiza en la PC 34 bajo control de programa de computadora para aplicación de una transformada de Fourier rápida (FFT) individual del k conjuntos de puntos de datos. Opcionalmente, se puede calcular un espectro de amplitud FT promediado a partir de los espectros de amplitud individuales k respectivos que pueden proporcionar detectores múltiples en la cabeza 102 de explorador.

Debido a las secuencias más cortas de datos utilizados en cada transformada, los picos FT son más amplios y menos intensos que para una exploración lineal. No obstante, bajo ciertas condiciones, el conjunto de espectros forman una buena firma de clase para el papel. La etapa R8 es una etapa de identificación en la cual el valor de i el cual maximiza Bk(¡) excluyendo i=0 (el componente DC) se identifica. Este índice, ip¡c?J se identifica en la PC 34 bajo el control de programa de computadora. La etapa R9 es una etapa en la cual se determina el valor de raíz media cuadrada (r.m.s) de Bk(i). Se calcula el valor r.m.s de Bk(i) utilizando: Para una exploración angular f encontramos una altura pico máxima en el espectro de amplitud y lo dividimos entre el valor r.m.s del espectro de amplitud. Denominamos a esta relación la significancia pico dado que nos dice que tan grande es el pico en comparación con el resto del espectro. Las significancias pico por debajo de aproximadamente tres a cuatro medias no son picos claramente definidos. Las significancias pico por encima de aproximadamente cuatro indican un pico bien definido. Si la significancia pico es superior a aproximadamente tres a cuatro, medimos la longitud de onda en el centro del pico. Si la significancia pico es menor de aproximadamente tres a cuatro, desechamos los datos y pasamos al siguiente valor de cp. De esta manera, somos capaces de elaborar una gráfica de longitud de onda pico contra f, pero limitada a las partes del arco en donde existe un pico bien definido. Esta gráfica forma la firma de clase para dicho papel explorado. La figura 8A muestra una medición real de una hoja de papel, la relación de la amplitud del pico más grande en el espectro de amplitud respecto al valor r.m.s del espectro de amplitud. Se puede ver un pico claramente significativo en el intervalo angular 0-15 grados, con picos más débiles que aparecen aproximadamente 45grados y noventa grados. El enfoque sobre el pico más fuerte cercano a los cero grados, figura 8B muestra la longitud de onda de este pico como una función del ángulo. Se encuentra una longitud de onda generalmente constante de 408 µm, la cual forma la firma de clase para esta hoja de papel. La curvatura ligeramente hacia arriba en la dependencia de longitud de onda respecto al ángulo el cual se puede ver en la figura 8B se debe a la proyección 1/cos (ángulo) de la longitud de onda conforme varía la dirección de exploración. La etapa R10 es la etapa de determinación de relación. Se calcula y almacena la relación B(ip¡c0/rms). La etapa R11 es una etapa de incremento en la cual se incrementa i0. La etapa R12 es una etapa de prueba de bucle la cual provoca que la etapa R6 se realice nuevamente a menos que i0 = N. Si i0 = N, entonces se realiza la etapa R13. La etapa R13 es una etapa de determinación de punto de dato de pico global en el cual ip¡Co el valor de ¡0, el cual maximiza la relación B(iPico/rms) se determina. La etapa R14 es una etapa de cálculo en la cual se determina la longitud de onda asociada con ipico en la PC 34 de acuerdo con la ecuación ?p¡co = 2p/(ip¡co y ?t). La longitud de onda pico ?p¡co después se utiliza como la firma de clase. La etapa R15 es un punto de decisión. Si un artículo tiene su firma de clase registrada, la siguiente etapa será R16. Mientras tanto, si un artículo es autentificado por una medición de su firma de clase, la siguiente etapa será la etapa R17. La PC 34 se programa para determinar cual etapa sigue a la etapa R15. La etapa R16 es una etapa de almacenamiento de firma de clase. Un registro que comprende el valor de firma de clase ?p¡co asociado a una descripción del papel se almacena por la PC 34 y la base de datos 40. La base de datos 40 puede localizar de manera remontable el aparato 1 lector óptico y el registro se puede cifrar de manera segura antes de su transmisión entre los mismos. La etapa R17 es una etapa de verificación de firma de clase. La PC 34 compara ?p¡co con la totalidad de las entradas en la base de datos 40 hasta que se encontró una coincidencia dentro de un margen de error predefinido. La PC 34 después presenta la descripción de entrada de registro para el tipo de papel coincidente, si se encuentra alguna. Sino se encuentra coincidencia, la PC 34 opcionalmente busca extender una búsqueda a otra base de datos. Opcionalmente se puede presentar un mensaje estableciendo que no está disponible coincidencia. Opcionalmente, ya sea que se encuentre o no coincidencia de clase alguna, la PC 34 puede subsecuentemente buscar realizar un análisis para determinar si una firma característica de un artículo coincide con una firma característica predeterminada con el fin de intentar identificar de manera única al artículo. La figura 15 es un diagrama de flujo que muestra la manera en que funciona un aparato de acuerdo con una modalidad de la invención. La etapa A1 es el inicio del proceso. El proceso está bajo el control de la PC 34. La etapa A2 es una etapa de colocación de un artículo que va a ser analizado en un volumen de lectura. Esta etapa se puede llevar a cabo de manera manual o automática. Por ejemplo, se puede utilizar un alimentador de hojas para colocar los artículos de papel/cartón en el volumen de lectura del aparato o un explorador manual se puede colocar en el artículo. La etapa A3 es una etapa de exploración del artículo. En una modalidad, esto involucra mover el haz con respecto al artículo utilizando una exploración lineal. No obstante, se puede utilizar para realizar esta etapa un explorador giratorio del tipo descrito en lo anterior. La etapa A4 es una etapa de medición de la posición de exploración en relación al volumen de lectura. Se registra la información en relación a la posición del explorador con respecto al período de tiempo de la exploración. Esta etapa se realiza por la PC 34 que monitorea la posición de exploración por lectura de datos del codificador/descodificador 19 vía la PIC 30 mientras la exploración se está llevando a cabo. La etapa A5 es una etapa de recolección de datos durante la cual el conjunto de puntos de datos se llenan de manera secuencial. Cada conjunto de puntos de datos de los detectores 16a-d se promedian por la PC 34 y se almacenan como un conjunto promediado de puntos de datos. La etapa A6 es una etapa de linealización. La PC linealisa el conjunto de puntos de datos antes de determinar una firma de clase mediante la utilización de la información de posición medida relativa obtenida en la etapa A4 para modificar el conjunto de puntos de datos con el fin de asegurar que los puntos de datos consecutivos en el conjunto están separados por igual con respecto al tiempo o posición de su adquisición durante la exploración. La etapa A7 es una etapa de transformación. La PC 34 aplica una transformada de Fourier rápida (FFT) al conjunto promediado de puntos de datos. Una FFT, u otra transformada, se puede utilizar para proporcionar un conjunto de datos transformados que comprenden uno o más picos. La etapa A8 involucra determinar la firma de clase. Los picos de amplitud de la transformada encontrada en la etapa A7 son umbrales para derivar una señal digital. Esta señal digital se utiliza como la firma de clase. La etapa A9 es una etapa de comparación. La firma de clase se compara con una base de datos de las firmas de clases predeterminadas almacenadas en la base de datos 40.

La etapa A10 es una etapa de decisión. Sino no hay coincidencia por la firma de clase que se encuentra en la base de datos 40 el aparato avanza a la etapa A11. De otra manera, cuando se encuentra una coincidencia para la firma de clase, el aparato avanza a la etapa A12 de implementación con el fin de verificar la firma característica. La etapa A11 es una etapa de rechazo en la cual el aparato puede alertar al operador del aparato de que la firma de clase del artículo no ha sido" reconocidá El operador posteriormente puede decidir como actuar ante esta notificación. La etapa A12 es una etapa de determinación de una firma característica. Esta etapa puede comprender las etapas de determinar una firma característica tal como las descritas en lo anterior. No obstante, antes de realizar la búsqueda de la base de datos para todas las firmas características en la base de datos para comparar la firma característica medida, la PC 34 puede seleccionar un subconjunto de firmas características predeterminadas para investigar. Esto acelera la búsqueda por una coincidencia para la firma característica medida. Adicionalmente, en esta modalidad, el aparato puede utilizar los mismos conjuntos de puntos de datos obtenidos durante la exploración para derivar las firmas tanto de clase como característica. La etapa A13 es otra etapa de decisión. Sino se encuentra una firma característica coincidente en la base de datos 40, el aparato avanza a la etapa A11 , como se describe en lo anterior. La etapa A14 es una etapa que se alcanza si se reconocen ambas firmas, tanto de clase como característica. En esta etapa pueden suceder diversos signos o acciones. Por ejemplo, una indicación de que el artículo de papel/cartón ha sido identificado de manera válida se puede presentar a un operador del aparato, se puede activar una liberación de segura automática, etc., según se desee. A partir de la descripción detallada anterior se comprenderá de que manera un artículo elaborado de material, tal como papel o cartón, puede ser identificado al exponer el material a radiación coherente, recolectar un conjunto de puntos de datos que miden la dispersión de la radiación coherente del material y determinar una firma de clase/característica del artículo a partir del conjunto de puntos de datos. También se comprenderá que el área de exploración es esencialmente arbitraria en términos de su tamaño o ubicación en un artículo. Si se desea, la exploración puede ser una exploración lineal de barrido para cubrir un área bidimensional grande, por ejemplo. Además, se comprenderá de que manera esto se puede aplicar para identificar a un producto por su empacado, un documento o un artículo etiquetado, de una prenda, al exponer al artículo a radiación coherente, recolectar un conjunto de puntos de datos que miden la dispersión de la radiación coherente de la estructura intrínseca del artículo y determinar una firma de clase/característica del producto a partir del conjunto de puntos de datos. A partir de la descripción anterior del procesamiento numérico, se comprenderá que la degradación de la localización del haz (por ejemplo ampliación de la sección transversal del haz en el volumen de lectura debido al foco subóptimo del haz coherente) no será catastrófico para el sistema sino que simplemente debe de hacer a su funcionamiento al aumentar la probabilidad de coincidencia accidental. De esta manera, el aparto es robusto contra variaciones de aparato que proporcionen una degradación gradual estable en el funcionamiento en vez de una falla inestable súbita. En cualquier caso, es sencillo de realizar una prueba de ajuste de un lector, y de esta manera se elimina cualquier problema de equipo, al realizar una autocorrelación de los datos recolectados para determinar el tamaño de rasgo mínimo característico en unos datos de respuesta. Una medida de seguridad adicional que se puede aplicar al papel o cartón, por ejemplo, es unir adhesivamente un sello transparente (por ejemplo cinta adhesiva) sobre el área explorada. El adhesivo se selecciona para que sea suficientemente fuerte de modo que su retiro destruya la estructura de la superficie subyacente la cual es esencial para conservar con el fin de llevar a cabo una exploración de verificación de firma característica. Como se describe en lo anterior, el lector puede estar constituido en un aparato diseñado específicamente para implementar la invención. En otros casos, el lector se diseñará para agregar componentes auxiliares apropiados a un aparato diseñado principalmente con otra funcionalidad en mente, tal como una máquina fotocopiadora, un explorar de documentos, un sistema de administración de documentos, un dispositivo POS, ATM, un lector de tarjetas de abordaje de boletos de avión u otro dispositivo. Las figuras 16A-16G muestran una criba reservada de acuerdo con diversas modalidades de la invención. Las cribas se pueden utilizar en la elaboración estándar de producción de papel. Se pueden proporcionar huellas que proporcionen una firma de clase deseada. Tales huellas pueden incorporar variaciones de patrón unidimensionales o bidimensionales. Los patrones impresos pueden ser periódicas con una periodicidad que es menor que o igual a la longitud de una exploración con el fin de asegurar que un explorador detecte los componentes de frecuencia deseados del patrón. Las cribas reservadas se pueden utilizar para sustituir cribas de elaboración de papel estándar. Se conocen bien en el arte diversas técnicas y materiales para producir cribas (por ejemplo, véanse las referencias [6] a [13]) y estas también se pueden utilizar para cribas reservadas. Por ejemplo, las cribas se pueden elaborar utilizando alambres, placas, etc. formadas de acero inoxidable, materiales de polímero, etc. La figura 16A muestra una criba 160 reservada de acuerdo con una modalidad de la invención. La criba 160 reservada comprende una rejilla de alambres 161a-n separada a intervalo regulares 163 en una prímera dirección (eje y). Se proporcionan grupos separados de alambres individuales separados regularmente 162a-n a intervalos regulares 164 en una segunda dirección (eje x) transversal en la primera dirección. La huella que queda por esta criba 160 de este modo tiene un componente de frecuencia único en la primera dirección. También tiene dos componentes de frecuencia en la segunda dirección. El primer componente refleja la separación de los grupos de alambres 164 y el segundo la separación 165 entre los alambres. La figura 16B muestra una criba 170 reservada de acuerdo con una modalidad de la invención. La criba 170 reservada comprende una rejilla de alambre 171 a-n separada a intervalos regulares 173 en una primera dirección (eje y). Los grupos separados de alambre 172a-n se proporcionan a intervalos 174 regulares en una segunda dirección (eje x) transversal a la primera dirección. Los grupos de alambres 172a-n proporcionados en la segunda dirección se separan de acuerdo con un patrón ondulado en el cual la separación entre los alambres individuales en el grupo se incrementa linealmente. La huella dejada por esta criba por lo tanto tiene un componente de frecuencia único en la primera dirección. También tiene una señal de frecuencia dispersada en la segunda dirección la cual se deriva de la modulación espacial ondulada aplicada a los alambres en los grupos 172a-n, así como un componente de frecuencia derivado de la separación 174 entre los grupos en la segunda dirección. La figura 16C muestra una criba 180 reservada de acuerdo con una modalidad de la invención. La criba 180 reservada comprende una rejilla de alambres 181a-n separada a intervalos regulares en una primera dirección (eje y). Se proporcionan diversos grupos de alambres 182a-n a intervalos regulares 184 en una segunda dirección (eje x) transversal a la primera dirección. Cuando uno de tales grupos se ha colocado, en esta modalidad un grupo 182c que incorpora un grupo empacado más cercanamente de alambres se proporciona. La huella dejada por esta criba tiene un componente de frecuencia único en la primera dirección. También tiene una señal de frecuencia de tres componentes en la segunda dirección. El primer componente refleja la separación de los grupos de alambres 184 y la segunda separación entre alambres. No obstante, un tercer componente también está presente a una frecuencia mayor que la del primer componente. El tercer componente se deriva de un empacado más cercano de los alambres en el grupo 182c. Al detectar el tercer componente de frecuencia, el uso durante la fabricación de papel de un grupo de alambres que tiene la separación del grupo 182c se puede detectar. Esto puede ser utilizado para codificar una señal binaria. Otro grupo de separaciones entre alambres también se puede proporcionar para habilitar la codificación de una secuencia de dígitos binarios u octeto. Como es bien sabido, tales octetos se pueden utilizar para codificar diversa información. La figura 16D muestra una criba 190 reservada de acuerdo con una modalidad de la invención. La criba 190 reservada comprende una rejilla de alambres 191a-n separada a intervalos regulares 193 en una primera dirección (eje y). Los grupos separados de alambres 192a-n se proporcionan a intervalos regulares 194 en una segunda dirección (eje x) transversal a la primera dirección. Los alambres 192a-n en los grupos están separados de acuerdo con un patrón de variación sinusoidal. La huella dejada por esta criba tiene un componente de frecuencia único en la primera dirección. También tiene una señal de frecuencia dispersada en la segunda dirección la cual se deriva de la modulación espacial sinusoidal aplicada a los alambres en los grupos 192a-n. En diversas modalidades, la modulación espacial sinusoidal actúa como una frecuencia portadora que puede en sí misma ser modulada para proporcionar diversos esquemas de codificación. Por ejemplo, la modulación de establecimiento de cable de desviación de fase se puede aplicar a la sinusoidal portadora y se puede codificar en el patrón para ser aplicada al papel por separación apropiada de los alambres. La figura 16E muestra una criba 200 reservada de acuerdo con una modalidad de la invención. La criba 200 reservada comprende una rejilla de grupos de alambres 201 a-n separada a intervalos regulares 203 en una primera dirección (eje y). Los alambres en los grupos 201 a-n en sí mismos están separados a intervalos regulares 206. Los grupos separados de alambres 202a-n separados de manera regular también se proporcionan a intervalos regulares 204 en una segunda dirección (eje x) transversal a la primera dirección. La huella dejada por esta criba 200 tiene dos componentes de frecuencia en la primera dirección y dos componentes de frecuencia en la segunda dirección. El primer componente en la primera dirección refleja la separación 203 del grupo de alambres 201 a-n y la segunda, la separación 206 entre alambres. El primer componente en la segunda dirección respecto a la separación 204 de los grupos de alambre 202a-n y la segunda, la separación 205 entre alambre. La figura 16F muestra una criba 210 reservada, de acuerdo con una modalidad de la invención. La criba 210 reservada comprende una placa 201 que comprende una pluralidad de perforaciones 202 en forma de cruz separadas en un patrón bidimensional regular. Tal cribado se puede formar por grabado o perforado de un material de hoja. La figura 16G muestra una criba 220 reservada de acuerdo con una modalidad de la invención. La criba 220 reservada comprende una placa 221 que comprende un patrón repetido de perforaciones 222, 224 separadas en un patrón bidimensional regular. El patrón comprende una secuencia repetida de grupos alternados de perforaciones circulares 222, 224 de tamaños y números diferentes que se establecen en una distribución de rejilla separada a intervalos regulares 223. El primer grupo de perforaciones 222 circulares consisten de un arreglo 3x3 de orificios circulares agrupados juntos. El segundo grupo de perforaciones circulares 224 consiste en un arreglo 2x2 de orificios circulares agrupados juntos. El primero y segundo grupos 222, 224 ocupan aproximadamente la misma área superficial de la placa 221. La huella dejada por la criba 220 tiene un componente de frecuencia que se deriva del intervalo 223 de rejilla más una respuesta más compleja que surge de los grupos de perforaciones 222, 224. Tal respuesta se puede medir y utilizar para proporcionar una firma de clase para artículos de papel/cartón elaborados utilizando la criba 220 reservada. Se apreciará que las huellas realizadas por las cribas ilustradas son todas susceptibles de análisis funcional para determinar una firma de clase, utilizando transformadas de Fourier u otras clases de análisis de transformación. Se apreciará que aunque se han descrito modalidades particulares de la invención, pueden realizarse muchas modificaciones/adiciones y/o sustituciones dentro del espíritu y alcance de la presente invención.

REFERENCIAS [1] Kravolec "Plástic tag makes foolproof ID" Technology Research News, 2 de octubre del 2002 [2] R Anderson "Security Engineering: a guide to building dependable distributed systems" Wiley 2001 , páginas 251-252 ISBN 0-471-38922-6 [3] US 5,521 ,984 [4] US 5,325,167 [5] GB 0405641.2 (GB 2,411 ,954 incorporado en la misma en su totalidad como referencia) [6] US 4,564,051 [7] US 6,546,964 [8] US 4,546,964 [9] US 5,152,326 [10] US 5,358,014 [11] US 6,546,964 [12] US 2004/0011491 [13] WO 2004/020734

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un aparato para analizar un artículo elaborado de papel o cartón colocado en un volumen de lectura, caracterizado además porque comprende: un explorador para explorar un artículo con un haz óptico coherente; una distribución detectora para recolectar un conjunto que comprende grupos de puntos de datos de señales obtenidas cuando el haz coherente se refleja del volumen de lectura, en donde los grupos de puntos de datos diferentes se relacionan con señales obtenidas en momentos diferentes durante una exploración del volumen de lectura; y módulos de adquisición y procesamiento de datos para procesar el conjunto de puntos de datos de manera que se determina si un artículo posee una estructura de superficie predeterminada lo cual da lugar a una firma de clase predeterminada que identifica artículos de un tipo genérico conocido a partir de las propiedades intrínsecas del artículo.

2.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el módulo de adquisición y procesamiento de datos es operable para analizar el conjunto de puntos de datos para determinar si contienen información de firma de clase indicativa de variaciones periódicas en las propiedades intrínsecas del artículo.

3.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado además porque el módulo de adquisición y procesamiento de datos es operable para derivar una firma de clase medida a partir del resultado de una transformación matemática aplicada a los puntos de datos y comparación de la firma de clase medida con una o más firmas de clase predeterminadas, en donde una coincidencia entre la firma de clase medida y una firma de clase predeterminada indica que el artículo es del tipo genérico asociado con la firma de clase predeterminada coincidente.

4.- El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque comprende: un módulo codificador/detector para medir la posición relativa del haz coherente y el artículo durante la exploración; y en donde el módulo de adquisición y procesamiento de datos es operable adicionalmente para linealizar el conjunto de puntos de datos antes de determinar una firma de clase mediante la utilización de información de posición medida relativa obtenida del módulo codificador/detector para modificar el conjunto de puntos de datos con el fin de asegurar que ios puntos de datos consecutivos en el conjunto están separados por igual con respecto al tiempo o posición de su adquisición durante la exploración.

5.- El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el módulo de adquisición y procesamiento de datos es operable adicionalmente para determinar una firma característica del conjunto de punto de datos, la firma característica es para diferenciar artículos individuales de otros artículos del mismo tipo genérico.

6.- El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque las propiedades intrínsecas del artículo son huellas impartidas al papel o cartón durante un procedimiento de fabricación habitual.

7.- El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el explorador es operable en un modo de exploración lineal.

8.- El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque el explorador es operable en un modo de exploración giratorio.

9.- El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el explorador está configurado para proyectar el haz coherente hacia el artículo en una incidencia casi normal.

10.- El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la distribución de detector incluye una pluralidad de canales detectores distribuidos configurados para detectar dispersión de partes diferentes respectivas del volumen de lectura.

11.- El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el módulo de adquisición y procesamiento de datos es operable adicionalmente para promediar una pluralidad de conjuntos de puntos de datos recolectados de la pluralidad de canales detectores y para determinar la firma de clase del conjunto de datos promediados.

12.- Un método para analizar un artículo elaborado de un papel o cartón, caracterizado además porque comprende: colocar un artículo en un volumen de lectura; explorar el artículo con un haz óptico coherente; recolectar un conjunto que comprende grupos de puntos de datos de señales que se obtienen cuando el haz coherente se refleja del volumen de lectura, en donde los grupos de puntos de datos diferentes se relacionan con señales que se obtienen en momentos diferentes o durante una exploración del volumen de lectura; y procesar el conjunto de puntos de datos para determinar si el artículo posee una estructura de superficie predeterminada la cual da lugar a una firma de clase predeterminada que identifica artículos de un tipo genérico conocido a partir de las propiedades intrínsecas del artículo.

13.- El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque el procesamiento del conjunto de punto de datos comprende analizar el conjunto de puntos de datos para determinar si contienen información de firma de clase indicativa de variaciones periódicas en las propiedades intrínsecas del artículo.

14.- El método de conformidad con la reivindicación 12 o la reivindicación 13, caracterizado además porque el procesamiento del conjunto de puntos de datos comprende derivar una firma de clase medida a partir del resultado de una transformación matemática aplicada a los puntos de datos y comparar la firma de clase medida con una o más firmas de clase determinadas en donde una coincidencia entre la firma de clase medida y una firma de clase predeterminada indicada que el artículo es del tipo genérico asociado con la firma de clase predeterminada coincidente.

15.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado además porque comprende además: medir la posición relativa del haz coherente y el artículo durante la exploración; y linealizar el conjunto de puntos de datos antes de determinar una firma de clase mediante la utilización de la información de posición medida relativa para modificar el conjunto de puntos de datos con el fin de asegurar que los puntos de datos consecutivos en el conjunto están separados por igual con respecto al tiempo o posición de su adquisición durante la exploración.

16.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado además porque comprende procesar el conjunto de puntos de datos para determinar una firma característica a partir del conjunto de puntos de datos, en donde la firma característica es para distinguir artículos individuales de otros artículos del mismo tipo genérico.

17.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado además porque las propiedades intrínsecas del artículo son huellas impartidas al papel o cartón durante un procedimiento de fabricación habitual.

18.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado además porque la exploración del artículo comprende realizar una exploración lineal.

19.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado además porque la exploración del artículo comprende realizar una exploración giratoria.

20.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 19, caracterizado además porque comprende proyectar el haz coherente hacia el artículo a una incidencia casi normal.

21.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 20, caracterizado además porque comprende recolectar una pluralidad de conjuntos de puntos de datos a partir de una pluralidad de canales detector y distribuidos y configurados para detectar dispersión desde partes diferentes respectivas del volumen de lectura.

22.- El método de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque comprende promediar la pluralidad de conjuntos de puntos de datos recolectados de la pluralidad de canales detectores para proporcionar el conjunto de datos utilizados subsecuentemente para determinar la firma de clase.

23.- Una criba para fabricar un artículo de papel o cartón, caracterizada además porque la criba comprende una pluralidad de elementos distribuidos y configurados para impartir un patrón de huella de estructura de superficie predeterminada reservada a un artículo de papel o cartón para proporcionar una firma de clase predeterminada que identifica al artículo que es de un tipo genérico conocido, en donde el patrón de huella incorpora modulación espacial proporcionada de acuerdo con uno o más de los siguientes esquemas: modulación de chirrido, modulación de super-periodicidad, modulación de amplitud, modulación de clave de desviación de fase y modulación de clave de desviación de frecuencia.

24.- La criba de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada además porque el patrón de huella es periódico.

25.- La criba de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 24, caracterizada además porque el patrón de huella codifica para una o más secuencias de bitios dentro del papel o cartón.

26.- Un método para producir un artículo de papel o cartón caracterizado además porque incluye un patrón de huella reservada que comprende utilizar la criba de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 25 para impartir el patrón de huella reservado al artículo.

27.- Un artículo de papel o cartón, caracterizado además porque comprende un patrón de huella de estructura de superficie predeterminada reservado para proporcionar una firma de clase cuando se dispersa desde un haz coherente incidente en el artículo que se recolecta, para identificar al artículo como perteneciente a un tipo genérico conocido.

28.- El artículo de papel o cartón de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque el patrón de huella no es visible.

29.- El artículo de papel o cartón de conformidad con la reivindicación 27 ó la reivindicación 28, caracterizado además porque el patrón de huella es periódico.

30.- El artículo de papel o cartón de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 27 a 29, caracterizado además porque el patrón de huella incorpora modulación espacial que se proporciona de acuerdo con uno o más de los siguientes esquemas: modulación de chirrido, modulación de super-periodicidad, modulación de amplitud, modulación de clave de desplazamiento de fase y modulación de clave de desplazamiento de frecuencia.

31.- El artículo de papel o cartón de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 27 a 30, caracterízado además porque el patrón de huella codifica para una o más secuencias de bitios dentro del papel o cartón.

32.- Un método para analizar un artículo elaborado de papel o cartón sustancialmente como se describe en lo anterior con referencia a las figuras 9, 11 , 12, 14A, 14B, 15 y 17 de los dibujos anexos.

33.- Un aparato para analizar un artículo elaborado de papel o cartón colocado en un volumen de lectura sustancialmente como se describe en lo anterior con referencia a las figuras 1 a 6B, 13A y 13B de los dibujos anexos.

34.- Una criba para fabricar un artículo de papel o cartón sustancialmente como se describe en lo anterior.

35.- Un método para producir un artículo de papel o cartón caracterizado además porque incluye un patrón de huella reservada sustancialmente como se describe en lo anterior.

36.- Un artículo de papel o cartón, caracterizado además porque es sustancialmente como se describe en lo anterior.