RU2805390C2 - Способ аутентификации магнитно-индуцированной метки с помощью портативного устройства - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу аутентификации магнитно-индуцированной метки, нанесенной на подложку и содержащей магнитно-ориентированные частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента с помощью портативного устройства, оснащенного источником света, выполненным с возможностью подачи видимого света, устройством для формирования изображения, процессором и памятью, причем способ включает вычисление процессором соответствующей средней интенсивности I света, отраженного частично отражающими пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента и собранного устройством для формирования изображения под соответствующим углом обзора θ, сохранение вычисленных значений средней интенсивности отраженного света и соответствующих углов обзора для получения кривой I(θ) интенсивности отраженного света, сравнение сохраненной кривой I(θ) интенсивности отраженного света с сохраненной эталонной кривой I_ref(θ) интенсивности отраженного света для указанной магнитно-индуцированной метки, и определение того, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной, на основе результата сравнения. Технический результат заключается в повышении безопасности и аутентификации метки. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 17 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящая заявка относится к способу аутентификации метки на подложке, причем указанная метка напечатана с помощью краски, содержащей магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, и к портативному устройству, предпочтительно смартфону, для осуществления указанного способа.

Предпосылки создания изобретения

В области техники известно использование красок, композиций, покрытий или слоев, содержащих ориентированные магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, в частности, также оптически изменяющиеся магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, для получения защитных элементов в виде магнитно-индуцированной метки, например, в области защищаемых документов. Покрытия или слои, содержащие ориентированные магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, раскрыты, например, в документах US 2570856, US 3676273, US 3791864, US 5630877 и US 5364689. Покрытия или слои, содержащие ориентированные магнитные цветоизменяющиеся частицы пигмента, которые обеспечивают в результате привлекающие внимание оптические эффекты, используемые для защиты защищаемых документов, раскрыты в документах WO 2002/090002 A2 и WO 2005/002866 A1.

Магнитные или намагничиваемые частицы пигмента в печатных красках или покрытиях позволяют создавать магнитно-индуцированные метки, узоры и/или рисунки посредством приложения соответствующего магнитного поля, обеспечивающего локальное ориентирование магнитных или намагничиваемых частиц пигмента в не затвердевшем покрытии с последующим затвердеванием последнего. В результате получают неподвижные магнитно-индуцированные метку, узор или рисунок. Материалы и технологии для ориентирования магнитных или намагничиваемых частиц пигмента в композициях для покрытия раскрыты в документах US 2418479; US 2570856; US 3791864, DE 2006848-A, US 3676273, US 5364689, US 6103361, EP 0406667 B1; US 2002/0160194; US 2004/70062297; US 2004/0009308; EP 0710508 A1; WO 2002/09002 A2; WO 2003/000801 A2; WO 2005/002866 A1; WO 2006/061301 A1; эти документы включены в данный документ посредством ссылки. Таким образом, можно получать магнитно-индуцированные метки, которые обладают высокой устойчивостью к подделке. Полученные таким образом магнитно-индуцированные метки создают профиль углового отражения, который по существу асимметричен по отношению к нормали к подложке, на которую он нанесен. Это необычно и отличается от классического характера зеркального или ламбертовского отражения/рассеяния.

Защитные признаки, например, для защищаемых документов, можно в целом разбить на «скрытые» защитные признаки, с одной стороны, и «явные» защитные признаки, с другой стороны. Защита, обеспечиваемая скрытыми защитными признаками, основывается на концепции, что такие признаки трудно обнаружить, для их обнаружения, как правило, необходимо специальное оборудование и знания, в то время как «явные» защитные признаки основываются на концепции легкого обнаружения невооруженными органами чувств человека, например, такие признаки могут быть видимыми и/или обнаруживаемыми посредством тактильных ощущений и при этом все равно являются трудными для изготовления и/или копирования. Магнитно-индуцированные метки, как правило, используются в качестве «явных» (или уровня 1) защитных признаков, которые должны обеспечивать прямую и однозначную аутентификацию человеком без какого-либо внешнего устройства или инструмента. Однако, эффективность явных защитных признаков зависит в большей степени от легкого распознавания их как защитного признака, поскольку большинство пользователей, и особенно те, кто не имеет предварительных знаний о защитных признаках документа или объекта, защищенного ими, лишь тогда действительно будут выполнять проверку защиты, основанную на указанном защитном признаке, если действительно будут знать об их существовании и характере.

Даже несмотря на то, что уровень безопасности магнитно-индуцированных меток является высоким с точки зрения устойчивости к копированию, средний потребитель потенциально может быть сбит с толку относительно того, какой точный эффект следует наблюдать для конкретного явного защитного элемента на заданном продукте. В частности, зеркально отражающая голограмма (низкозащищенный, недорогой защитный элемент), создающая подобный рисунок или логотип, может привести к неправильной интерпретации аутентичности неподготовленным потребителем, так как она также будет создавать рисунок отражения с угловой зависимостью.

За последние годы появилось много способов аутентификации с использованием смартфона. Большинство этих способов полагаются на возможности формирования изображения камерой смартфона для извлечения геометрической или топологической информации с разрешением ниже разрешения человеческого глаза, как, например, способ, раскрытый в документе WO 0225599 A1, или за пределами способности человека извлекать сигналы, очень близкие к шуму, или интерпретировать слабые вариации в цветах или формах печатного узора, как раскрыто в документе WO 2013071960 A1. Преимущество этих способов заключается в извлечении закодированной информации для идентификации, но, с другой стороны, им необходима печать с высоким разрешением и/или увеличительная оптика, прикрепленная к камере смартфона.

Были разработаны другие способы аутентификации, применимые к печатным признакам с низким разрешением, которые основаны на колориметрическом анализе защитного признака, как раскрыто в документе US 2011190920, на основе голограмм, или такая технология, как, например, SICPASMART™, раскрытая в документе WO 2015052318 A1, которая анализирует свойства изменения цвета оптически изменяющихся рисунков, измеренные в ходе дополненной реальности, сопровождаемой азимутальным смещением смартфона вокруг рисунка. Эти способы основаны на перемещении камеры смартфона относительно метки, чего сложно достичь. Более того, они зависят от внешнего освещения и, следовательно, очень чувствительны к условиям окружающего освещения (например, прямые солнечные лучи, темная среда или сильно несбалансированное освещение).

Были предложены другие способы аутентификации признаков, имеющих угловую зависимость интенсивности отражения, таких как случайно ориентированные чешуйки, как раскрыто в документах WO 2012/136902 A1 и US 20140224879, микрозеркало, дифракционные признаки, такие как голограммы или тисненые трехмерные структуры, как раскрыто в документах WO 2015/193152 A1 или US 2016378061. Они основаны на двух угловых положениях камеры для получения снимков двух изображений, которые затем анализируются.

По-прежнему остается проблема управления как камерой смартфона, так и освещением образца, чтобы получить воспроизводимые измерения отражательной способности защитного признака. Камеры смартфонов обычно используют алгоритмы автоматической экспозиции и фокусировки, которые адаптированы к типичному использованию камеры (например, пейзажные или портретные фотографии), но такие алгоритмы не адаптированы для формирования изображения сильно отражающих меток с магнитно-индуцированными метками. Освещение защитного признака может происходить за счет окружающего освещения в помещении или на открытом воздухе, которое, как правило, неизвестно и трудно поддается управлению, и может препятствовать надежному обнаружению конкретных защитных признаков магнитно-индуцированной метки, таких как угловая отражательная способность.

Соответственно, известные в настоящее время методы аутентификации на основе смартфонов имеют ряд недостатков, включая следующие: им необходима печать микроструктур с высоким разрешением; и/или они зависят от усложненных перемещений смартфона, чтобы выявить цвет, и/или они не являются надежными из-за ограниченной доступной информации для точной аутентификации точной угловой зависимости (например: способы, в которых используются только два угловых положения камеры в уровне техники).

Следовательно, желательно предложить общественности и, возможно, также соответствующим инспекторам, улучшенное, точное и надежное техническое решение, которое устойчиво к искажениям окружающего света, не зависит от печати с высоким разрешением или от усложненного перемещения смартфона и позволяет избежать сложного в управлении и не интуитивно понятного наклонного или азимутального положения или вращательного движения.

В частности, существует необходимость в способе и устройстве для аутентификации, которые могут однозначно отличить заданную магнитно-индуцированную метку от другой метки, или от другого явного защитного признака, созданного с помощью других методов, а также от имитации, основанной на другой технологии, которая пытается имитировать или смоделировать эффект, но воспроизводит защитный признак или топологию логотипа и имеет некоторую угловую зависимость интенсивности отражения.

Следовательно, целью настоящего изобретения является создание способа аутентификации магнитно-индуцированной метки, используемой в качестве явного защитного признака, напечатанного или прикрепленного к подложке (такой как этикетка, продукт или документ), с использованием портативного устройства, предпочтительно смартфона, чтобы преодолеть недостатки известного уровня техники.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание портативного устройства, предпочтительно смартфона, для аутентификации магнитно-индуцированной метки, нанесенной на подложку, которым легко управлять, которое имеет хорошую невосприимчивость к изменчивости окружающего света и отлично способно различать имитации и является выборочным по отношению к другим отражающим меткам с угловой зависимостью.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание соответствующего энергонезависимого считываемого компьютером носителя, содержащего части компьютерного кода или команды, выполняемые процессором, для обеспечения осуществления портативным устройством, оснащенным источником света и устройством для формирования изображения, способа аутентификации, как описано в данном документе.

Краткое описание изобретения

Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к способу аутентификации магнитно-индуцированной метки на подложке, содержащей зону с плоским слоем материала, содержащего магнитно-ориентированные частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, с помощью портативного устройства, оснащенного источником света, выполненным с возможностью подачи видимого света, устройством для формирования изображения, процессором и памятью, причем способ включает:

размещение устройства для формирования изображения портативного устройства на заданном расстоянии L над зоной магнитно-индуцированной метки;

освещение зоны метки источником света и получение снимков множества цифровых изображений освещенной зоны устройством для формирования изображения, располагаемым для каждого разного цифрового изображения под соответствующим отличным углом обзора θ относительно указанной зоны путем перемещения устройства для формирования изображения над магнитно-индуцированной меткой в направлении, параллельном плоскому слою;

для каждого цифрового изображения, вычисление процессором соответствующей средней интенсивности I света, отраженного частицами пигмента и собранного устройством для формирования изображения под соответствующим углом обзора θ;

сохранение вычисленных значений средней интенсивности отраженного света и соответствующих углов обзора для получения кривой I(θ) интенсивности отраженного света;

сравнение сохраненной кривой I(θ) интенсивности отраженного света с сохраненной эталонной кривой I_ref(θ) интенсивности отраженного света для указанной магнитно-индуцированной метки, и

определение того, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной, на основе результата сравнения.

Согласно аспекту настоящего изобретения устройство для формирования изображения портативного устройства представляет собой камеру, предпочтительно камеру смартфона. В частности, способ извлекает преимущество геометрической компоновки камеры смартфона и встроенной в нее фотовспышки, что позволяет выборочно получать отражение фотовспышки от частично отражающих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента на камеру для конкретного положения корпуса смартфона. Это положение заранее определяется знанием и управлением точного угла ориентации частиц, знанием увеличения камеры и расстоянием от вспышки до камеры и предписанным расстоянием от камеры до метки.

Таким образом, магнитно-индуцированную метку с заданным углом ориентации частично отражающих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента можно точно отличать от другой метки с отличным углом ориентации частиц или меток, производящих схожий эффект, например, на основе голографических пленок или узоров на основе микрозеркал. Использование освещения от вспышки с хорошо известным положением относительно камеры снижает влияние окружающего освещения на измерение и повышает точность аутентификации. Кроме того, подходящий графический интерфейс пользователя предоставляет пользователю указания, такие как цель на дисплее смартфона, для точного позиционирования смартфона в правильном местоположении. Последовательность изображений магнитно-индуцированной метки затем получают при включенной фотовспышке при перемещении смартфона параллельно плоскости метки на предварительно определенном расстоянии. Затем эту последовательность изображений анализируют с помощью алгоритмов обработки изображений для извлечения отражающей области из метки или рисунка локальной интенсивности, который содержит указанную метку или ее часть. Например, алгоритмы обработки изображений включают извлечение значений интенсивности из по меньшей мере одной заранее определенной области (зоны) изображений, соответствующих конкретным узорам магнитно-индуцированной метки, где ожидается или не ожидается интенсивность отражения от частично отражающих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента, для заданного узора защитного изображения и положения смартфона относительно изображения. Критерии значения (уровня) интенсивности этих зон в зависимости от положения (и, следовательно, углов обзора) используются для определения того, является ли магнитно-индуцированная метка аутентичной или нет. В одном варианте осуществления сохраненную кривую I(θ) интенсивности отраженного света сравнивают с сохраненной эталонной кривой I_ref(θ) интенсивности отраженного света для указанного изображения, и определение того, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной, основано на результате сравнения, т. е. совпадения кривых в пределах заданного критерия допуска. Предпочтительно, эталонную кривую I_ref(θ) интенсивности отраженного света для указанной магнитно-индуцированной метки сравнивают в памяти портативного устройства или на удаленном сервере, подключаемом к портативному устройству посредством любых средств связи.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения способ включает вычисление скорости изменения кривой I(θ) интенсивности отраженного света для определения углового значения и соответствующего значения пика интенсивности кривой; сравнение, соответственно, вычисленного углового значения и значения пика интенсивности с сохраненным эталонным угловым значением и значением пика интенсивности для указанной магнитно-индуцированной метки. В этом случае определение того, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной, дополнительно основано на результате указанного сравнения. Предпочтительно, эталонное угловое значение и значение пика интенсивности для указанной магнитно-индуцированной метки сравнивают в памяти портативного устройства или на удаленном сервере, подключаемом к портативному устройству посредством любых средств связи.

Другими словами, профиль интенсивности отражения можно извлекать в зависимости от положения (эквивалентно угловому изменению), его можно преобразовывать в профиль углового отражения, который содержит дополнительную конкретную информацию, которую можно использовать в качестве критериев аутентификации (например, ширина профиля , положение пика, перекос, асимметрия, точка(-и) перегиба и другие характеристики). Профиль можно передавать в алгоритм машинного обучения (например, деревья решений) для определения правил для аутентификации, которые используют признаки в профилях, специфичных для магнитно-индуцированных меток.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения способ дополнительно включает вычисление дисперсии интенсивности отраженного света над указанной зоной магнитно-индуцированной метки из полученных цифровых изображений, сравнение вычисленной дисперсии с эталонным значением дисперсии для указанного изображения, при этом определение того, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной, дополнительно основано на результате указанного сравнения. Предпочтительно, эталонное значение дисперсии для указанной магнитно-индуцированной метки сохраняют в памяти портативного устройства или на удаленном сервере, подключаемом к портативному устройству посредством любых средств связи.

Некоторую эталонную фоновую область печати, которая производит характер ламбертовского (симметричного) отражения/рассеяния, также можно использовать для внесения корректировок интенсивности и учета потенциальной неоднородности излучения, вариаций освещения из-за переменного расстояния до образца или вариаций в параметрах получения изображения (например, время усиления или экспозиции).

Геометрический эталонный рисунок известной формы и размеров можно печатать рядом или над изображением частично отражающих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента, чтобы иметь возможность находить магнитно-индуцированную метку на подложке, выполнять перспективную корректировку и исправлять небольшие вариации в расстоянии смартфона или наклонах относительно подложки во время сканирования.

Соответственно, способ дополнительно включает считывание геометрического эталонного рисунка, который по меньшей мере частично перекрывает зону магнитно-индуцированной метки и представлен в виде закодированной метки, такой как закодированные буквенно-цифровые данные, одномерный штрих-код, двухмерный штрих-код, QR-код или DataMatrix. Это, помимо прочего, позволяет идентифицировать защитную метку для целей отслеживания. Геометрический эталонный рисунок становится полностью считываемым только под конкретным угловым значением, соответствующим незеркальному отражению освещения, так что зона выглядит как однородный фон, что позволяет устройству декодировать рисунок.

Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере одна зона магнитно-индуцированной метки содержит магнитно-ориентированные частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, которые являются совместно параллельными. Таким образом, указанная зона представляет собой явный защитный признак, который создает профиль интенсивности отражения, который по существу асимметричен относительно нормали к подложке. Этот рисунок ориентации известен как эффекты зубчиковых искажений, в котором магнитные оси пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента параллельны друг другу и параллельны плоскости, при этом указанная плоскость не параллельна подложке, на которую нанесены указанные частицы. В частности, оптические эффекты, в которых частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента параллельны друг другу и имеют по существу одинаковый угол наклона плоскостей частиц пигмента по меньшей мере 30° относительно плоскости подложки, на которую нанесены частицы. Способы получения эффектов зубчиковых искажений раскрыты, например, в документах US 8025952 и EP 1819525 B1.

В качестве альтернативы или помимо прочего, магнитно-ориентированная метка содержит первую зону, содержащую магнитно-ориентированные частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, которые являются совместно параллельными в одном первом направлении, и вторую зону с частично отражающими пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента, ориентированными во втором направлении, отличном от первого направления. Эффекты, полученные с помощью этого рисунка ориентации, известны как эффекты «флип-флоп», при этом метка содержит первую часть и вторую часть, разделенные переходом, при этом частицы выровнены параллельно первой плоскости в первой части, а частицы во второй части выровнены параллельно второй плоскости. Способы получения эффектов «флип-флоп» раскрыты, например, в документах EP 1819525 B1 и ЕР 1819525 В1. В этом случае предпочтительно, чтобы алгоритмы обработки изображений включали извлечение значений интенсивности из двух заранее определенных зон магнитно-индуцированной метки в зависимости от положения изображения относительно смартфона во время последовательности изображений (например, видео). В частности, извлекают скорость дисперсии интенсивности из каждой из двух зон магнитно-индуцированной метки в зависимости от положения изображения.

В другом аспекте в настоящем изобретении предусмотрено портативное устройство для аутентификации магнитно-индуцированной метки на подложке, содержащей зону с плоским слоем материала, содержащего ориентированные частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, причем указанное устройство содержит:

источник света, выполненный с возможностью подачи видимого света и освещения зоны магнитно-индуцированной метки,

устройство для формирования изображения, выполненное с возможностью получения снимков множества цифровых изображений освещенной зоны, располагаемое для каждого разного изображения под соответствующим отличным углом обзора θ относительно указанной зоны при перемещении над магнитно-индуцированной меткой в направлении, по существу параллельном плоскому слою,

память, выполненную с возможностью сохранения вычисленных значений средней интенсивности отраженного света и соответствующих углов обзора для получения кривой I(θ) интенсивности отраженного света,

процессор, выполненный с возможностью сравнения сохраненной кривой I(θ) интенсивности отраженного света с сохраненной эталонной кривой I_ref(θ) интенсивности отраженного света для указанной метки, и определения того, является ли метка подлинной, на основе результата сравнения.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения процессор выполнен с возможностью вычисления скорости изменения кривой I(θ) интенсивности отраженного света для определения углового значения и соответствующего значения пика интенсивности кривой, сравнения вычисленного углового значения и пика интенсивности с сохраненным эталонным угловым значением и значением пика интенсивности для указанной метки, соответственно, и дальнейшего принятия решения о том, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной, на основе результата указанного сравнения.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения процессор выполнен с возможностью вычисления дисперсии интенсивности отраженного света над указанной зоной магнитно-индуцированной метки из полученных цифровых изображений, сравнения вычисленной дисперсии с эталонным значением дисперсии для указанной метки, и дальнейшего принятия решения о том, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной, на основе результата указанного сравнения.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения устройство дополнительно выполнено с возможностью считывания геометрического эталонного рисунка, причем геометрический эталонный рисунок по меньшей мере частично перекрывает зону магнитно-индуцированной метки и представлен в виде закодированной метки, выбранной из закодированных буквенно-цифровых данных, одномерного штрих-кода, двухмерного штрих-кода, QR-кода или DataMatrix.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения портативное устройство представляет собой смартфон или планшет.

В другом аспекте в настоящем изобретении предусмотрен энергонезависимый считываемый компьютером носитель, содержащий части компьютерного кода или команды, выполняемые процессором, для обеспечения осуществления портативным устройством, оснащенным источником света, выполненным с возможностью подачи видимого света, и устройством для формирования изображения, способа аутентификации метки, как описано в данном документе.

Далее настоящее изобретение будет описано более полно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых проиллюстрированы основные аспекты и признаки настоящего изобретения, которые не являются ограничивающими.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация обнаружения магнитно-ориентированных частично отражающих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента магнитно-индуцированной метки с помощью смартфона за счет отражательной способности частиц (или нет), зависящей от его положения относительно метки.

На фиг. 2 представлен пример настройки измерения с помощью смартфона и образца, который сканируют в плоскости, параллельной смартфону, и на зафиксированном расстоянии от смартфона.

На фиг. 3 проиллюстрировано положение магнитно-индуцированной метки в наборе изображений и угол освещения/наблюдения для известного расстояния от смартфона до образца с графическим изображением профиля интенсивности.

На фиг. 4 проиллюстрированы профили интенсивности и относительной интенсивности магнитно-индуцированной метки, извлеченной из последовательности изображений.

На фиг. 5 представлена схематическая иллюстрация магнитно-индуцированной метки с магнитно-ориентированными частично отражающими пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицам пигмента в двух противоположных направлениях.

На фиг. 6 проиллюстрирован конкретный печатный узор одного варианта осуществления настоящего изобретения, который содержит магнитно-ориентированные частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента при двух разных ориентациях в разных областях магнитно-индуцированной метки (эти две области также могут по меньшей мере частично перекрываться).

На фиг. 7 проиллюстрирован конкретный печатный узор одного варианта осуществления настоящего изобретения, который содержит магнитно-ориентированные частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента при двух разных ориентациях в разных областях магнитно-индуцированной метки.

На фиг. 8 представлена схематическая иллюстрация положений смартфона над магнитно-индуцированной меткой с двумя разными ориентациями частично отражающих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента, как показано на фиг. 6 или фиг. 7, вместе с полученными рамками изображений в этих двух положениях.

На фиг. 9 представлено схематическое изображение эффекта вращения на 90° магнитно-индуцированной метки или смартфона в плоскости метки и направляющей цели на экране.

На фиг. 10 представлено схематическое изображение магнитно-индуцированной метки с магнитно-ориентированными частично отражающими пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента в направлении E (частицы 1), и другим классом частиц (частицы 2), ориентированных в направлении S, под углом 90° относительно частиц 1.

На фиг. 11 представлено графическое изображение профиля интенсивности, его первой производной и второй производной относительно положения.

На фиг. 12 представлено графическое изображение профиля интенсивности магнитно-индуцированной метки в одном конкретном положении относительно смартфона, что демонстрирует отражательную способность отдельных частично отражающих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента.

На фиг. 13 представлено графическое изображение профилей относительной интенсивности и дисперсии интенсивности в зависимости от положения магнитно-индуцированной метки в наборе изображений, что демонстрирует схожее поведение относительной интенсивности и дисперсии.

На фиг. 14 представлено графическое изображение профилей интенсивности разных меток. Профиль магнитно-индуцированной метки четко демонстрирует существенную разницу по сравнению с другими метками посредством его асимметрии относительно оси. Профиль относительной интенсивности A относится к магнитно-индуцированной метке, профиль относительной интенсивности B представляет собой цветоизменяющийся рисунок, выполненный из немагнитных цветоизменяющихся пластинчатых частиц пигмента, профиль относительной интенсивности C представляет собой рисунок, выполненный из краски, содержащей частицы металла серебра, и профиль интенсивности D относится к простой бумаге.

На фиг. 15 проиллюстрированы примеры профилей относительной интенсивности и дисперсии для разных типов меток, содержащих частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, в том числе магнитно-индуцированных меток, голограмм и микрозеркал.

На фиг. 16 проиллюстрированы разные варианты осуществления магнитно-индуцированных меток.

На фиг. 17 проиллюстрированы разные признаки, объединяющие магнитно-индуцированную метку с QR-кодом.

Подробное описание

Далее будет сделана ссылка на фигуры при описании разных вариантов осуществления настоящего изобретения. Это описание служит для лучшего понимания концепции вариантов осуществления настоящего изобретения и указывает на определенные предпочтительные модификации общей концепции.

Следует отметить, что ключевые преимущества настоящего изобретения требуют некоторых особенностей магнитно-индуцированных меток для надежной и безошибочной аутентификации, а именно:

Должна присутствовать резкая угловая зависимость локальной отражательной способности;

Угловая зависимость должна быть азимутально асимметричной относительно нормали к оси метки;

Угловая зависимость должна хорошо контролироваться процессом маркировки и определена совместным параллельным выравниванием отражающих элементов;

Фон и окружающая метка также должны контролироваться.

Этим требованиям могут удовлетворять несколько кандидатов защитных признаков, используемых в данной области в качестве явных признаков в различных приложениях защищенной печати, для банкнот, этикеток и налоговых марок или защищенных документов, таких как паспорта, чеки или кредитные карты. Основные примеры этих кандидатов:

магнитно-индуцированные метки, содержащие ориентированные частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента;

компоновки микрозеркал, тисненных на металлические подложки или пленки;

компоновки микролинз в массиве с масками над отражающим рисунком;

дифракционные структуры, такие как голографические пленки или тисненные дифракционные структуры.

В отличие от иглообразных частиц пигмента, которые можно рассматривать как одномерные частицы, пластинчатые частицы пигмента представляют собой двухмерные частицы, за счет большого аспектного соотношения их размеров. Пластинчатые частицы пигмента можно считать двухмерной структурой, где размеры Х и У по существу больше, чем размер Z. Пластинчатые частицы пигмента в данной области техники называют также сплюснутыми частицами или чешуйками. Такие частицы пигмента могут быть описаны посредством главной оси X, соответствующей наибольшему размеру, пересекающему частицу пигмента, и второй оси Y, перпендикулярной X, которая также лежит в пределах указанных частиц пигмента. Магнитно-индуцированные метки, описанные в данном документе, содержат ориентированные частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, которые, благодаря своей форме, характеризуются анизотропной отражательной способностью. В контексте настоящего документа термин «анизотропная отражательная способность» означает, что доля падающего излучения под первым углом, отраженного частицей в некотором направлении (обзора) (второй угол), зависит от ориентации частиц, т. е., что изменение ориентации частицы в отношении первого угла может привести к разной величине отражения в направлении обзора. Предпочтительно, частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, описанные в данном документе, обладают анизотропной отражательной способностью в отношении падающего электромагнитного излучения в некоторых частях или во всем диапазоне длин волн от приблизительно 200 до приблизительно 2500 нм, более предпочтительно от приблизительно 400 до приблизительно 700 нм, так что изменение ориентации частицы приводит к изменению отражения этой частицей в определенном направлении. Таким образом, даже если собственная отражательная способность на единицу площади поверхности (например, на мкм²) одинакова по всей поверхности пластинчатой частицы, благодаря ее форме, отражательная способность частицы неизотропна, поскольку видимая площадь частицы зависит от направления, с которого на него смотрят. Как известно специалисту в данной области техники, частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, описанные в данном документе, отличаются от традиционных пигментов в том, что указанные традиционные частицы пигмента обладают одинаковым цветом и отражательной способностью, независимо от ориентации частицы, тогда как магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, описанные в данном документе, обладают либо отражательной способностью, либо цветом, либо и тем, и другим, что зависит от ориентации частицы.

Примеры частично отражающих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента, описанных в данном документе, включают без ограничения частицы пигмента, содержащие магнитный слой M, выполненный из одного или более магнитных металлов, таких как кобальт (Co), железо (Fe), гадолиний (Gd) или никель (Ni); а также магнитного сплава железа, хрома, кобальта или никеля, при этом указанные пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента могут представлять собой многослойные структуры, содержащие один или более дополнительных слоев. Предпочтительно, один или более дополнительных слоев представляют собой слои A, независимо выполненные из одного или более материалов, выбранных из группы, состоящей из фторидов металлов, таких как фторид магния (MgF₂), оксида кремния (SiO), диоксида кремния (SiO₂), оксида титана (TiO₂) и оксида алюминия (Al₂O₃); или слои B, независимо выполненные из одного или более материалов, выбранных из группы, состоящей из металлов и сплавов металлов, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из отражающих металлов и сплавов отражающих металлов, и более предпочтительно выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), хрома (Cr) и никеля (Ni), и еще более предпочтительно – алюминия (Al); или комбинацию одного или более слоев A, таких как описанные в данном документе выше, и одного или более слоев B, таких как описанные в данном документе выше. Типичные примеры пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента, представляющих собой многослойные структуры, описанные в данном документе выше, включают без ограничения многослойные структуры A/M, многослойные структуры A/M/A, многослойные структуры A/M/B, многослойные структуры A/B/M/A, многослойные структуры A/B/M/B, многослойные структуры A/B/M/B/A, многослойные структуры B/M, многослойные структуры B/M/B, многослойные структуры B/A/M/A, многослойные структуры B/A/M/B, многослойные структуры B/A/M/B/A, где слои A, магнитные слои M и слои B выбраны из тех, которые описаны в данном документе выше.

Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере часть частично отражающих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента, описанных в данном документе, представляет собой многослойные структуры диэлектрик/отражатель/магнитный материал/отражатель/диэлектрик и многослойные структуры диэлектрик/отражатель/диэлектрик/магнитный материал/отражатель/диэлектрик, при этом отражающие слои, описанные в данном документе, независимо и предпочтительно выполнены из одного или более материалов, выбранных из группы, состоящей из металлов и сплавов металлов, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из отражающих металлов и сплавов отражающих металлов, более предпочтительно выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), серебра (Ag), меди (Cu), золота (Au), платины (Pt), олова (Sn), титана (Ti), палладия (Pd), родия (Rh), ниобия (Nb), хрома (Cr), никеля (Ni) и их сплавов, еще более предпочтительно выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), хрома (Cr), никеля (Ni) и их сплавов, и даже более предпочтительно – алюминия (Al), при этом диэлектрические слои независимо и предпочтительно выполнены из одного или более материалов, выбранных из группы, состоящей из фторидов металлов, таких как фторид магния (MgF₂), фторид алюминия (AlF₃), фторид церия (CeF₃), фторид лантана (LaF₃), алюмофториды натрия (например, Na₃AlF₆), фторид неодима (NdF₃), фторид самария (SmF₃), фторид бария (BaF₂), фторид кальция (CaF₂), фторид лития (LiF), а также оксидов металлов, таких как оксид кремния (SiO), диоксид кремния (SiO₂), оксид титана (TiO₂), оксид алюминия (Al₂O₃), более предпочтительно выбранных из группы, состоящей из фторида магния (MgF₂) и диоксида кремния (SiO₂), и еще более предпочтительно – фторида магния (MgF₂), и магнитный слой предпочтительно содержит никель (Ni), железо (Fe) и/или кобальт (Co); и/или магнитный сплав, содержащий никель (Ni), железо (Fe), хром (Cr) и/или кобальт (Co); и/или магнитный оксид, содержащий никель (Ni), железо (Fe), хром (Cr) и/или кобальт (Co). В качестве альтернативы, многослойные структуры диэлектрик/отражатель/магнитный материал/отражатель/диэлектрик, описанные в данном документе, могут быть многослойными частицами пигмента, которые считаются безопасными для здоровья человека и окружающей среды, при этом указанный магнитный слой содержит магнитный сплав, имеющий по существу безникелевую композицию, включающую от приблизительно 40 масс. % до приблизительно 90 масс. % железа, от приблизительно 10 масс. % до приблизительно 50 масс. % хрома и от приблизительно 0 масс. % до приблизительно 30 масс. % алюминия. Особенно подходящие частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, имеющие многослойную структуру диэлектрик/отражатель/магнитный материал/отражатель/диэлектрик, включают без ограничения MgF₂/Al/магнитный материал/Al/MgF₂, при этом магнитный слой содержит железо, предпочтительно содержит магнитный сплав или смесь железа и хрома.

В качестве альтернативы, частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, описанные в данном документе, могут быть частично отражающими пластинчатыми цветоизменяющимися магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента, в частности магнитными тонкопленочными интерференционными частицами пигмента. Цветоизменяющиеся элементы (также упоминаемые в данной области техники как гониохроматические элементы), такие как, например, частицы пигментов, краски, покрытия или слои, известные в области защищенной печати, демонстрируют цвет, зависящий от угла обзора или угла падения, и используются для защиты защищаемых документов от подделки и/или незаконного воспроизведения с помощью общедоступного офисного оборудования для цветного сканирования, печати и копирования.

Магнитные тонкопленочные интерференционные частицы пигмента известны специалистам в данной области техники и раскрыты, например, в документах US 4838648; WO 2002/073250 A2; EP 0686675 B1; WO 2003/000801 A2; US 6838166; WO 2007/131833 A1; EP 2402401 A1 и в документах, указанных в них. Предпочтительно, магнитные тонкопленочные интерференционные частицы пигмента представляют собой частицы пигмента, имеющие пятислойную структуру Фабри-Перо, и/или частицы пигмента, имеющие шестислойную структуру Фабри-Перо, и/или частицы пигмента, имеющие семислойную структуру Фабри-Перо.

Предпочтительные пятислойные структуры Фабри-Перо состоят из многослойных структур поглотитель/диэлектрик/отражатель/диэлектрик/поглотитель, при этом отражатель и/или поглотитель представляет собой также магнитный слой, предпочтительно, отражатель и/или поглотитель представляет собой магнитный слой, содержащий никель, железо и/или кобальт, и/или магнитный сплав, содержащий никель, железо и/или кобальт, и/или магнитный оксид, содержащий никель (Ni), железо (Fe) и/или кобальт (Co).

Предпочтительные шестислойные структуры Фабри-Перо состоят из многослойных структур поглотитель/диэлектрик/отражатель/магнитный материал/диэлектрик/поглотитель.

Предпочтительные семислойные структуры Фабри-Перо состоят из многослойных структур поглотитель/диэлектрик/отражатель/магнитный материал/отражатель/диэлектрик/поглотитель, таких как описанные в документе US 4838648.

Предпочтительно, отражающие слои многослойных структур Фабри-Перо, описанных в данном документе, независимо выполнены из одного или более материалов, таких как описанные в данном документе выше. Предпочтительно, диэлектрические слои многослойных структур Фабри-Перо, независимо выполнены из одного или более материалов, таких как описанные в данном документе выше

Предпочтительно, слои поглотителя независимо выполнены из одного или более материалов, выбранных из группы, состоящей из алюминия (Al), серебра (Ag), меди (Cu), палладия (Pd), платины (Pt), титана (Ti), ванадия (V), железа (Fe), олова (Sn), вольфрама (W), молибдена (Mo), родия (Rh), ниобия (Nb), хрома (Cr), никеля (Ni), оксидов этих металлов, сульфидов этих металлов, карбидов этих металлов, а также сплавов этих металлов, более предпочтительно выбранных из группы, состоящей из хрома (Cr), никеля (Ni), оксидов этих металлов и сплавов этих металлов, и еще более предпочтительно выбранных из группы, состоящей из хрома (Cr), никеля (Ni) и сплавов этих металлов.

Предпочтительно, магнитный слой содержит никель (Ni), железо (Fe) и/или кобальт (Co); и/или магнитный сплав, содержащий никель (Ni), железо (Fe) и/или кобальт (Co); и/или магнитный оксид, содержащий никель (Ni), железо (Fe) и/или кобальт (Co). Если магнитные тонкопленочные интерференционные частицы пигмента, содержащие семислойную структуру Фабри-Перо, являются предпочтительными, то особенно предпочтительно, чтобы магнитные тонкопленочные интерференционные частицы пигмента содержали семислойную структуру Фабри-Перо поглотитель/диэлектрик/отражатель/магнитный материал/отражатель/диэлектрик/поглотитель, состоящую из многослойной структуры Cr/MgF₂/Al/Ni/Al/MgF₂/Cr.

Магнитные тонкопленочные интерференционные частицы пигмента, описанные в данном документе, могут представлять собой многослойные частицы пигмента, которые считаются безопасными для здоровья человека и окружающей среды и выполнены на основе, например, пятислойных структур Фабри-Перо, шестислойных структур Фабри-Перо и семислойных структур Фабри-Перо, при этом указанные частицы пигмента содержат один или более магнитных слоев, содержащих магнитный сплав, имеющий по существу безникелевую композицию, включающую от приблизительно 40 масс. % до приблизительно 90 масс. % железа, от приблизительно 10 масс. % до приблизительно 50 масс. % хрома и от приблизительно 0 масс. % до приблизительно 30 масс. % алюминия. Типичные примеры многослойных частиц пигмента, которые считаются безопасными для здоровья человека и окружающей среды, можно найти в документе EP 2402401 A1, который полностью включен в данный документ посредством ссылки.

Многослойные структуры диэлектрик/отражатель/магнитный материал/отражатель/диэлектрик, описанные в данном документе, многослойные структуры поглотитель/диэлектрик/отражатель/диэлектрик/поглотитель, описанные в данном документе, многослойные структуры поглотитель/диэлектрик/отражатель/магнитный материал/диэлектрик/поглотитель, описанные в данном документе, и многослойные структуры поглотитель/диэлектрик/отражатель/магнитный материал/отражатель/диэлектрик/поглотитель, описанные в данном документе, как правило, получают традиционной техникой осаждения разных требуемых слоев на полотно. После осаждения требуемого числа слоев, например, с помощью физического осаждения из паровой фазы (PVD), химического осаждения из паровой фазы (CVD) или электролитического осаждения, набор слоев удаляют с полотна либо растворением разделительного слоя в подходящем растворителе, либо сдиранием материала с полотна. Полученный таким образом материал затем разбивают на пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, которые должны быть дополнительно обработаны с помощью дробления, размола (такого как, например, процессы размола на струйной мельнице) или любого подходящего способа, предназначенного для получения частиц пигмента требуемого размера. Полученный в результате продукт состоит из пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента с рваными краями, неправильными формами и различными соотношениями размеров. Дополнительную информацию о получении подходящих частиц пигмента можно найти, например, в документах EP 1710756 A1 и EP 1666546 A1, которые включены в данный документ посредством ссылки.

Магнитно-индуцированные метки, описанные в данном документе, получают посредством способа, включающего этапы: нанесения на подложку композиции для покрытия, содержащей частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, описанные в данном документе; подвергания композиции для покрытия воздействию магнитного поля устройства, генерирующего магнитное поле, с ориентированием по меньшей мере части частично отражающих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента; и затвердевания композиции для покрытия с фиксированием частиц пигмента в принятых ими положениях и ориентациях. Подробное описание этих этапов, выполняемых вместе с композициями для покрытия, можно найти в следующих патентных документах и связанных ссылках в них: US 2016176223 и US 2003170471.

Этап нанесения, описанный в данном документе, осуществляют посредством процесса печати, предпочтительно выбранного из группы, состоящей из трафаретной печати, ротационной глубокой печати и флексографической печати. Эти процессы хорошо известны специалисту в данной области техники и описаны, например, в Printing Technology, J. M. Adams and P. A. Dolin, Delmar Thomson Learning, 5^ое издание, стр. 293, 332 и 352.

После, частично одновременно или одновременно с нанесением композиции для покрытия на подложку, частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента ориентируют путем использования внешнего магнитного поля для их ориентирования согласно необходимому рисунку ориентации. Полученный таким образом рисунок ориентации может быть любым рисунком.

Огромное множество магнитно-индуцированных меток можно получить посредством различных способов, раскрытых, например, в документах US 6759097, EP 2165774 A1 и EP 1878773 B1. Можно также получать оптические эффекты, известные как эффекты перекатывающейся полосы. Эффекты перекатывающейся полосы демонстрируют одну или более контрастных полос, которые кажутся перемещающимися («перекатывающимися») при наклоне изображения относительно угла обзора, указанные оптические эффекты основаны на конкретной ориентации магнитных или намагничиваемых частиц пигмента, причем указанные частицы пигмента выровнены изогнутым образом, либо по выпуклой кривизне (также упоминаемой в данной области техники как отрицательно изогнутая ориентация), либо по вогнутой кривизне (также упоминаемой в данной области техники как положительно изогнутая ориентация). Способы получения эффектов перекатывающейся полосы раскрыты, например, в документах EP 2263806 A1, EP 1674282 B1, EP 2263807 A1, WO 2004/007095 A2 и WO 2012/104098 A1. Можно также получать оптические эффекты, известные как эффекты движущегося кольца. Эффекты движущегося кольца состоят из оптически иллюзорных изображений объектов, таких как раструбы, конусы, шары, круги, эллипсы и полусферы, которые кажутся движущимися в любом направлении x-y, в зависимости от угла наклона указанного слоя с оптическим эффектом. Способы получения эффектов движущегося кольца раскрыты, например, в документах EP 1710756 A1, US 8343615, EP 2306222 A1, EP 2325677 A2, WO 2011/092502 A2 и US 2013/084411.

Можно получать оптические эффекты, известные как эффекты зубчиковых искажений. Эффекты зубчиковых искажений включают часть с частицами пигмента, магнитные оси которых параллельны друг другу и параллельны плоскости, при этом указанная плоскость не является параллельной подложке идентификационного документа. В частности, оптические эффекты, в которых частицы пигменты параллельны друг другу и имеют положительный угол наклона плоскостей частиц пигмента относительно плоскости подложки, на которую нанесены частицы пигмента. Эффекты зубчиковых искажений включают частицы пигмента, ориентированные так, что вдоль конкретного направления наблюдения они дают видимость нижележащей поверхности подложки, так что знаки или другие признаки, присутствующие на или в поверхности подложки, становятся очевидными для наблюдателя, в то время как они препятствуют видимости вдоль другого направления наблюдения. Способы получения эффектов зубчиковых искажений раскрыты, например, в документах US 8025952 и EP 1819525 B1.

Можно получить оптические эффекты, известные как эффекты «флип-флоп» (также упоминаемые в данной области техники как эффект переключения). Эффекты «флип-флоп» включают первую часть и вторую часть, разделенные переходом, при этом частицы пигмента выровнены параллельно первой плоскости в первой части, а частицы пигмента во второй части выровнены параллельно второй плоскости. Способы получения эффектов «флип-флоп» раскрыты, например, в документах EP 1819525 B1 и ЕР 1819525 В1. Особенно подходящие рисунки ориентации включают эффекты зубчиковых искажений и эффекты «флип-флоп», описанные в данном документе выше.

Способы получения магнитно-индуцированных меток, описанных в данном документе, включают, частично одновременно с этапом b) или после этапа b), этап c) затвердевания композиции для покрытия с фиксированием частично отражающих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента в принятых ими положениях и ориентациях в необходимом рисунке для образования магнитно-индуцированных меток, с преобразованием композиции для покрытия во второе состояние. Путем данного фиксирования образуют твердое покрытие или твердый слой. Термин «затвердевание» относится к процессам, включающим высушивание или закрепление, реакцию, отверждение, сшивание или полимеризацию компонентов связующего в нанесенной композиции для покрытия, включая необязательно присутствующий сшивающий агент, необязательно присутствующий инициатор полимеризации и необязательно присутствующие дополнительные добавки таким образом, что образуется по существу твердый материал, который прилипает к поверхности подложки. Как упомянуто в данном документе, этап затвердевания можно осуществлять с использованием разных средств или процессов, в зависимости от материалов, содержащихся в композиции для покрытия, что также содержит частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента. Этап затвердевания в целом может представлять собой любой этап, на котором увеличивают вязкость композиции для покрытия, так что образуется по существу твердый материал, приклеенный к несущей поверхности. Этап затвердевания может включать физический процесс, основанный на выпаривании летучего компонента, такого как растворитель, и/или выпаривании воды (т. е. физическое высушивание). В данном случае можно использовать горячий воздух, инфракрасное излучение или сочетание горячего воздуха и инфракрасного излучения. В качестве альтернативы, процесс затвердевания может включать химическую реакцию, такую как отверждение, полимеризация или сшивание связующего и необязательных инициирующих соединений и/или необязательных сшивающих соединений, содержащихся в композиции для покрытия. Такая химическая реакция может быть инициирована посредством нагревания или ИК-излучения, как описано выше для процессов физического затвердевания, но может предпочтительно включать инициацию химической реакции по механизму излучения, включая без ограничения отверждение под воздействием излучения в ультрафиолетовой и видимой областях (далее упоминаемое в данном документе как отверждение в УФ и видимой области) и отверждение под воздействием электронно-лучевого излучения (отверждение под воздействием электронно-лучевого излучения), оксиполимеризацию (окислительную ретикуляцию, как правило, вызываемую совместным действием кислорода и одного или более катализаторов, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из кобальтсодержащих катализаторов, ванадийсодержащих катализаторов, цирконийсодержащих катализаторов, висмутсодержащих катализаторов и марганецсодержащих катализаторов); реакции сшивания или любую их комбинацию. Отверждение под воздействием излучения является особенно предпочтительным, а отверждение под воздействием излучения в УФ и видимой области является еще более предпочтительным, поскольку эти технологии преимущественно приводят к очень быстрым процессам отверждения и, следовательно, существенно сокращают время на получение любого документа или изделия, содержащего магнитно-индуцированные метки, описанные в данном документе. Кроме того, преимущество отверждения под воздействием излучения заключается в обеспечении почти мгновенного увеличения вязкости композиции для покрытия после воздействия на нее излучения, вызывающего отверждение, таким образом, минимизируя какое-либо дальнейшее перемещение частиц. Как следствие, в основном можно избежать какой-либо потери информации после этапа магнитного ориентирования. Особенно предпочтительным является отверждение под воздействием излучения путем фотополимеризации под воздействием актиничного света, имеющего составляющую с длиной волны в УФ или синей части электромагнитного спектра (как правило, от 200 нм до 650 нм, более предпочтительно от 200 нм до 420 нм). Оборудование для отверждения под воздействием излучения в УФ и видимой области может включать лампу на светоизлучающих диодах (LED) высокой мощности, или лампу дугового разряда, такую как ртутная дуговая лампа среднего давления (MPMA), или лампу с разрядом в парах металлов, в качестве источника актиничного излучения.

Компоновки микрозеркал, тисненных на металлических подложках или пленках, для создания отражающих пикселей с угловой зависимостью, которые создают изменяющееся под углом изображение в зависимости от перспективного вида, как раскрыто в документе WO 2017211450 A1 или в документе US 2017242263. Эти защитные признаки могут вызывать локальное отражение с угловой зависимостью, хотя они отличаются тем фактом, что они не могут полностью исчезнуть под любым углом обзора. Дополнительная разница заключается в том, что микрозеркальные структуры можно получать с высоким разрешением (шаг 30-50 микрон) для получения хороших изображений. Реализация, которая создает относительно большие отражающие зоны с угловой зависимостью, которые могут быть созданы с такими структурами, которые можно аутентифицировать с использованием способа, раскрытого в настоящем изобретении. Однако, эти признаки можно отличить от магнитно-индуцированных меток, содержащих ориентированные частично пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, по пространственной дисперсии или энтропии в изображении, которая выше для магнитно-индуцированных меток, чем для меток на основе микрозеркал.

Компоновки микролинз в массиве с масками на отражающем рисунке также могут создавать изменяющиеся изображения с угловой зависимостью или локальные отражения, такие как описанные в документе US 2007273143 (A1). Правильно спроектировав места отражателей за масками, микролинзами и масками, можно также получить резкий угловой отражающий рисунок, который потенциально можно аутентифицировать с использованием способа, раскрытого в настоящем изобретении.

Дифракционные структуры, такие как голографические пленки или тисненые дифракционные структуры, потенциально также могут создавать такую угловую зависимость, но с изменяющимися под углом цветами, что отличает их от предыдущих примеров. Такие признаки описаны вместе со способом аутентификации с использованием камеры смартфона в двух угловых положениях в документе WO 2015193152 A1 и в документе US 2016378061 A1.

Чтобы лучше понять общую концепцию раскрытия и указать на определенные предпочтительные модификации общей концепции, аутентификация метки, содержащей частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, с помощью портативного устройства, будет далее раскрыта более подробно.

Способ аутентификации согласно настоящему изобретению магнитно-индуцированных меток 1, нанесенных на подложку 2, с помощью портативного устройства 3, основан на конкретной геометрической компоновке устройства 4 для формирования изображения, например, камеры смартфона и источника 5 света, т. е. светодиодной вспышки. На большинстве моделей смартфонов апертура камеры и светодиодная вспышка расположены рядом, на расстоянии менее 15 мм. Следовательно, для конкретной магнитной ориентации пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц 6 пигмента в метке 1 относительно направления обзора в сочетании с подходящим расстоянием формирования изображения выполняется геометрическое условие для света, испускаемого вспышкой, т. е. излучение 7 должно отражаться обратно в камеру, т. е. отражение 8, тогда как для других ориентаций отражение направлено за пределы камеры. Это проиллюстрировано на фиг. 1.

Например, если большая часть пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента магнитно-индуцированной метки магнитно-ориентированы под углом 15º (угол θ) относительно нормали к поверхности, так что падающий свет вспышки отражается преимущественно в этом направлении, и метка будет светиться при освещении и наблюдении под углами, близкими к 15°, вплоть до поправки на показатель преломления (угла θ) относительно нормали к поверхности метки. Более того, поскольку угловое поле обзора камеры 4 относительно велико (обычно половина угла 30° для Samsung S3), а угол расходимости вспышки такой же, необходимую угловую ориентацию пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента относительно камеры, чтобы захватить отражение, все же можно получить, удерживая корпус смартфона параллельно подложке 2, как показано на фиг. 2. Смартфон 3 перемещается параллельно подложке 2 на заданное расстояние L, например, L = 80 мм, при получении набора изображений или видеопоследовательности, которые будут использоваться для аутентификации. В качестве альтернативы, магнитно-индуцированная метка 1 также перемещается относительно смартфона 3 в параллельной плоскости.

На фиг. 3 проиллюстрированы положения x₁´…x_n´ магнитно-индуцированной метки в наборе изображений под соответствующим углом обзора θ для известного расстояния L от смартфона до образца, с графическим изображением линз 4´ камеры 4 с эффективным фокусным расстоянием f и графическим изображением профиля интенсивности магнитно-индуцированной метки, где I₁…I_n представляют собой значения средней интенсивности под соответствующим углом обзора θ.

На фиг. 4 проиллюстрированы профили интенсивности и относительной интенсивности магнитно-индуцированной метки, извлеченной из последовательности изображений. На первом графике показан нескорректированный профиль интенсивности зоны магнитно-индуцированной метки, которая все еще представляет эффект. Изменение интенсивности фоновой зоны (BKG) на втором графике показывает вероятно случайные автонастройки телефона. На третьем графике показан скорректированный профиль относительной интенсивности магнитно-индуцированной метки, который показывает зависящую от положения отражательную способность метки.

В частности, аутентификацию осуществляют путем вычисления для каждого цифрового изображения соответствующей средней интенсивности I света, отраженного частично отражающими пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента и собранного устройством для формирования изображения под соответствующим углом обзора θ;

сохранения вычисленных значений средней интенсивности отраженного света и соответствующих углов обзора для получения кривой I(θ) интенсивности отраженного света;

сравнения сохраненной кривой I(θ) интенсивности отраженного света с сохраненной эталонной кривой I_ref(θ) интенсивности отраженного света для указанной метки, и

определения того, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной, на основе результата сравнения.

В одном предложенном варианте осуществления настоящего изобретения магнитно-индуцированная метка выполнена таким образом, чтобы отображать одну или более отдельных зон, каждая из которых имеет конкретную ориентацию пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента. Например, пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, ориентированные под углом 15° в направлении W для первой зоны, и частицы, ориентированные под углом 15° в направлении E.

На фиг. 5 схематически проиллюстрирована магнитно-индуцированная метка 1 с магнитно-ориентированными частично отражающими пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами 6 и 6` пигмента в двух противоположных направлениях. Некоторые частицы наклонены к западу, а некоторые частицы – в направлении востока, тем самым отражая падающий свет в разных направлениях.

Примеры такой магнитно-индуцированной метки 1 показаны на фиг. 6, на которой проиллюстрирована метка, содержащая пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы 6 (лепестки) и частицы 6’ (диски)) пигмента, и на фиг. 7, на которой проиллюстрирована метка, содержащая частицы 6 (внешние лепестки) и частицы 6’ (внутренние лепестки)). Таким образом, отражение можно получить от частиц первой зоны путем размещения метки на правом краю поля обзора смартфона, тогда как отражение другой зоны получают путем размещения метки на левом краю поля обзора смартфона. Это дополнительно продемонстрировано на фиг. 8, на которой показаны положения смартфона и соответствующие изображения, получаемые в этих положениях.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения вместо перемещения смартфона в линейном направлении, параллельном метке, можно осуществить вращение на 90° самой метки, также параллельно ее плоскости. На фиг. 9 представлено схематическое изображение эффекта вращения на 90° метки или смартфона в плоскости метки 1 на подложке 2 и направляющей цели 9 на экране. На левом изображении центральный круг 10 имеет высокую отражательную способность по сравнению с остальной частью метки. На правом изображении центральный круг 10 не является отражающим по сравнению с остальной частью метки и напоминает фон.

Это объясняется тем фактом, что в одной ориентации частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента светятся, тогда как при вращении на 90° они не светятся, что используется в качестве критерия аутентификации.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения можно использовать вращение смартфона на 90°, удерживая его параллельно метке, вместо вращения самой метки. В этом случае будет отражать либо первая, либо вторая зона метки, что можно использовать для аутентификации.

Точное расположение метки на предварительном просмотре экрана смартфона и расстояние от смартфона до метки вместе точно определяют угол, под которым можно получить отражение от пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента. Обеспечивая наведение целей 9 на предварительном просмотре экрана смартфона, пользователь может легко расположить смартфон сбоку в точном месте, так что точный угол можно получить при дополнительном управлении расстоянием обзора.

Вертикальное положение (расстояние обзора) может определяться размером цели, который должен соответствовать размеру метки на правильном расстоянии, или второй целью, которая должна быть одновременно направлена на вторую метку или штрих-код, напечатанные за пределами магнитно-ориентированного узора, или письменным сообщением на экране, предписывающим пользователю подойти ближе или отойти дальше.

Это делает способ аутентификации очень чувствительным к точному углу наклона пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента и, следовательно, позволяет хорошо различать потенциальные имитации, которые не воспроизводят точную ориентацию.

На фиг. 10 представлено схематическое изображение метки с магнитно-ориентированными пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами 6 пигмента в направлении E, и с другим классом частиц 6’, ориентированных в направлении S, под углом 90° относительно частиц 6. Аналогично предыдущим вариантам осуществления последовательность изображений можно записать во время вращения метки относительно смартфона.

Аутентификацию осуществляют путем анализа интенсивности отражения в первой и второй зонах метки на двух изображениях, полученных в двух точных положениях смартфона, что подтверждает углы ориентации. Кроме того, последовательность изображений можно получить во время перемещения смартфона между двумя положениями в направлении, параллельном плоскому слою метки. Затем из двух разных зон с пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента, ориентированными в любом направлении, извлекают интенсивность и записывают ее в зависимости от положения. Получают два профиля интенсивности, которые можно проанализировать аналогично тому, как показано на фиг. 11 и/или фиг. 12 и 13.

Ввиду этого, на фиг. 11 представлено графическое изображение профиля интенсивности, его первой производной и второй производной относительно положения. Величина первой производной показывает скорость изменения интенсивности, а положение нуля дает положение максимума интенсивности. Вторая производная показывает, что профиль интенсивности имеет две точки перегиба (инверсия).

На фиг. 12 представлено графическое изображения профиля интенсивности метки в одном конкретном положении относительно смартфона, что демонстрирует отражательную способность отдельных пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента и высокую дисперсию интенсивности.

На фиг. 13 показаны профили относительной интенсивности и дисперсии интенсивности в зависимости от положения магнитно-индуцированной метки в наборе изображений, демонстрирующих схожее поведение относительной интенсивности и дисперсии.

В аналогичном варианте осуществления видеопоследовательность можно получить во время управляемого бокового перемещения смартфона в плоскости, параллельной метке. Этим перемещением можно управлять с помощью дополненной реальности, где движущаяся цель отображается на дисплее смартфона, и пользователю предлагается перемещать телефон, сохраняя метку в пределах цели. Таким образом, скорость изменения интенсивности магнитно-ориентированных сияющих пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента в зависимости от угла обзора (как вычислено из положения метки на экране смартфона и расстояния смартфона до метки) можно извлечь из видеопоследовательности. Эта скорость изменения интенсивности является сильным параметром аутентификации, поскольку она очень чувствительна к точному углу, под которым ориентированы пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента. Скорость изменения интенсивности можно получить из первой производной профиля, как показано на фиг. 11. Вторую производную также можно использовать в качестве сильного параметра аутентификации, позволяя определять положение точек перегиба в профиле. Современная магнитная ориентация может обеспечить угловое положение пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента с точностью до +/- 2 градусов. Даже если фальшивомонетчик сможет произвести метку с ориентированными пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента, маловероятно, что можно будет получить точный угол ориентации, и фальсифицированную метку затем можно будет определить как поддельную с помощью этого способа с высокой точностью.

Также можно использовать видеопоследовательность для получения относительной интенсивности в зависимости от угла освещения метки, что соответствует положению метки на экране во время управляемого бокового перемещения телефона, а также для получения дисперсии интенсивности пикселей в пределах метки. Оба профиля относительной интенсивности и дисперсии зависят от ориентации пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента в магнитно-индуцированной метке. На фиг. 14 и фиг. 15 показаны примеры профилей относительной интенсивности и профилей дисперсии для разных меток. Примеры включают метки с красками, содержащими неориентированные и немагнитные пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, магнитно-индуцированные метки и, наконец, метки с голограммами и микрозеркалами, как описано выше. На фиг. 15 рисунки слева демонстрируют профили относительной интенсивности (средняя интенсивность наблюдаемой защитной метки относительно, например, средней интенсивности эталонной зоны бумаги), а рисунки справа демонстрируют профили дисперсии интенсивности над пикселями изображения, которое включает метку.

Можно увидеть, что метки с неориентированными пластинчатыми магнитными или намагничиваеммыми частицами пигмента имеют профили относительной интенсивности, а также профили дисперсии, центрированные и симметричные. В отличие от этих примеров, магнитно-индуцированная метка, описанная в данном документе, имеет профили с сильным перекосом. Пики интенсивности и дисперсии смещены в одну сторону экрана из-за ориентации пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента, содержащихся в защитной краске. Примеры с голограммами демонстрируют существенную разницу в положениях пиков профилей для трехцветных каналов, чего нет ни в одной из магнитно-индуцированных меток. Наконец, метки на основе микрозеркал отличаются от магнитно-индуцированных меток очень низкой дисперсией и высокой внепиковой интенсивностью, даже если положения пиков могут напоминать эти положения меток MOI.

Это демонстрирует, что предложенный способ позволяет точно различать разные типы меток с угловой зависимостью и даже делать выводы об угле ориентации пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента, или тисненой структуры, или микрозеркала. Это наглядная демонстрация преимущества перед способами, описанными в предшествующем уровне техники, которые захватывают изображения только в двух угловых положениях.

Снимки измерений, показанных на фиг. 15, делают с помощью камеры смартфона Samsung S3, установленного на расстоянии 80 мм от исследуемого образца, перемещаемого параллельно смартфону в пределах поля обзора смартфона. Камера настроена на макро-автофокус, фиксированный баланс белого, настройку ISO, и снимки последовательности изображений, используемых в примерах, делаются вручную. Видеопоследовательность можно использовать вместе с функцией для корректировки фокуса и экспозиции на интересующем объекте с помощью функции отслеживания объекта.

Каждую интересующую зону (поле), либо зону (поле) с защитной меткой, названную сигнальной зоной (полем), либо бумажную зону (поле), названную фоновой зоной (или фоновым полем), обнаруживают относительно QR-кода или другой подходящей геометрической метки на этикетке. Вычисляют положения на экране смартфона сигнальных и фоновых зон (полей), в том числе центры и области с пикселями, содержащие эти зоны (поля). Среднюю интенсивность и дисперсию всех пикселей в пределах зон (полей) вычисляют для всех цветовых каналов (например, R, G или B).

Относительную интенсивность для каждого положения сигнальных и фоновых зон (полей) вычисляют с использованием соотношения средней интенсивности пикселей в сигнальных зонах (полях) и средней интенсивности пикселей в фоновых зонах (полях), и это выполняют для всех цветовых каналов. Среднюю интенсивность пикселей для фоновой зоны (поля) всегда вычисляют для цветового канала, где фоновая зона (поле) имеет максимальную интенсивность, чтобы гарантировать, что эталонный образец использует канал в форме сигнала, в котором бумага имеет максимальную отражательную способность.

Использование эталонного образца для вычисления относительной интенсивности позволяет использовать камеру смартфона с автоматической настройкой времени экспозиции.

Дополнительные варианты осуществления могут включать алгоритмы аутентификации, основанные на классификаторе или машинном обучении на основе нейронной сети, которые способны отличать аутентичные профили интенсивности (или другие измеренные или извлеченные признаки, такие как профиль дисперсии или энтропия изображения и т. д.) от тех, которые не являются аутентичными.

Например, аутентификацию метки можно осуществлять с использованием машинного обучения. Затем эта операция включает три следующих этапа: извлечение признаков, обучение и выбор модели и прогнозирование.

Что касается этапа извлечения признаков, устройство для формирования изображения возвращает ряд изображений RGB , где представляет собой угол сканирования относительно нормали к метке. При необходимости можно сохранить только интересующую область (RoI) вокруг метки путем кадрирования изображений. Эти изображения можно линеаризовать и преобразовать в шкалу серого (как описано в R. C. Gonzalez, T. E. Woods, «Digital Image Processing», четвертое издание, Pearsons, 2017). Однако возможна и отдельная обработка цветовых каналов.

Для каждого изображения вычисляют одну или несколько метрических функций. Подробное описание метрик изображений, применяемых к изображениям, можно найти в упомянутой выше книге R.C. Gonzales and T.E. Woods. Метрики можно вычислять либо непосредственно на основе интенсивности изображения, либо на основе преобразования, такого как дискретное преобразование Фурье (DFT) или дискретное вейвлет-преобразование (DWT). Среди полезных метрик, которые можно использовать, находят среднее значение, стандартное отклонение и энтропию. В зависимости от используемой метрики может потребоваться масштабировать ее по средней интенсивности эталонного соседнего RoI (эта операция позволяет компенсировать переменное время экспозиции устройства для формирования изображения и любые изменения в облучении метки).

Чтобы все измерения имели одинаковый масштаб, метрики должны оцениваться на единой выборочной сетке углов. Эти углы должны быть симметричными относительно нормали к образцу, например .. Можно обозначить эту однородную сетку как , где D представляет собой число углов. В данном случае, например D=21. На практике сканирование под равномерно разделенными углами не всегда возможно, и может потребоваться интерполяция метрик. В конце процедуры сканирования получают вектор признаков . Путем дальнейшего осуществления N сканирований на разных метках, чтобы учесть их изменчивость, создают набор данных , размером D x N.

Что касается этапа обучения и выбора модели, общие методы машинного обучения для классификации и обнаружения описаны в C. M. Bishop, «Pattern Recognition and Machine Learning», Springer, 2009. В данном случае проблема аутентификации сводится к различению подлинных векторов признаков от подделок или атак. Однако, хотя подлинные векторы признаков известны и доступны, другие либо неизвестны, либо редки. Таким образом, прямое обучение двухклассного классификатора невозможно. Как описано в O. Mazhelis, «One-Class Classifiers: A Review and Analysis of Suitability in the Context of Mobile-Masquerader Detection», South African Computer Journal, столб. 36, стр. 29-48, 2006, можно показать, что аутентификация эквивалентна одноклассной классификации. В этом сценарии модели классификаторов полагаются только на подлинные векторы признаков для обучения их параметров и границ принятия решений. Среди них практический интерес представляют описание данных опорного вектора (Support Vector Data Description (SVDD)), классификация ν-опорного вектора (ν-Support Vector Classification (ν-SVC)), гауссовы модели смешения (Gaussian Mixture Models (GMM)) и модели глубокого обучения (deep-learning models), такие как автоэнкодеры (Autoencoders). Выбор модели продиктован ее характеристиками во время обучения, а также ограничен ее сложностью. При эквивалентной характеристики предпочтительны более простые модели.

Перед обучением модели набор данных X предварительно обрабатывают, как показано на фигуре ниже, и осуществляют следующие этапы:

- Очистка образцов. Отбрасывают дефектные образцы, такие как, насыщенные или с отсутствующими признаками.

- Нормализация образцов. Векторы признаков нормализуют к единице энергии.

- Стандартизация признаков. Среднее значение признаков и стандартное отклонение признаков оценивают и удаляют по признакам.

- Детрендинг образцов. Полиномиальные тренды низкого порядка фиксированного порядка p оценивают по каждому образцу и удаляют.

- Снижение признаков. Корреляции между признаками удаляют, а размерность проблемы снижают. В данном случае, например, уменьшение может составлять от D=21 до K=3-5. Задачи оптимизации более низкой размерности сходятся быстрее и упрощают проверку. Данный этап осуществляют посредством анализа главных компонентов (PCA) (см. книгу C.M. Bishop, «Pattern Recognition and Machine Learning», Springer, 2009), что создает векторное подпространство , размером D x K. После PCA проектируют набор данных X на подпространство , что приводит в результате к сниженному набору данных признаков , размером K x N. Данный набор данных используют для обучения параметров возможных моделей одноклассной классификации. Наконец, для прогноза остается лучший кандидат.

Что касается этапа прогнозирования, он выполняет на основании набора данных операции очистки данных, нормализации выборки, стандартизации признаков, детрендинга, проекции подпространства, вычисления функции принятия решений модели. Наконец, после уменьшения признаков с помощью проекции подпространства вычисляют функцию решения классификатора с изученными параметрами (см. также I. GoodFellow, Y. Bengio, A. Courville, «Deep Learning», MIT Press, 2016).

Даже дополнительные варианты осуществления могут включать исправление перспективы для корректировки несовершенного или изменяющегося выравнивания устройства для формирования изображения с плоскостью метки. Кроме того, растяжение или сжатие пространственного профиля из-за изменений расстояния от метки до камеры также можно исправить, извлекая размеры контура эталонной метки или штрих-кода на изображениях.

На фиг. 16 проиллюстрированы разные варианты осуществления магнитно-индуцированных меток: a) рисунок ориентации, в котором все частицы пигмента являются совместно параллельными (упоминаемый как эффект зубчиковых искажений, описанный в данном документе выше); b) «эффект перекатывающейся полосы», в котором угол частиц пигмента постепенно увеличивается от центра метки к краю; c) «эффект флип-флоп», в котором одна область метки имеет частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента, совместно параллельные одному углу, а другая часть метки имеет частицы пигмента, совместно параллельные другому углу; d) «спрятанный и раскрытый» (упоминаемый как эффект зубчиковых искажений, описанный в данном документе выше), в котором фоновое изображение или узор напечатаны под магнитно-индуцированными метками и они либо спрятаны пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента для заданного угла обзора, либо раскрыты для другого узла обзора; e) наложенный «эффект флип-флоп», в котором накладываются два разных узора с совместно параллельными пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента; f) «вращающий» рисунок, в котором две зоны, каждая с совместно параллельными пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента, ориентация которых наклонена под углом 90° один от другого.

В варианте осуществления геометрический эталонный рисунок в виде закодированной метки, такой как закодированные буквенно-цифровые данные, одномерный штрих-код, двухмерный штрих-код, QR-код или DataMatrix, может по меньшей мере частично перекрывать магнитно-индуцированную метку. Это, помимо прочего, позволяет идентифицировать метку, например, для целей отслеживания.

На фиг. 17 проиллюстрированы типовые разные узоры меток, объединяющие магнитно-индуцированную метку 1 с QR-кодом 12 в фоновой зоне (фоновое поле) 13, в которой магнитно-индуцированная метка 1 расположена близко к QR-коду 12, или в которой магнитно-индуцированная метка 1 расположена внутри QR-кода 12, или в которой магнитно-индуцированная метка 1 расположена над статическим QR-кодом 12. QR-код 12 может быть либо статическим, либо динамическим (разным для каждой метки 1) в зависимости от приложения. QR-код 12 используется для эффективного размещения метки и определения увеличения, а также позволяет извлекать положение в поле обзора магнитно-индуцированной метки во время скользящего перемещения смартфона.

В этом случае QR-код 12 считывают в положении, в котором магнитно-индуцированная метка не отражается, чтобы иметь достаточный контраст, не измененный из-за обратного отражения магнитно-индуцированной метки, а профиль магнитно-индуцированной метки измеряют и анализируют по черным модулям QR-кода для обеспечения максимального контраста между положениями, в которых пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы пигмента ориентированы для обратного отражения или не ориентированы.

Предпочтительно, можно использовать следующий способ измерения относительной интенсивности магнитно-индуцированной метки из изображения, которое является частью видеопоследовательности:

определение центра эталонного рисунка (символа) на изображении с индексом ;

вычисление положения зоны магнитно-индуцированной метки относительно эталонного рисунка (символа);

измерение средней интенсивности зоны магнитно-индуцированной метки, определяемой как среднее значение интенсивности всех пикселей в пределах зоны магнитно-индуцированной метки;

вычисление положения эталонной зоны отражательной способности, упоминаемой как фоновая зона - зона BKG;

измерение средней интенсивности зоны BKG;

вычисление относительной интенсивности зоны магнитно-индуцированной метки для всех изображений с индексом из видео.

Использование геометрического эталонного рисунка с заранее известной отражательной способностью (т. е. свободной зоны QR-кода), который размещается вблизи зоны магнитно-индуцированной метки для измерения относительной интенсивности поля магнитно-индуцированной метки, может дополнительно снизить чувствительность к переменному окружающему освещению.

Настоящее изобретение обеспечивает улучшенное, точное и надежное техническое решение, которое устойчиво к искажениям окружающего света, не зависит от печати с высоким разрешением или усложненного перемещения смартфона и позволяет избежать сложного в управлении и не интуитивно понятного наклонного или азимутального положения или вращательного движения.

Фактически, настоящее изобретение позволяет легко управлять перемещением (т. е. параллельно подложке) с хорошей устойчивостью к изменчивости окружающего света из-за источника света, предпочтительно вспышки смартфона, которая доминирует над окружающим светом в большинстве условий. Работа на близком расстоянии, когда смартфон расположен параллельно подложке, дополнительно снижает внешнее световое загрязнение за счет затемнения интересующей области. Управление удержанием телефона в заданной плоскости может быть легко реализовано с использованием, например, гироскопа смартфона. Его также можно измерить по размеру изображения и геометрической деформации (например, в перспективе) наблюдаемой этикетки, метки или QR-кода. Это ключевое преимущество настоящего изобретения, а также существенное улучшение по сравнению с предшествующим уровнем техники.

Соответственно, настоящее изобретение не является зависимым ни от печати с высоким разрешением, ни от усложненного перемещения смартфона, а использует внутреннюю светодиодную фотовспышку смартфона, которая повышает его невосприимчивость к условиям внешнего (окружающего) освещения. Кроме того, из-за точной и малой ориентации дисперсии пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента (ниже +/- 2°) настоящее изобретение отлично способно различать имитации и является выборочным по отношению к другим отражающим меткам с угловой зависимостью.

Другое преимущество настоящего изобретения по сравнению с предшествующим уровнем техники обеспечивается подробной информацией, получаемой из профиля интенсивности, которая предлагает повышенный уровень безопасности при аутентификации. Например, скорость увеличения и падения изменения интенсивности напрямую связана с однородностью ориентации пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента, что является одной из наиболее сложных характеристик для получения в процессе печати и, следовательно, наиболее сложной для подделки. Кроме того, угол ориентации пластинчатых магнитных или намагничиваемых частиц пигмента может быть выведен из профиля углового отражения при условии, что на изображении (например, QR-коде или любом машиночитаемом коде известных размеров) присутствует масштабный эталонный образец, а параметры камеры хорошо известны для вычисления угла наблюдения.

Вышеуказанный предмет изобретения следует считать иллюстративным, а не ограничивающим, и он служит для лучшего понимания настоящего изобретения, определяемого независимыми пунктами формулы изобретения.

Claims (21)

1. Способ аутентификации магнитно-индуцированной метки (1), нанесенной на подложку (2) и содержащей зону с плоским слоем материала, содержащего магнитно-ориентированные частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы (6) пигмента с помощью портативного устройства, оснащенного источником (5) света, выполненным с возможностью подачи видимого света, устройством (4) для формирования изображения, процессором и памятью, при этом зона магнитно-индуцированной метки содержит первую зону, содержащую магнитно-ориентированные частично отражающие пластинчатые магнитные или намагничиваемые частицы (6) пигмента, которые наклонены под первым углом в первом направлении, отличающийся тем, что способ включает:

размещение устройства для формирования изображения портативного устройства, обращенного к зоне магнитно-индуцированной метки;

освещение первой зоны магнитно-индуцированной метки источником света и получение снимков множества цифровых изображений освещенной первой зоны устройством для формирования изображения, располагаемым для каждого разного цифрового изображения под соответствующим отличным углом обзора θ относительно указанной первой зоны путем перемещения устройства для формирования изображения над магнитно-индуцированной меткой в указанном первом направлении ориентации магнитных или намагничиваемых частиц пигмента и параллельно плоскому слою;

для каждого цифрового изображения освещенной первой зоны вычисление процессором соответствующей средней интенсивности I света (8), отраженного частично отражающими пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента и собранного устройством для формирования изображения под соответствующим углом обзора θ;

сохранение вычисленных значений средней интенсивности отраженного света и соответствующих углов обзора для получения кривой I(θ) интенсивности отраженного света;

сравнение сохраненной кривой I(θ) интенсивности отраженного света с сохраненной эталонной кривой I_ref(θ) интенсивности отраженного света для магнитно-индуцированной метки,

определение того, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной на основе результата сравнения.

2. Способ по п.1, дополнительно включающий

вычисление скорости изменения кривой I(θ) интенсивности отраженного света для определения углового значения и соответствующего значения пика интенсивности кривой;

сравнение вычисленного углового значения и значения пика интенсивности с сохраненным эталонным угловым значением и значением пика интенсивности для указанной магнитно-индуцированной метки соответственно,

отличающийся тем, что определение того, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной, дополнительно основано на результате указанного сравнения.

3. Способ по п.1, дополнительно включающий

вычисление дисперсии интенсивности отраженного света над указанной зоной магнитно-индуцированной метки из полученных цифровых изображений;

сравнение вычисленной дисперсии с эталонным значением дисперсии для указанной магнитно-индуцированной метки,

отличающийся тем, что определение того, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной, дополнительно основано на результате указанного сравнения.

4. Способ по любому из пп.1–3, отличающийся тем, что способ дополнительно включает считывание геометрического эталонного рисунка, причем геометрический эталонный рисунок по меньшей мере частично перекрывает зону магнитно-индуцированной метки и представлен в виде закодированной метки, выбранной из закодированных буквенно-цифровых данных, одномерного штрихкода, двухмерного штрих-кода, QR-кода (12) или DataMatrix.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что зона магнитно-индуцированной метки содержит вторую зону с частично отражающими пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами (6’) пигмента, наклоненными под вторым углом во втором направлении, отличном от первого направления, и способ дополнительно включает:

освещение второй зоны магнитно-индуцированной метки источником света и получение снимков множества цифровых изображений освещенной второй зоны устройством для формирования изображения, располагаемым для каждого разного цифрового изображения под соответствующим отличным углом обзора θ относительно указанной второй зоны путем перемещения устройства для формирования изображения над магнитно-индуцированной меткой в указанном втором направлении ориентации магнитных или намагничиваемых частиц пигмента и параллельно плоскому слою;

для каждого цифрового изображения освещенной второй зоны вычисление процессором соответствующей средней интенсивности I света (8), отраженного частично отражающими пластинчатыми магнитными или намагничиваемыми частицами пигмента и собранного устройством для формирования изображения под соответствующим углом обзора θ, сохранение вычисленных значений средней интенсивности отраженного света и соответствующих углов обзора для получения кривой I(θ) интенсивности отраженного света, и сравнение сохраненной кривой I(θ) интенсивности отраженного света с сохраненной эталонной кривой I_ref(θ) интенсивности отраженного света для магнитно-индуцированной метки, при этом определение того, является ли магнитно-индуцированная метка подлинной, дополнительно основано на результате указанного сравнения.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что портативное устройство представляет собой смартфон (3) или планшет.

7. Энергонезависимый считываемый компьютером носитель, содержащий части компьютерного кода, выполняемые процессором, для обеспечения осуществления портативным устройством, оснащенным источником (5) света, выполненным с возможностью подачи видимого света (7), и устройством (4) для формирования изображения, способа по любому из пп.1–6.