PL229648B1 - Sposób drukowania dokumentów zabezpieczonych - Google Patents

Abstract

Sposób drukowania dokumentów zabezpieczonych, schematycznie przedstawiony na rysunku, charakteryzuje tym, że w systemie do druku: określa się w pamięci parametry wydruku, obejmujące co najmniej typ rastra, liniaturę rastra, rozdzielczość maszyny drukującej mierzoną gęstością punktów drukarskich oraz określa się wartość progową zabezpieczenia; za pomocą analizatora jasności połączonego z pamięcią: odczytuje się z pamięci graficzną reprezentację kodu matrycowego dla określonych uprzednio parametrów wydruku; przy czym graficzna reprezentacja kodu matrycowego określa matrycę elementów, z których każdy ma rozmiar od 1 x 1 do 10 x 10 punktów drukarskich; określa się poziom jasności kodu matrycowego jako średnią jasność wszystkich elementów graficznej reprezentacji kodu matrycowego; odczytuje się z pamięci podstawowy obraz wielotonalny do nadrukowania na dokumencie; wyszukuje się w podstawowym obrazie wielotonalnym obszar do zabezpieczenia, o rozmiarze równym rozmiarowi graficznej reprezentacji kodu matrycowego i poziomie jasności o wartości zbliżonej do poziomu jasności kodu matrycowego w zakresie wartości progowej zabezpieczenia; za pomocą procesora rastrującego połączonego z pamięcią, generuje się podstawowy obraz rastra dla podstawowego obrazu wielotonalnego i określonych parametrów wydruku; za pomocą generatora obszaru zabezpieczonego połączonego z pamięcią, układem analizatora jasności i układem procesora rastrującego, modyfikuje się podstawowy obraz rastra, w obszarze do zabezpieczenia, wstawiając w miejsce obszaru do zabezpieczenia graficzną reprezentację kodu matrycowego i podaje się wynikowo zabezpieczony obraz rastra; za pomocą maszyny drukującej połączonej z układem generatora obszaru zabezpieczonego drukuje się zabezpieczony obraz rastra na podłożu drukowym.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób drukowania dokumentów zabezpieczonych.

W technologiach drukowania (takich jak technologie offsetowe, cyfrowe i inne) obrazy wielotonalne przed wydrukiem poddaje się rastrowaniu.

Rastrowanie polega na symulacji obrazu wielotonalnego za pomocą obrazu jednotonalnego w postaci drobnego wzoru. Podczas oglądania z typowej odległości, wzór rastra jest niewidoczny i daje wrażenie istnienia półtonów. Jasność osiągniętych półtonów jest uzależniona od powierzchni zajętej przez elementy rastra do powierzchni otaczającego te elementy niezadrukowanego podłoża drukowego. Wartość tonalna rastra jest określona jako stosunek powierzchni pokrytej elementami rastra do powierzchni całkowitej. Znane są różne rodzaje rastrów, z których główne to raster amplitudowy (ang. AM screen) i raster częstotliwościowy (ang. FM screen).

W rastrze amplitudowym (AM) środki elementów rastra są równo oddalone od siebie na planie siatki rastra, a poszczególne elementy rastra różnią się od siebie wielkością, w zależności od wartości tonalnej w danym obszarze. W rastrze częstotliwościowym (FM) wszystkie elementy rastra są tej samej wielkości, a różni się odległość pomiędzy nimi - wyższe wartości tonalne uzyskuje się poprzez większe zagęszczenie elementów.

W maszynach drukarskich dokumenty drukuje się w ten sposób, że obraz wielotonalny, określony jako matryca punktów o określonym poziomie jasności, konwertuje się na obraz rastra. Służą do tego specjalistyczne procesory rastrujące (ang. Raster Image Processor, RIP). W standardowych systemach druku generowanie obrazu rastra to ostatni element przetwarzania danych obrazu, a wygenerowany obraz rastra jest przekazywany bezpośrednio do maszyny drukarskiej.

Znane są różnego rodzaju techniki zabezpieczeń dokumentów, utrudniające skopiowanie dokumentów. Jedną z technik jest mikrodruk, to znaczy druk niewielkich napisów, w których wysokość czcionki wynosi zwykle około 1 mm lub nawet kilkaset mikrometrów. Tego typu mikroskopijne nadruki podczas kopiowania ulegają rozmyciu, co ułatwia odróżnienie oryginału od kopii. Mikrodruk jest jednak podatny na skopiowanie poprzez ręczne zmodyfikowanie kopii dokumentu i ręczne wygenerowanie mikroskopijnego napisu przed wydrukiem kopii.

Znane są różnego rodzaju symbole graficzne służące do identyfikacji dokumentów. Jednym z tego typu symboli są kody matrycowe (ang. matrix code), zwane również kodami dwuwymiarowymi (ang. 2D code). Graficzną reprezentację kodu matrycowego stanowi matryca symboli (zwykle punktów, kwadratów) o różnych kolorach (zwykle czarnym i białym).

Z publikacji międzynarodowego zgłoszenia patentowego WO2014014468A1 znany jest sposób generowania kodu takiego jak kod matrycowy, w którym kod zapisuje się w postaci szeregu punktów, z których część jest punktami referencyjnymi a część punktami kodowanymi. Drukowane punkty mają rozmiary rzędu 10 mikrometrów, a więc mikroskopijny nadruk jest trudny do wykrycia i skopiowania.

Wskazanym byłoby dalsze usprawnienie technologii wydruku dokumentów zabezpieczonych, która umożliwi drukowanie zabezpieczeń trudnych do wykrycia i skopiowania.

Przedmiotem wynalazku jest sposób drukowania dokumentów zabezpieczonych, charakteryzujący się tym, że w systemie do druku: określa się w pamięci parametry wydruku, obejmujące co najmniej typ rastra, liniaturę rastra, rozdzielczość maszyny drukującej mierzoną gęstością punktów drukarskich, oraz określa się wartość progową zabezpieczenia; za pomocą analizatora jasności połączonego z pamięcią: odczytuje się z pamięci graficzną reprezentację kodu matrycowego dla określonych uprzednio parametrów wydruku; przy czym graficzna reprezentacja kodu matrycowego określa matrycę elementów, z których każdy ma rozmiar od 1x1 do 10x10 punktów drukarskich; określa się poziom jasności kodu matrycowego jako średnią jasność wszystkich elementów graficznej reprezentacji kodu matrycowego; odczytuje się z pamięci podstawowy obraz wielotonalny do nadrukowania na dokumencie; wyszukuje się w podstawowym obrazie wielotonalnym obszar do zabezpieczenia, o rozmiarze równym rozmiarowi graficznej reprezentacji kodu matrycowego i poziomie jasności o wartości zbliżonej do poziomu jasności kodu matrycowego w zakresie wartości progowej zabezpieczenia; za pomocą procesora rastrującego połączonego z pamięcią, generuje się podstawowy obraz rastra dla podstawowego obrazu wielotonalnego i określonych parametrów wydruku; za pomocą generatora obszaru zabezpieczonego połączonego z pamięcią, układem analizatora jasności i układem procesora rastrującego, modyfikuje się podstawowy obraz rastra, w obszarze do zabezpieczenia, wstawiając w miejsce obszaru do zabezPL 229 648 B1 pieczenia graficzną reprezentację kodu matrycowego i podaje się wynikowo zabezpieczony obraz rastra; za pomocą maszyny drukującej połączonej z układem generatora obszaru zabezpieczonego drukuje się zabezpieczony obraz rastra na podłożu drukowym.

Korzystnie, drukuje się grupę dokumentów, przy czym dla każdego z dokumentów z grupy odczytuje się z pamięci ten sam kod matrycowy.

Korzystnie, drukuje się grupę dokumentów, przy czym dla każdego z dokumentów z grupy odczytuje się z pamięci inny kod matrycowy.

Korzystnie, każdy element kodu matrycowego ma rozmiar 2x2 punkty drukarskie.

Korzystnie, dla drukowanego dokumentu zapisuje się w rejestrze pamięci dane zabezpieczeń obejmujące identyfikator obrazu, obszar zabezpieczony oraz kod matrycowy.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia schemat systemu do druku;

Fig. 2 przedstawia schemat sposobu drukowania dokumentów zabezpieczonych według wynalazku;

Fig. 3A przedstawia przykładowy obraz wielotonalny;

Fig. 3B przedstawia przykładową graficzną reprezentację kodu matrycowego;

Fig. 3C przedstawia przykładowy podstawowy obraz rastra;

Fig. 3D przedstawia przykładowy zabezpieczony obraz rastra do nadruku na dokumencie zabezpieczonym według wynalazku.

Fig. 4 przedstawia przykładową strukturę rekordu danych zabezpieczeń.

Fig. 1 przedstawia schemat systemu do druku. System zawiera szereg urządzeń 110-140 pomiędzy którymi dane przesyłane są za pomocą odpowiednich łączy danych.

W pamięci 110 znajduje się rejestr 111 podstawowych obrazów wielotonalnych, przykładowo takich jak na Fig. 3A.

W pamięci 110 znajduje się ponadto rejestr 112 kodów matrycowych, w którym zapisane są wartości kodów do zabezpieczania drukowanych dokumentów. Stosować można różnego rodzaju kody matrycowe, przykładowo kod Aztec (określony standardem ISO/IEC 24778), kod Data Matrix (określony standardem ISO/IEC 14022), kod PDF41 (określony standardem ISO/IEC 15438) czy kod QR (określony standardem ISO/IEC 18004). Ponadto, w rejestrze 112 mogą być zapisane graficzne reprezentacje tych kodów (przykładowo takie jak na Fig. 3B, gdzie przedstawiono graficzną reprezentację kodu QR), lub też graficzne reprezentacje kodów mogą być generowane w trakcie pracy systemu za pomocą odpowiedniego układu, na podstawie wartości kodu. W zależności od potrzeb, każdy z grupy drukowanych dokumentów może być zabezpieczony tym samym kodem, lub też każdy drukowany dokument może być zabezpieczony kodem przypisanym indywidualnie do tego dokumentu.

W pamięci 110 znajduje się ponadto rejestr 113 danych zabezpieczeń, w którym mogą być przechowywane informacje na temat wydrukowanych obrazów, w postaci rekordów danych określających identyfikator obrazu (który może być powiązany na przykład z numerem seryjnym drukowanym na obrazie), parametry obszaru zabezpieczonego (przykładowo, koordynaty środka obszaru lub koordynaty lewego górnego obszaru i/lub rozmiar obszaru) oraz kod matrycowy umieszczony w obszarze zabezpieczonym.

Ponadto, w pamięci 110 znajduje się rejestr 114 parametrów wydruku, określający co najmniej parametry rastrowania, przykładowo typ rastra, liniaturę rastra, rozdzielczość maszyny drukującej.

W pamięci 110 znajduje się ponadto rejestr 115 wartości progowej, określający dopuszczalne odchylenie wartości poziomu jasności obrazu w obszarze, w którym ma być umieszczone zabezpieczenie, względem wartości poziomu jasności obrazu podstawowego, w związku z działaniami podejmowanymi w kroku 205 sposobu opisanego poniżej.

Z pamięcią 110 połączony jest procesor rastrujący 130 do generowania, w kroku 206 sposobu, podstawowego obrazu rastra dla podstawowego obrazu wielotonalnego odczytanego z rejestru 111 i określonych parametrów wydruku zapisanych w rejestrze 114.

Z pamięcią 110 połączony jest ponadto analizator jasności 120 do wykonywania kroków 202-205 sposobu, tj. określenie obszaru do zabezpieczenia w podstawowym obrazie wielotonalnym odczytanym z rejestru 111 dla graficznej reprezentacji kodu matrycowego odczytanej z rejestru 112.

System zawiera ponadto, połączony z pamięcią 110, procesorem rastrującym 130 i analizatorem jasności 120, generator obrazu zabezpieczonego 140, do wykonywania kroku 207 sposobu, tj. do wstawiania graficznej reprezentacji kodu matrycowego w określony obszar do zabezpieczenia

PL 229 648 B1 w podstawowym obrazie rastra, w celu wygenerowania zabezpieczonego obrazu rastra (przedstawionego przykładowo na Fig. 3D).

Wygenerowany zabezpieczony obraz rastra jest drukowany w systemie za pomocą maszyny drukującej 140, połączonej z generatorem obrazu zabezpieczonego 140.

Fig. 2 przedstawia schemat sposobu drukowania dokumentów zabezpieczonych według wynalazku.

W kroku 201 określa się w rejestrze 114 pamięci 110 parametry wydruku, takie jak: typ rastra (przykładowo, raster amplitudowy), liniaturę rastra (przykładowo, 180 Ipi), rozdzielczość maszyny drukującej (przykładowo, 2540 dpi). Ponadto, określa się w rejestrze 115 pamięci 110 wartość progową zabezpieczenia (przykładowo, 0%, 1%, 2%, 5%, 10% - korzystnie, nie więcej niż 10%).

W kroku 202 za pomocą analizatora jasności 120 odczytuje się z rejestru 112 pamięci 110 graficzną reprezentacją kodu matrycowego dla określonych uprzednio parametrów wydruku. Graficzna reprezentacja kodu matrycowego określa matrycę elementów, z których każdy element ma rozmiar nie mniejszy od jednego punktu drukarskiego dla określonej rozdzielczości maszyny drukującej, tj. rozmiar co najmiej 1x1 punktów drukarskich. Dla zwiększenia czytelności, stosować można elementy o nieco większym rozmiarze, przykładowo 2x2 punkty drukarskie. Wskazanym jest jednak, aby elementy nie były zbyt duże, tak aby nie mogły zostać łatwo zauważone na zabezpieczonym dokumencie, a więc korzystnym jest aby rozmiar poszczególnych elementów kodu matrycowego był nie większy niż 10x10 punktów drukarskich.

Przykładowo, dla obrazu przedstawionego na Fig. 3D (liniatura 180 Ipi, rozdzielczość maszyny drukującej 2540 dpi), kod QR ma rozmiar 25x25 elementów, jeśli jeden element ma rozmiar 1x1 punkt drukarski (tj. 10x10 mikrometrów) to rozmiar całej graficznej reprezentacji kodu QR to 250x250 mikrometrów.

Następnie, w kroku 203 określa się poziom jasności kodu matrycowego jako średnią jasność wszystkich elementów graficznej reprezentacji kodu matrycowego. Przykładowo, jeśli element zawiera 50% elementów czarnych (o jasności 0%) i 50% elementów białych (o jasności 100%), to jego poziom jasności wynosi 50%.

Następnie, w kroku 204 odczytuje się z rejestru 111 pamięci 110 podstawowy obraz wielotonalny do nadrukowania na dokumencie, po czym w kroku 205 wyszukuje się w tym obrazie obszar do zabezpieczenia, o rozmiarze równym rozmiarowi graficznej reprezentacji kodu matrycowego (dla powyższego przykładu: 250x250 mikrometrów) i poziomie jasności o wartości zbliżonej do poziomu jasności kodu matrycowego w zakresie wartości progowej zabezpieczenia (przykładowo, dla jasności kodu równej 50% i wartości progowej 2% wyszukuje się obszar o wartości poziomu jasności od 48% do 52%). Przykładowy obszar o takiej jasności oznaczono na Fig. 3A. Jeśli w podstawowym obrazie wielotonalnym zostanie zidentyfikowanych wiele obszarów o takiej jasności, to wybiera się jeden z tych obszarów na podstawie określonych kryteriów. Przykładowo, wybiera się obszar w sposób losowy. Alternatywnie, wybierać można obszar, w którego otoczeniu znajduje się najwięcej obszarów o kontrastowym poziomie jasności (przykładowo, większym od poziomu jasności tego obszaru o wartość progową) - tak, aby obszar do zabezpieczenia znajdował się w obrębie większego obszaru o niejednolitym zabarwieniu, co utrudnia jego wykrycie.

W kroku 206 za pomocą procesora rastrującego 130 generuje się podstawowy obraz rastra dla podstawowego obrazu wielotonalnego i określonych parametrów wydruku, jak przedstawiono na Fig. 3C raster AM o wypełnieniu 50%, liniatura 180 Ipi, rozdzielczość druku 2540 dpi.

Następnie, w kroku 207, za pomocą generatora obszaru zabezpieczonego 140 modyfikuje się podstawowy obraz rastra, w obszarze do zabezpieczenia, wstawiając w miejsce obszaru do zabezpieczenia graficzną reprezentację kodu matrycowego. W ten sposób uzyskuje się zabezpieczony obraz rastra, przedstawiony przykładowo na Fig. 4D.

W kroku 208 za pomocą maszyny drukującej 150 drukuje się zabezpieczony obraz rastra na podłożu drukowym.

Dodatkowo, w kroku 209 można zapisać w rejestrze 113 pamięci 110 dane zabezpieczeń.

Przykłady przedstawione na Fig. 3A-3D reprezentują obrazy jednokolorowe, przykładowo czarnobiałe. Sposób zabezpieczenia opisany powyżej można również stosować dla wydruków wielokolorowych. W takim przypadku kod matrycowy można drukować przykładowo jedynie w jednym kolorze (przykładowo, dla wydruków CMYK: w kolorze żółtym (który jest trudny do skopiowania) lub w kolorze czarnym (który jest łatwy do odczytu do weryfikacji)) w kolorze w obszarze, w którym dominuje ten kolor (aby rastry pozostałych kolorów nie przykrywały zbytnio nadruku kodu). Alternatywnie, kod matrycowy

PL 229 648 B1 można drukować w więcej niż jednym kolorze, wstawiając graficzną reprezentację kodu w obszary obrazów rastrowych dla różnych kolorów. Wskazanym jest, aby drukować w kanałach dla koloru o dużym kontraście względem koloru podłoża.

Wydrukowany w ten sposób dokument zawiera nadruk obrazu wielotonalnego, w którym w pewnym obszarze zabezpieczonym znajduje się nadruk kodu matrycowego. Nadruk kodu matrycowego zawiera punkty o mikroskopijnym rozmiarze, niewidoczne lub bardzo trudno dostrzegalne gołym okiem.

Przy próbie bezpośredniego skopiowania za pomocą standardowych urządzeń kopiujących, których rozdzielczość skanowana (np. 600 dpi) jest zwykle mniejsza od rozdzielczości maszyn drukarskich (np. 2540 dpi) punkty rastra ulegają rozmyciu, a zatem na kopii dokumentu nadruk kodu matrycowego będzie zniekształcony.

Z kolei próba skopiowania poprzez zeskanowanie dokumentu na skanerze o wysokiej rozdzielczości a następnie ręczną edycję kodu matrycowego będzie czasochłonna. Przykładowo, jeśli dokument ma nadruk o rozmiarze 100x100 mm, a rozmiar nadrukowanego kodu matrycowego to 250x250 mikrometrów, to taki dokument może pomieścić 100/0,25 x 100/0,25 = 160,000 kodów matrycowych. Wykrycie położenia kodu matrycowego wymagałoby więc przeanalizowania 160,000 punktów obrazu celem zidentyfikowania obszaru, w którym znajduje się kod.

Ponadto, skanowanie dokumentu wymagałoby zachowania bardzo dużej precyzji mechanicznej ułożenia dokumentu, ponieważ już niewielkie przesunięcie zadruku siatki punktów czarnych i białych (przykładowo, o 5 mikrometrów dla rozdzielczości zadruku i skanera 2540 dpi) sprawi, że zeskanowany obraz będzie miał punkty szare zamiast czarnych i białych, gdyż na każdy punkt skanowania przypadnie połowa punktu białego i połowa czarnego.

Weryfikacja dokumentu zabezpieczonego w opisany powyżej sposób jest możliwa w łatwy sposób dla osoby uprawnionej, posiadającej dostęp do danych zabezpieczeń zarejestrowanych w rejestrze 113 pamięci 110. Po odczytaniu z danych zabezpieczeń pozycji obszaru zabezpieczonego wystarczy zeskanować fragment weryfikowanego dokumentu w tym obszarze i sprawdzić, czy w tym fragmencie znajduje się kod matrycowy i sprawdzić, czy kod ten jest zgodny z kodem określonym w danych zabezpieczeń dla danego dokumentu. Dokument można również zweryfikować za pomocą lupy poligraficznej.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób drukowania dokumentów zabezpieczonych, znamienny tym, że w systemie do druku:

   - określa się w pamięci parametry wydruku, obejmujące co najmniej typ rastra, liniaturę rastra, rozdzielczość maszyny drukującej mierzoną gęstością punktów drukarskich, oraz określa się wartość progową zabezpieczenia;

   - za pomocą analizatora jasności połączonego z pamięcią:

   - odczytuje się z pamięci graficzną reprezentację kodu matrycowego dla określonych uprzednio parametrów wydruku; przy czym graficzna reprezentacja kodu matrycowego określa matrycę elementów, z których każdy ma rozmiar od 1x1 do 10x10 punktów drukarskich;

   - określa się poziom jasności kodu matrycowego jako średnią jasność wszystkich elementów graficznej reprezentacji kodu matrycowego;

   - odczytuje się z pamięci podstawowy obraz wielotonalny do nadrukowania na dokumencie;

   - wyszukuje się w podstawowym obrazie wielotonalnym obszar do zabezpieczenia, o rozmiarze równym rozmiarowi graficznej reprezentacji kodu matrycowego i poziomie jasności o wartości zbliżonej do poziomu jasności kodu matrycowego w zakresie wartości progowej zabezpieczenia;

   - za pomocą procesora rastrującego połączonego z pamięcią, generuje się podstawowy obraz rastra dla podstawowego obrazu wielotonalnego i określonych parametrów wydruku;

   - za pomocą generatora obszaru zabezpieczonego połączonego z pamięcią, układem analizatora jasności i układem procesora rastrującego, modyfikuje się podstawowy obraz rastra, w obszarze do zabezpieczenia, wstawiając w miejsce obszaru do zabezpieczenia graficzną reprezentację kodu matrycowego i podaje się wynikowo zabezpieczony obraz rastra;

   PL 229 648 Β1

   - za pomocą maszyny drukującej połączonej z układem generatora obszaru zabezpieczonego drukuje się zabezpieczony obraz rastra na podłożu drukowym.
2. 2. Sposób drukowania według zastrz. 1, znamienny tym, że drukuje się grupę dokumentów, przy czym dla każdego z dokumentów z grupy odczytuje się z pamięci ten sam kod matrycowy.
3. 3. Sposób drukowania według zastrz. 1, znamienny tym, że drukuje się grupę dokumentów, przy czym dla każdego z dokumentów z grupy odczytuje się z pamięci inny kod matrycowy.
4. 4. Sposób drukowania według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy element kodu matrycowego ma rozmiar 2x2 punkty drukarskie.
5. 5. Sposób drukowania według zastrz. 1, znamienny tym, że dla drukowanego dokumentu zapisuje się w rejestrze pamięci dane zabezpieczeń obejmujące identyfikator obrazu, obszar zabezpieczony oraz kod matrycowy.