PT585724E - Aparelho e metodo para o reconhecimento de imagens impressas em documentos - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO "APARELHO E MÉTODO PARA O RECONHECIMENTO DE IMAGENS IMPRESSAS EM DOCUMENTOS"
Este invento diz respeito a um método próprio para impedir a duplicação não autorizada de papéis representativos de valores, ou de quaisquer outros artigos semelhantes, equipados com imagens impressas contendo elementos estruturais que são comuns a uma classe de papéis representativos de valores, todos os quais apresentam uma certa regularidade geométrica, e a um aparelho próprio para a realização do método.
Em muitas áreas técnicas é necessário detectar documentos para se poder iniciar medidas específicas de acordo com essa informação. Com respeito à detecção de papéis representativos de valores, notas de banco e outros artigos semelhantes, o campo das fotocopiadoras a cores é actualmente de particular importância, uma vez que os documentos desse tipo estão a ser cada vez mais imitados ou duplicados com fotocopiadoras a cores. Para impedir essas actividades seria desejável, por exemplo, dispor de uma maneira de detectar esse tipo de documentos logo que estes forem introduzidos como documentos originais numa fotocopiadora a cores, a fim de impedir que a operação de cópia possa prosseguir.
Foi feita uma série de propostas para implementar essas medidas, tendo algumas dessas medidas o objectivo de detectar características especiais existentes no documento de segurança ou de utilizar a presença dessas características como um critério para fazer abortar a operação de cópia.
we*»·» -2-
Por exemplo, na US-PS 4.723.149 é descrito um aparelho desse tipo. Juntamente com os meios de detecção necessários para o habitual modo de funcionamento, esse aparelho de copiar possui um sensor magnético adicional próprio para a detecção das características magnéticas presentes no documento original. No caso de serem detectadas características magnéticas, isso vai ser considerado como revelador da presença de um documento de segurança. Nesse caso vai ser emitido um sinal de controlo que impede que a operação de cópia possa prosseguir.
Através do IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 18, No. 3 é conhecido um aparelho semelhante cujo objectivo consiste em dotar as notas de banco com características especiais. O documento confidencial é impresso com pelo menos uma cor que apresenta uma forte linha de absorção numa gama espectral muito estreita. A copiadora contém três detectores que possuem uma estreita sensibilidade espectral no vermelho, no verde ou no azul. Quando o documento é iluminado com uma fonte de luz normalmente presente nas copiadoras, os detectores medem a quantidade de luz reflectida pelo documento na particular gama espectral. Se o valor do sinal proveniente de um detector se encontrar abaixo dos valores dos outros dois devido à absorção pelo corante, isso constitui uma indicação reveladora de que um documento confidencial se acha prestes a ser copiado. Nesse caso, a operação de cópia é igualmente abortada.
Apesar de dever resolver basicamente o problema anteriormente referido, esse tipo de processo tem alguns inconvenientes que acabam por pôr de parte a utilização desse tipo de aparelhos. Todos os aparelhos concebidos para detectar características especiais, e possivelmente características adicionais, dos documentos destinados a ser protegidos, tais como magnetismo, desempenho respeitante à absorção, fluorescência, etc., têm o inconveniente que consiste no -3 -
facto de que falham quando as propriedades características são neutralizadas ou completamente omitidas no documento original. No caso mais simples, isso pode ser feito através da utilização de uma fotografia. Uma vez que normalmente já não apresenta as características de autenticidade, a fotografia do documento original não é reconhecida pela unidade de detecção da máquina de copiar, de maneira que é considerada como um documento não protegido para a operação de cópia. É obtido o mesmo resultado se os meios de medida adicionais forem manipulados ou desactivados. A publicação EP-A-0 485 694 divulga um método em que um certo número de valores medidos são comparados com correspondentes valores de referência. Os valores medidos dizem respeito a certas propriedades físicas, como por exemplo a intensidade da luz reflectida.
Na EP-A-0 342 060 é mostrada outra maneira de se impedir a cópia de documentos confidenciais. Neste exemplo, os dados de imagem do documento original são digitalizados e memorizados temporariamente. De acordo com uma comparação com valores de referência igualmente memorizados na máquina de copiar, a operação de cópia é impedida de se fazer ou autorizada a fazer-se. Portanto, no presente caso, o documento destinado a ser protegido não é detectado com referência a uma propriedade física bem definida, conforme descrito no início, mas com referência ao conteúdo individual da imagem.
Apesar de impedir manipulações do tipo descrito no início, este método tem o inconveniente de ser muito elaborado e requerer uma grande quantidade de espaço de memória, uma vez que as imagens impressas de todos os documentos destinados a ser detectados devem ser memorizadas -4- -4-
£ electronicamente como valores de referência. Independentemente do elevado esforço electrónico, apenas podem ser detectados os documentos actualmente memorizados. Por conseguinte, um método deste tipo faz com que seja necessário actualizar constantemente os dados, de maneira que a memória requerida vai crescendo constantemente. A comparação de cada documento destinado a ser copiado com todos os valores de referência vai fazer baixar consideravelmente a velocidade de cópia, o que se opõe claramente ao desejo de obtenção de curtos espaços de tempo para efectuar as cópias.
Assumindo esta técnica anterior, o invento baseia-se no problema de proporcionar um método próprio para a detecção de documentos de segurança que faça com que seja possível detectar com facilidade um grande número de documentos de segurança independentemente do seu desenho gráfico individual, e de proporcionar um aparelho próprio para a realização do referido método. A solução para este problema encontra-se nas reivindicações independentes. As reivindicações dependentes dizem respeito a desenvolvimentos das soluções inventivas. A ideia básica do invento consiste na descoberta de que as imagens impressas dos documentos de segurança contêm normalmente elementos estruturais individuais que são característicos dos papéis representativos de valores. Esses elementos estruturais, que já se encontram presentes ou que são proporcionados em papéis representativos de valores de nova forma de concepção, permitem uma classificação geral, isto é, pode-se facilmente deduzir a presença de um papel representativo de valores se esses elementos estruturais se encontrarem presentes, sem que para isso seja preciso analisar a totalidade da imagem impressa ou compará-la quanto à identidade com uma imagem impressa memorizada. No caso mais simples, esses elementos estruturais são linhas curvas -5-
coloridas presentes numa certa densidade superficial mínima. Normalmente faz-se a avaliação das estruturas constituídas por linhas entrelaçadas bem conhecidas no sector dos papéis representativos de valores, e conhecidas pela designação de guilhochés.
Os elementos estruturais devem ser sempre escolhidos de maneira a apresentar uma certa regularidade e a ser representativos de um grande número de papéis representativos de valores ou a ser característicos de um grande número de papéis representativos de valores.
No caso concreto de aplicação, a copiadora a cores acha-se dotada de uma unidade electrónica que permite a comparação entre o documento actualmente explorado e os dados normais memorizados, através da utilização de uns correspondentes programas de comparação. Se no documento original for encontrada esta regularidade definida, a operação de cópia é interrompida ou nem sequer é iniciada. O método inventivo tem a vantagem que consiste no facto dos documentos de segurança serem detectados através da utilização de uma característica geral que é comum a todos os documentos de segurança e que resulta da própria imagem impressa, e por conseguinte ainda se acha presente numa fotografia, mas que não impede que o desenho individual dos vários documentos possa ser protegido. A imagem impressa individual resulta do desenho a cores e da disposição dos elementos estruturais.
Além disso, não são necessários meios de medida adicionais que poderiam ser desactivados ou feitos desaparecer, uma vez que o documento original é explorado como em qualquer operação de cópia normal e os elementos estruturais identificados por meio de reconhecimento electrónico dos padrões. -6-
Uma outra vantagem do invento é a que consiste no facto de não ser necessário memorizar muitos valores de referência, ao mesmo tempo que um grande número de diferentes documentos de segurança podem ser detectados e protegidos contra cópias não autorizadas.
Num modo de realização preferido, os elementos estruturais são guilhochés. Esses padrões de linhas arqueadas são impressos em cores suaves sobre extensas partes das notas de banco de uma grande variedade de moedas e respectivas várias denominações. Mas a maior parte dos papéis representativos de valores também possuem guilhochés. Dois padrões em cores diferentes são normalmente entrelaçadas de uma forma artística. Quando a imagem de uma nota de banco desse tipo é decomposta em pixels com a ajuda de um explorador (scanner) a cores, é relativamente simples identificar as linhas e as respectivas cores. Por exemplo, os guilhochés podem ser detectados utilizando como parâmetros ou como regularidades definidas a distância média entre linhas de uma das cores, a relação das distâncias médias entre linhas em ambas as cores ou a função de distribuição da distância entre linhas.
Evidentemente que também podem ser utilizados outros elementos estruturais. E particularmente conveniente analisar, por exemplo, figuras especiais rotativamente simétricas ou imagens impressas contendo combinações especiais de cores que são principalmente utilizadas em impressão de segurança, etc.
Outros modos de realização e as respectivas vantagens irão a seguir ser descritos de uma maneira mais pormenorizada com referência à Figura que representa o diagrama funcional de um modo possível de realização do aparelho inventivo próprio para a detecção de documentos de segurança.
-Ί Ο documento 1 pode ser um papel representativo de valores, uma nota de banco ou qualquer outro artigo semelhante. O documento 1 apresenta uma imagem impressa que compreende, pelo menos em certas zonas, uns elementos estruturais individuais que seguem uma regularidade bem definida. Mais adiante irão ser explicados de uma maneira mais pormenorizada exemplos desses elementos estruturais e respectivas regularidades. O documento 1 é iluminado por duas fontes de luz 2. A luz reflectida é registada pelo detector 3 e convertida completa ou parcialmente num registo de dados digitais que é arquivado na memória intermédia 4. O analisador de sinais 5 processa esses dados utilizando métodos matemáticos conhecidos de reconhecimento de padrões com consideração dos elementos estruturais memorizados na memória de características 6. O resultado deste teste é, por exemplo, um valor numérico que exprime quantas vezes ou a que densidade por unidade de área as estruturas dadas se encontram presentes na imagem impressa do documento 1. Este valor numérico é enviado para o comparador 7 que averigua se os elementos estruturais determinados pelo analisador 5 correspondem ou não aos valores fornecidos na memória de avaliação 8. Na memória de avaliação podem ser definidos, por exemplo, gamas de tolerância, valores limite superior ou inferior, valores de ajustamento, ou outros parâmetros semelhantes. Se esses critérios forem observados, o processamento ou o tratamento do documento 1 irá ser impedido de prosseguir, conforme foi anteriormente explicado.
Os módulos 5 a 9 formam uma unidade electrónica de avaliação e controlo 10 que pode evidentemente ter uma estrutura muito mais compacta do que aquela que, por motivos de clareza, se acha esquematicamente representada na Figura. -8- fcêbta (ÀMufSmmm„ A unidade de processamento 10 pode ser integrada no interior de qualquer aparelho em que seja necessário detectar documentos que apresentem imagens impressas com estruturas características. No entanto, os aparelhos preferidos são as máquinas de copiar, os dispositivos de impressão e os dispositivos de teste de notas de banco. A unidade de processamento 10 é normalmente inserida em série no caminho de processamento de dados da copiadora. Isso assegura que todos os dados destinados a ser copiados são testados no que diz respeito a concordância com os determinados elementos estruturais.
Nas máquinas de copiar, no modo "múltiplas cópias", pode-se evitar a repetição de testes do mesmo original se de todo em todo for impossível ou inútil substituir o original durante a preparação das múltiplas cópias. Isto é assegurado se o documento original for firmemente fixado durante a operação de cópia ou se os dados preparados inicialmente (testados quanto à fiabilidade) forem utilizados para todas as cópias idênticas depois de se ter dado início à operação de realização das múltiplas cópias. Deste modo, o segundo e os seguintes duplicados podem ser preparados à cadência de cópia da própria máquina de copiar. Nesses casos não vai haver atrasos na operação devidos ao teste de capacidade de autorização.
Evidentemente que durante o teste também é possível enviar de novo os sinais explorados para a unidade electrofotográfica, de maneira que a operação de cópia irá ser interrompida sempre que for detectado um documento protegido.
Conforme já aqui foi anteriormente referido, a unidade 10 também . 9 - «·0 CvAxn— pode ser vantajosamente utilizada em impressoras, em particular tendo em vista os desenvolvimentos registados no âmbito dos sistemas multimédia. Estes sistemas irão daqui para o futuro cada vez mais fazer com que seja possível reproduzir a imagem a partir de quaisquer meios de registo, por exemplo, de uma câmara fotográfica ou de uma câmara de vídeo, ou a partir de aparelhos de televisão. Por conseguinte, é igualmente importante impedir a duplicação de documentos de segurança neste campo de aplicação. É muito difícil impedir o registo da imagem impressa de um documento de segurança, mas a sua impressão pode ser impedida de se realizar pela unidade inventiva 10. Antes que a impressora converta os dados de imagem e os envie para um meio de impressão, estes são testados com uma certa regularidade quanto à presença de elementos estruturais e tratados da maneira que aqui foi anteriormente descrita.
Em todos os anteriormente referidos campos de aplicação do método inventivo e do correspondente aparelho existe a vantagem de um documento poder ser detectado de uma maneira fácil e relativamente rápida. Não são necessários sensores adicionais. Isto tem a vantagem suplementar de não ser necessário proceder a especiais alterações de natureza construtiva nos aparelhos que contêm uma unidade de processamento 10 de acordo com o invento, uma vez que a unidade de processamento electrónica 10 pode ser colocada em qualquer sítio do aparelho em questão, de acordo com o desejo do utilizador.
Em seguida irão ser apresentados alguns exemplos de elementos estruturais e respectivas regularidades que podem ser utilizados no método inventivo. No caso dos papéis representativos de valores, essas regularidades também podem ser retiradas das chamadas Linhas de Orientação das Bolsas de Valores (Princípios Comuns das Bolsas de Valores Alemãs para a Impressão de Papéis Representativos de Valores) que estipulam as condições formais que devem ser observadas na produção de papéis representativos de valores. A lista - 10- que irá ser apresentada a seguir não é exaustiva, isto é, também poderão ser utilizados outros elementos estruturais que apresentem uma regularidade capaz de poder ser testada com facilidade.
Um elemento estrutural já muito frequentemente presente nos documentos de segurança é o guilhoché. Os guilhochés são delicados sistemas de linhas de protecção entretecidas de acordo com certas leis geométricas, que são monocromáticas ou policromáticas e que são produzidas em tomos geométricos especiais. Os guilhochés podem existir sob a forma de guilhochés positivos ou de guilhochés negativos. Eles são produzidos por impressão de letras de imprensa ou por impressão de entalhe de linhas combinada com impressão de letras de imprensa.
Os factores de avaliação para esses guilhochés podem ser, por exemplo, a distância média entre linhas na primeira cor, o curso característico das linhas, a estrutura das linhas (largura das linhas), a área de superfície ou a disposição de superfície, a densidade de linhas, o número de entrelaçamentos e/ou de pontos de cruzamento de linhas por unidade de área, a distância média entre linhas de diferentes cores, a relação de distâncias médias entre linhas em ambas as cores ou a função de distribuição (histograma), a nitidez dos contornos em relação à largura das linhas, a nitidez do entrelaçamento e dos pontos de cruzamento em relação à largura das linhas, etc.
Evidentemente que também podem ser usadas outras estruturas de linhas, como por exemplo linhas paralelas ou redes de linhas, se for garantido que as regularidades avaliadas não existem, ou dificilmente existem, em documentos originais "normais" nas forma, combinação ou distribuição de superfície definidas. - 11 - ybt®
Evidentemente que não existe qualquer razão para limitar os elementos estruturais a estruturas lineares. Pode-se também utilizar outras figuras ou estruturas geométricas, tais como triângulos, quadrângulos, círculos, estruturas em forma de estrelas, figuras simbólicas ou quaisquer combinações destas figuras.
As figuras rotativamente simétricas são particularmente adequadas para o reconhecimento de padrões.
Nestes casos, a regularidade capaz de poder ser avaliada pode, por exemplo, ser também o número de elementos estruturais por unidade de área, a distância média entre esses elementos ou a distribuição de elementos pelo documento.
Em ligação com os anteriormente referidos elementos estruturais, a cor pode ser considerada como um critério adicional, uma vez que para papéis representativos de valores, notas de banco e outros artigos semelhantes são frequentemente escolhidas tonalidades de cor muito especiais utilizadas apenas por empresas gráficas autorizadas. Os caracteres entrelaçados também são frequentemente impressos em diferentes tonalidades de cor, tal como os anteriormente referidos guilhochés, de maneira que neste caso podem ser utilizadas para avaliação as regularidades análogas.
Quando são determinadas as regularidades de documentos já existentes pode surgir o problema que consiste no facto de se encontrarem presentes várias regularidades, mas nenhuma delas poder por si própria ser medida ou classificada de uma maneira completamente não ambígua. Nesses casos poderá ser útil testar e avaliar a presença de várias regularidades. A fim de aumentar o grau de fiabilidade da detecção, é possível conferir diferentes pesos às características individuais, de maneira a que a detecção seja assinalada no caso -12- de existir um determinado número mínimo de pontos. De modo semelhante, a presença de um determinado número de propriedades ou de estruturas escolhidas de entre uma maior quantidade de propriedades ou de estruturas, também pode conduzir ao desejado resultado de avaliação. A combinação de diferentes regularidades, ou a atribuição de diferentes pesos a essas diferentes regularidades, irá portanto constituir um critério adicional para a avaliação.
Se as regularidades destinadas a ser avaliadas forem logo tidas em consideração quando um correspondente documento for concebido, as estruturas e propriedades individuais podem ser escolhidas e desenhadas de uma maneira mais conveniente. Nesses casos, geralmente não são necessárias muitas propriedades separadas, uma vez que estas podem ser detectadas de uma maneira muito fiável e participar na avaliação por intermédio do anteriormente referido processo de atribuição de diferentes pesos com elevados valores de detecção.
Lisboa, 13 de Janeiro de 2000
JOÃO PEREÍRA DA CRUZ
ENGENHEIRO
Agente Oficial da Propriedade Industrial
RUA VICTOR CORÒON, 14-3» 1200 LISBOA Ém
Claims (13)
- - 1 -,νωΜ·» èf\ CvAfc***»·» REIVINDICAÇÕES 1. Método próprio para impedir a duplicação não autorizada de papéis representativos de valores, ou de quaisquer outros artigos semelhantes, equipados com imagens impressas contendo elementos estruturais que são comuns a uma classe de papéis representativos de valores, todos eles apresentando uma certa regularidade geométrica, em que as imagens impressas são exploradas electronicamente na sua totalidade ou em certas áreas, os respectivos dados são memorizados temporariamente de uma maneira completa ou parcial e depois testados por meio de determinados programas de comparação com dados de regularidade memorizados quanto à presença dos elementos estruturais com as certas regularidades, e são iniciadas medidas específicas de acordo com a presença das referidas regularidades.
- 2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que os dados memorizados temporariamente são testados quanto à presença de elementos estruturais lineares desenhados em diferentes cores.
- 3. Método de acordo com a reivindicação 2, em que os elementos estruturais lineares são guilhochés, redes de linhas ou linhas paralelas.
- 4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, em que a definida regularidade testada é a frequência de intersecção de linhas, a função de distribuição da distância entre linhas ou a relação de distâncias médias entre linhas em duas cores. -2-
- 5. Método de acordo com a reivindicação 1, em que os dados memorizados temporariamente são testados quanto à presença de figuras rotativamente simétricas ou simbólicas possivelmente desenhadas em diferentes cores.
- 6. Método de acordo com a reivindicação 5, em que a definida regularidade testada é o número de elementos estruturais por unidade de área ou a distribuição de elementos estruturais pelo documento.
- 7. Método de acordo com a reivindicação 1, em que é testada a presença simultânea de várias regularidades, e em que a presença de várias regularidades é assumida para a avaliação da imagem impressa.
- 8. Aparelho próprio para impedir a duplicação não autorizada de papéis representativos de valores, ou de quaisquer outros artigos semelhantes, equipados com imagens impressas contendo elementos estruturais que são comuns a uma classe de papéis representativos de valores, todos eles apresentando uma certa regularidade geométrica, com uns meios próprios para explorar as imagens impressas destinadas a ser testadas na sua totalidade ou apenas em certas áreas, uns meios próprios para memorizar temporariamente os dados explorados, uns meios de processamento de sinais próprios para testar os dados memorizados temporariamente quanto à presença dos elementos estruturais com as certas regularidades utilizando para esse efeito uns determinados programas de comparação com regularidades memorizadas, e uns meios de controlo próprios para iniciar medidas específicas se as referidas regularidades se encontrarem presentes.
- 9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, que tem uma memória na qual se acha memorizado um certo número de elementos estruturais, -3- e uma outra memória na qual se encontram depositados os critérios de avaliação, isto é, as correspondentes regularidades.
- 10. Aparelho de acordo com a reivindicação 8 ou 9, que tem um analisador de sinais próprio para detectar os elementos estruturais com métodos conhecidos de reconhecimento de padrões, e uma comparador próprio para comparar a regularidade dos elementos estruturais memorizados temporariamente com uns determinados valores de referência e depois passar um correspondente sinal para um circuito de controlo de acordo com o resultado da comparação.
- 11. Utilização do aparelho de acordo com pelo menos uma das reivindicações 8 a 10 numa máquina de copiar.
- 12. Utilização do aparelho de acordo com pelo menos uma das reivindicações 8 a 10 num dispositivo de teste de notas de banco.
- 13. Utilização do aparelho de acordo com pelo menos uma das reivindicações 8 a 10 num dispositivo de impressão. Lisboa, 13 de Janeiro de 2000JOÃO PEREIRA OA CRUZ engenheiro . Agente Oficial da Propriedade Industria RUA VICTOR CORDON» 14*3* 120OUSBQA
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