PL248294B1 - Sposób dynamicznego kodowania informacji oraz nanoszenia kodu na materiał oraz sposób odczytu informacji - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia przedstawiony na rysunku jest sposób dynamicznego kodowania informacji oraz nanoszenia kodu na materiał oraz sposób dekodowania informacji, zwłaszcza z wykorzystaniem struktury materiału. Sposób kodowania informacji oraz nanoszenia kodu na materiał, polega na tym, że do modułu kodującego wprowadza się informację kodowaną w postaci ciągu znaków, którą moduł kodujący dzieli na informację, korzystnie szesnastkowe i zadaje indywidualny kąt obrotu poszczególnych osobnych nanoszonych znaczników ułożonych obok siebie, korzystnie w kolumnach i rzędach, po czym obraca się poszczególne osobne stemple o zadany indywidualny kąt i przykłada się stempel do znakowanego materiału. Sposób dekodowania informacji z użyciem aparatu cyfrowego polega na tym, że wykonuje się zdjęcie materiału, na którym znajdują się naniesione znaczniki, korzystnie ułożonych w kolumnach i rzędach po czym przesyła się je do modułu dekodującego, w którym odczytuje się kąt ułożenia poszczególnych znaczników po czym z użyciem kodu, korzystnie szesnastkowego odczytuje się zakodowaną informację.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób dynamicznego kodowania informacji, nanoszenia kodu na materiał oraz sposób odczytu informacji, w szczególności z wykorzystaniem kombinacji z unikalnymi cechami i wzorami struktury powierzchni materiału.

Semakod to system polegający na oznakowaniu obiektów w świecie rzeczywistym specjalnymi kodami zawierającymi adresy URL z opisem oznakowanego obiektu. Semakod jest dwuwymiarowym kodem kreskowym bazującym na kodzie Data Matrix, w którym zakodowany jest adres URL z opisem danego obiektu (miejsca, budowli, zabytku, plakatu filmowego itp.). Tak spreparowany adres jest łatwo odczytywany przez wszelkiego rodzaju urządzenia przenośne, takie jak telefony komórkowe czy palmtopy. Dzięki temu użytkownik urządzenia mobilnego wyposażonego w aparat fotograficzny i odpowiednie oprogramowanie jest w stanie natychmiast połączyć się ze stroną opisującą dany obiekt.

Znany jest kod QR - alfanumeryczny, dwuwymiarowy, matrycowy, kwadratowy kod graficzny. Jest to kod modularny i stałowymiarowy. Umożliwia kodowanie znaków kanji/kana. Dodatkowo pozwala na kodowanie znaków należących do alfabetu arabskiego, greckiego, hebrajskiego lub cyrylicy, jak również innych symboli określonych przez użytkownika. Budowa kodu umożliwia jego umieszczanie i odczyt na przedmiotach szybko przemieszczających się względem skanera (np. na przenośnikach). Symbolika jest również stosowana w różnych aplikacjach niezwiązanych z transportem przesyłek. Analogicznie do Semakodu można ją stosować do zapisywania i umieszczania w różnych miejscach adresów URL, a następnie odczytywać przy pomocy odpowiednio oprogramowanych urządzeń przenośnych. Modułem w kodzie jest kwadrat mogący przybierać jeden z dwóch kolorów (ciemny lub jasny). Większa liczba modułów tworzy tzw. słowa kodowe, w których zapisana jest informacja o poszczególnych znakach. Wymiar modułu nie jest ściśle określony i zależy od możliwości urządzeń odczytujących i zapisujących. W związku z tym również wymiary całego kodu są zmienne. Zależą one dodatkowo od wybranej wersji kodu, która jest zależna od przyjętego poziomu korekcji błędów oraz ilości zapisanych danych. W kodzie wykorzystuje się wzór wyszukiwania pozwalający czytnikowi na odnalezienie poszczególnych miejsc w kodzie, względem których odczytywana jest pozostała jego część. Na wzór wyszukiwania składają się trzy wzory pozycji (każdy stanowi kilkumodułowy ciemny kwadrat otoczony jasną ramką, która jest otoczona ciemną ramką), które dodatkowo są oddzielone od danych jasną ramką o szerokości jednego modułu (tzw. separatorem). Oznaczenia wzorów pozycji są umieszczone w trzech narożnikach kodu. Dodatkowo w kodzie występuje tzw. wzór synchronizacji składający się z dwóch linii o szerokości jednego modułu, z których jedna przebiega poziomo, a druga pionowo pomiędzy wzorami pozycji. Linie te zawierają na przemian ułożone ciemne i jasne kropki. Dzięki nim możliwe jest określenie wersji, gęstości kodu oraz współrzędnych poszczególnych danych w nim zapisanych. Drugi model kodu zawiera dodatkowy wzór osiowy. Pojedynczy element wzoru osiowego składa się z czarnego modułu otoczonego białą ramką, która otoczona jest czarną ramką. Liczba elementów wzoru zależna jest od rozmiarów kodu. W części danych oprócz samych danych umieszczone są informacje o formacie i wersji kodu oraz dane niezbędne do działania mechanizmów korekcji błędów. Dookoła kodu wymagane jest stosowanie marginesu o szerokości co najmniej czterech modułów. Inną cechą kodu jest tzw. mechanizm maskowania, który powoduje, że jasne i ciemne moduły są rozłożone w miarę równomiernie, co skutkuje zwiększeniem szybkości przetwarzania obrazów przez skanery.

US2018/137320A1 ujawnia sposób, w którym informacja jest dynamicznie kodowana w kod i kod jest nanoszony na materiał. Kod ma reprezentację binarną. Kod binarny może być odwzorowany poprzez drukowanie. Zestaw symboli wyświetlanych może stanowić obrazy globów przedstawianych w trójwymiarowej rotacji i drukowanych na powierzchni docelowej. Dokument ten ujawnia również system obejmujący silnik reprezentacji, silnik symboli i silnik translacji. Silnik reprezentacji zapewnia liczne symbole wyświetlane wybierane z zestawu wielowymiarowych symboli cyklicznych. Silnik symboli odbiera liczne symbole wejściowe. Silnik translacji przekształca symbole wejściowe w symbole wyświetlane.

US5221833A ujawnia sposób, w którym informacja jest dynamicznie kodowana w kod i kod nanoszony jest na materiał. W tym sposobie stosuje się kod binarny w postaci kodu Graya, reprezentowany przez wyrażenia binarne. Koder używa zdefiniowanego zestawu graficznych glifów różniących się orientacją, dla kodowania odpowiednich dwubitowych wartości wejściowych w logicznie uporządkowanej sekwencji takich glifów. Te zakodowane glify są następnie drukowane przez drukarkę na nośniku papierowym zgodnie z określoną regułą formatowania przestrzennego, co umożliwia przeniesienie zakodowanych wartości na nośnik papierowy w postaci samosynchronizującego się kodu glifowego. Kod glifowy może być drukowany samodzielnie albo w połączeniu z inną istotną informacją czytelną maszynowo i/lub przez człowieka.

EP0549315B1 ujawnia sposób, w którym informacja jest dynamicznie kodowana w kod i nanoszona na materiał. Informacja przeznaczona do zakodowania jest wprowadzana do kodera w postaci ciągu znaków, który moduł kodujący przekształca i zadaje indywidualny kąt obrotu poszczególnych osobnych znaczników ułożonych obok siebie w kolumnach i rzędach. Dokładniej, koder koduje kolejne n-bitowe wielobitowe wartości wejściowe w logicznie uporządkowanej sekwencji złożonych glifów, które są drukowane przez drukarkę na nośniku papierowym zgodnie z regułą formatowania przestrzennego w celu przeniesienia zakodowanych wartości cyfrowych do systemu przetwarzania dokumentów elektronicznych. Wartości wejściowe kodowane są jako wartości cyfrowe o długości dwóch bitów. Ponadto złożony glif posiada pogrubiony obszar na górze lub dole względem osi odniesienia, w zależności od tego, czy zakodowany bit ma wartość „1” czy „0”. Kod glifowy drukowany jest na arkuszu papieru, następnie odczytywany i dekodowany przez zeskanowanie arkusza z kodem.

Problemem technicznym do rozwiązania jest dynamiczne kodowanie informacji nanoszonej na materiał oraz jej weryfikacja.

Przedmiotem wynalazku jest sposób dynamicznego kodowania informacji i nanoszenia kodu na materiał oraz sposób odczytu informacji, zwłaszcza z wykorzystaniem struktury materiału.

Istotą sposobu dynamicznego kodowania informacji i nanoszenia kodu na materiał jest to, że informacja przeznaczona do zakodowania wprowadzana jest do modułu kodującego w postaci ciągu znaków, symbolu graficznego i/lub znaku alfanumerycznego, który moduł kodujący przekształca w postać szesnastkową i zadaje indywidualny kąt obrotu poszczególnych osobnych znaczników ułożonych obok siebie w kolumnach i rzędach, po czym znaczniki obrócone o przypisane kąty nanoszone są na materiał poprzez wtłaczanie, stemplowanie lub termotłoczenie. Jeden ze znaczników stanowi znacznik kropkowy w celach referencyjnych. Umiejscowienie kropki pozycjonującej jest bardzo istotne dla prawidłowego odczytu informacji. Dodatkowo, po naniesieniu kodu na materiał wykonuje się zdjęcie materiału z kodem, które zawiera unikalne cechy charakteryzujące materiał, obejmujące kształt i położenie elementów, wzory i strukturę materiału. Opcjonalnie, do modułu kodującego wprowadza się dane geolokalizacyjne, datę i czas z odbiornika satelitarnego, które stanowią informację kodowaną i nanoszoną na materiał. Po naniesieniu kodu wykonuje się zdjęcie materiału z kodem, które zawiera unikalne cechy charakteryzujące materiał, obejmujące kształt i położenie elementów, wzory i strukturę materiału. Korzystnie, poszczególne znaczniki mają postać litery „L” jako symbolu kodowego.

Istotą sposobu odczytu informacji przy użyciu aparatu cyfrowego jest to, że wykonuje się zdjęcie materiału, na którym znajdują się poszczególne znaczniki, ułożone obok siebie w kolumnach i rzędach, przy czym znaczniki zostały obrócone o indywidualne kąty i naniesione poprzez wtłaczanie, stemplowanie lub termotłoczenie, a jeden ze znaczników stanowi znacznik kropkowy. Po wykonaniu zdjęcia przesyła się je do modułu dekodującego, w którym odczytuje się kąt obrotu naniesionych znaczników i następnie dekoduje informację z użyciem kodu szesnastkowego, przy czym cechy charakteryzujące materiał, obejmujące kształt i położenie elementów, wzory i strukturę materiału, wyodrębnia się ze zdjęcia za pomocą programu komputerowego.

Korzystnymi skutkami wynalazku są: ochrona przed fałszowaniem, ochrona przed kradzieżą i dalszą odsprzedażą, tworzenie baz danych identyfikacyjnych produktów do monitorowania śladu CO2 oraz zwiększenie funkcjonalności produktu. Dzięki unikalnemu wzorowi kodowania na materiale, wspieranemu przez cyfrowy „odcisk palca” struktury materiału, możliwe jest niemal 100% potwierdzenie autentyczności.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiają:

fig. 1.1 - pierwszy przykład rozmieszczenia znaczników, fig. 1.2 - drugi przykład rozmieszczenia znaczników, fig. 1.3 - trzeci przykład rozmieszczenia znaczników, fig. 2.1 - pierwszy przykład kształtu stempla w widoku od czołu z zaznaczonym nanoszeniem szesnastkowym informacji za pomocą odpowiedniego kąta obrotu stempla, fig. 2.2 - drugi przykład kształtu stempla w widoku od czołu z zaznaczonym nanoszeniem szesnastkowym informacji za pomocą odpowiedniego kąta obrotu stempla, fig. 2.3 - trzeci przykład kształtu stempla w widoku od czołu z zaznaczonym nanoszeniem szesnastkowym informacji za pomocą odpowiedniego kąta obrotu stempla, fig. 2.4 - czwarty przykład kształtu stempla w widoku od czołu z zaznaczonym nanoszeniem szesnastkowym informacji za pomocą odpowiedniego kąta obrotu stempla, fig. 2.5 - piąty przykład kształtu stempla w widoku od czołu z zaznaczonym nanoszeniem szesnastkowym informacji za pomocą odpowiedniego kąta obrotu stempla, fig. 2.6 - szósty przykład kształtu stempla w widoku od czołu z zaznaczonym nanoszeniem szesnastkowym informacji za pomocą odpowiedniego kąta obrotu stempla, fig. 3.1 - pierwszy przykład zakodowanego ciągu znaków szesnastkowych w tabeli 3x3, fig. 3.2 - drugi przykład zakodowanego ciągu znaków szesnastkowych w tabeli 5x5, fig. 3.3 - trzeci przykład zakodowanego ciągu znaków szesnastkowych w tabeli 1x9, fig. 3.4 - trzeci przykład zakodowanego ciągu znaków szesnastkowych w tabeli 9x1, fig. 3.5 - przykład rozbudowy układu kodu o dodatkowe wiersze lub kolumny, fig. 4.1 - pierwszy przykład formy ramki, fig. 4.2 - drugi przykład formy ramki, fig. 4.3 - trzeci przykład formy ramki, fig. 4.4 - czwarty przykład formy ramki, fig. 4.5 - piąty przykład formy ramki, fig. 4.6 - szósty przykład formy ramki, fig. 4.7 - siódmy przykład formy ramki, fig. 4.8 - ósmy przykład formy ramki, fig. 4.9 - dziewiąty przykład formy ramki, fig. 4.10 - dziesiąty przykład formy ramki, fig. 4.11 - jedenasty przykład formy ramki, fig. 5.1 - pierwszy przykład kodu naniesionego na materiał o unikalnych cechach, fig. 5.2 - drugi przykład kodu naniesionego na materiał o unikalnych cechach, fig. 5.3 - trzeci przykład kodu naniesionego na materiał o unikalnych cechach, fig. 5.4 - czwarty przykład kodu naniesionego na materiał o unikalnych cechach, Fig. 5.4.1 - unikalne cechy powierzchni materiału z fig. 5.4 - słoje

Fig. 5.4.2 - unikalne cechy powierzchni materiału z fig. 5.4 - pęknięcia, rozwarstwienia,

Fig. 5.4.3 - unikalne cechy powierzchni materiału z fig. 5.4 - przebarwienia, uszkodzenia,

Fig. 5.4.4 - kod naniesiony na powierzchnię materiału z fig. 5.4.

Sposób dynamicznego kodowania informacji z użyciem znaczników nanoszonych na materiał w przykładzie wykonania polega na tym, że do modułu kodującego wprowadza się informację przeznaczoną do zakodowania. Informacja ta ma postać ciągu znaków zawierających dane geolokalizacyjne, datę i czas z odbiornika satelitarnego. Moduł kodujący przekształca tę informację w postać szesnastkową i zadaje indywidualny kąt obrotu wynoszący 0°, 22,5° albo krotność 22,5° dla poszczególnych znaczników 1 w kształcie litery „L”, ułożonych obok siebie w trzech kolumnach i trzech rzędach - fig. 4. Poszczególne stemple, będące znacznikami 1, obraca się o przypisany kąt, po czym stempel 2 przykłada się do znakowanego materiału. Stempel 2 może mieć postać ostrza, w przypadku materiału takiego jak drewno, w które wbicie ostrza nie uszkodzi elementu, albo zawierać tusz, w przypadku nanoszenia kodu na materiał, który mógłby ulec zniszczeniu przy użyciu ostrza.

Sposób dynamicznego kodowania informacji z użyciem wtłoczonych/stemplowanych/termotłoczonych znaczników, w którym identyfikatory nanoszone są na materiał, polega na tym, że dane geolokalizacyjne, czas i datę z odbiornika satelitarnego jako informację do zakodowania wprowadza się do modułu kodującego w postaci ciągu znaków. Moduł kodujący przekształca tę informację i zadaje indywidualny kąt obrotu wynoszący 0°, 22,5° albo krotność 22,5° dla poszczególnych znaczników 1 w kształcie litery „L”, ułożonych w trzech kolumnach i trzech rzędach - fig. 3.1. Następnie znaczniki obrócone o indywidualne kąty nanosi się na materiał za pomocą urządzenia znakującego, takiego jak młotek, laser, dysza cieczy czy palnik.

Sposób odczytu informacji, zakodowanej przy użyciu sposobów przedstawionych w przykładach, z użyciem dedykowanej aplikacji mobilnej urządzenia przenośnego lub aparatu cyfrowego, polega na tym, że wykonuje się zdjęcie materiału, na którym naniesione są znaczniki 1 ułożone w kolumnach i rzędach. Następnie zdjęcie przesyła się do modułu dekodującego, w którym odczytywany jest kąt obrotu poszczególnych znaczników. Zakodowaną informację odczytuje się z użyciem kodu szesnastkowego. Dodatkowo, w celu potwierdzenia autentyczności naniesionego kodu, ze zdjęcia, na którym znajdują się znaczniki, za pomocą oprogramowania komputerowego wyodrębnia się kształt i położenie ele mentów, wzory i strukturę charakterystyczne dla materiału i porównuje je z fotografią wykonaną bezpośrednio po naniesieniu kodu. Porównanie obu zdjęć pozwala na sprawdzenie i potwierdzenie autentyczności na poziomie zbliżonym do 100%.

Przykładowy kod stosowany w niniejszym patencie jest rodzajem dwuwymiarowego kodu siatkowego składającego się z szeregu wierszy i kolumn odpowiednio obróconych znaczników 1 w prostokątnym układzie siatki. Kod składa się z ciemnych znaczników 1 ułożonych w siatkę wierszy i kolumn na jasnym tle albo w wersji odwrotnej: jasnych znaczników 1 na ciemnym tle. We wszystkich wersjach istotne jest zachowanie wysokiego kontrastu pomiędzy znacznikami 1 a tłem.

Znacznik kropkowy 1.1 jako znacznik jest znakiem statycznym umieszczonym w określonym miejscu w celach referencyjnych. Znacznik kropkowy 1.1 używany jest zamiast jednego z pól znacznika

1, aby umożliwić prawidłowe odczytanie kodu. Pozycja znacznika kropkowego 1.1 pozwala na ustalenie kolejności pozostałych znaczników 1 tak, aby informacja mogła być prawidłowo odczytana. Specjalne oprogramowanie konwertuje obrócone znaczniki 1 w kodzie na liczby szesnastkowe. Ilość informacji zakodowanej w kodzie zależy od liczby użytych wierszy i kolumn znaków, korzystnie szesnastkowych (fig. 3.1 - fig. 3.5).

Przykłady pojemności kodu:

Kod matrycowy 3x3 (1 kropka + 8 znaczników szesnastkowych)

16^Λ8 = 4 294 967 296 kombinacji

Kod matrycowy 3x4 (1 kropka + 11 znaczników szesnastkowych)

16Λ11 = 17 592 186 044 416 kombinacji

Kod matrycowy 4x4 (1 kropka + 15 znaczników szesnastkowych)

16Λ15 = 1,152921504607χ10Λ18 kombinacji

Kod matrycowy 5x5 (1 kropka + 24 znaczniki szesnastkowe)

16Λ24 = 7,922816251426χ10Λ28 kombinacji

Warianty układu

Znaczniki 1 w kodzie mogą być ułożone w różnych kombinacjach pionowych i poziomych wierszy i kolumn. Liczba wierszy i kolumn może być dowolnie modyfikowana w zależności od ilości informacji wymaganej do zakodowania. Kod nie ogranicza rodzaju informacji, które mogą być w nim zapisane, określa jedynie układ i rodzaj informacji zapisanej w pojedynczym znaczniku 1 - liczbie szesnastkowej.

Bardzo ważne jest prawidłowe umieszczenie kropki pozycjonującej, aby odczytać zakodowaną informację.

Kropka pozycjonująca musi być umieszczona:

1. w lewym górnym rogu w przypadku kodów prostokątnych,

2. jako pierwsza z lewej w przypadku kodów poziomych,

3. jako pierwsza od góry w przypadku kodów pionowych.

Informacja w kodzie jest odczytywana w kolejności od lewej do prawej, linia po linii, od góry do dołu.

Warianty znaczników

W zależności od potrzeb, wymagań i rodzaju powierzchni, na której kod jest umieszczony, znaczniki 1 używane do zakodowania wartości szesnastkowych mogą przybierać różny wygląd. Przykłady postaci znaczników, które mogą być stosowane w kodzie, przedstawiono na fig. 2.1 - fig. 2.6.

Typy znaczników

W strukturze kodu stosuje się jeden wybrany typ znacznika 1, określając, że wszystkie znaczniki 1 muszą być tego samego typu. Różne znaczniki 1 nie mogą być mieszane w kodzie jednocześnie.

Umieszczenie znacznika 1 w kodzie określa obrót i sposób (kierunek) nanoszenia wartości szesnastkowej. Odpowiedni element znacznika 1 wskazuje właściwy kierunek kodowania i odczytu znaczników. Przykładowe symbole z zaznaczonymi stopniami obrotu pokazano na fig. 2.1 - fig. 2.6, natomiast przykładowy sposób kodowania na fig. 3.1 - fig. 3.5.

Warianty ramek

W zależności od potrzeb, wymagań i rodzaju powierzchni, na której umieszczany jest kod, ramka otaczająca kod może przybierać różne formy. Tam, gdzie to możliwe, ramka może nie być stosowana wcale. Przykłady ramek pokazano na fig. 4.1 - fig. 4.11.

Pierwszy przykład nanoszenia

Zakodowana informacja: 2A5F648D

Użyty symbol: L

Wersje z ramką i bez ramki, układ prostokątny, pionowy i poziomy.

Drugi przykład nanoszenia

Zakodowana informacja: 140FC25AD37B68E904576DAC

Użyty symbol: L

Wersje z ramką i bez ramki, układ prostokątny, pionowy i poziomy.

Dynamiczne kodowanie informacji szesnastkowej

Kod umożliwia nanoszenie informacji w każdym znaku jako liczby szesnastkowej (dozwolone znaki: 0123456789ABCDEF) przy zastosowaniu odpowiedniego kąta obrotu znacznika 1. Każdy symbol szesnastkowy wyrażony jest przez precyzyjny obrót znacznika 1 wokół jego osi.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób dynamicznego kodowania informacji oraz nanoszenia kodu na materiał, znamienny tym, że informację przeznaczoną do zakodowania wprowadza się do modułu kodującego w postaci ciągu znaków, który moduł kodujący przekształca w postać szesnastkową i zadaje indywidualny kąt obrotu poszczególnych osobnych znaczników (1) ułożonych obok siebie w kolumnach i rzędach, przy czym znaczniki obrócone o przypisane kąty nanoszone są na materiał znakowany poprzez wtłaczanie, stemplowanie lub termotłoczenie, zaś jeden z poszczególnych osobnych znaczników (1) stanowi znacznik kropkowy (1.1), a po naniesieniu kodu na materiał wykonuje się zdjęcie materiału z kodem, które zawiera cechy charakteryzujące materiał, obejmujące kształt i położenie elementów, wzory i strukturę materiału.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do modułu kodującego wprowadza się dane geolokalizacyjne, datę i czas z odbiornika satelitarnego, które stanowią informację zakodowaną i nanoszoną na materiał.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że poszczególne osobne znaczniki (1) mają postać litery „L” jako symbolu kodowego.
4. 4. Sposób odczytu informacji przy użyciu aparatu cyfrowego, znamienny tym, że wykonuje się zdjęcie materiału, na którym naniesione są poszczególne osobne znaczniki (1) ułożone obok siebie w kolumnach i rzędach, przy czym znaczniki (1) zostały obrócone o indywidualny kąt i naniesione poprzez wtłaczanie, stemplowanie lub termotłoczenie, a jeden z poszczególnych osobnych znaczników (1) stanowi znacznik kropkowy (1.1), i po wykonaniu zdjęcia przesyła się je do modułu dekodującego, w którym odczytuje się kąt obrotu naniesionych znaczników i następnie odczytuje zakodowaną informację z użyciem kodu szesnastkowego, zaś cechy charakteryzujące materiał, obejmujące kształt i położenie elementów, wzory i strukturę materiału, wyodrębnia się ze zdjęcia za pomocą programu komputerowego.