TW200816061A - Scanner authentication - Google Patents

Description

200816061 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於掃描器驗證，具體而言（但並 此）係關於將一！知平台式掃描器類^備用於 張、塑膠或金屬製成之文件。 【先前技術】 許多傳統驗證安全系統依賴於一種除製造者 何人都難以執行之過程，其中之難度係藉由主要 用、技術訣竅之複雜性所形成，或者較佳地由該择 貫例為在銀行鈔示（bank note )上提供水印和在 護照上提供立體照片（hol〇grani )。遺憾的是，罪 來越先進，幾乎可以複製原始製造商製造的任何 因此，驗證安全系統存在一種習知方法，其 受自然法則約束之過程創建安全符記，該過程 均為惟一的’更重要的是，具有一種可量測的 且可被用作後續驗證之基礎。根據這一方法， 方式製造及量測符記，以獲得一惟一特性。然 特性儲存一電腦資料庫中，或者採用其他方式 型之符記可被嵌入到一載體物品中，例如，銀 照、身分證、重要文件。然後，可再次量測該 且將所量測之特性與儲存於該資料庫中之特性 以確定是否存在匹配特性。

James D. R. Buchanan 等人在 lFingerprinting, documents and packaging” ( 非僅限於 驗證用紙 之外的任 設備之費 ?者形成。 信用卡或 犯變得越 東西。 使用某一 每一符記 一特性， 用一設定 ，可將該 存。此類 鈔票、護 I體物品， .行比較， Forgery 3 然 43 6， 5 200816061 475-4 75，2 00 5年7月28日）描述了一種系統，用於利用 來自一物品之反射雷射光來惟一地識別該物品，其具有先 前技術中未曾獲得的高複製能力。Buchanan的技術在一物 品表面上多個點中之每一點多次取樣來自該表面之反射， 為該物品創建一簽名或“指紋”。 該文描述之系統使用一聚焦相干光束照亮一物品表面 上之區域或點，且偵測來自該表面之光反射，其中攜帶有 描述該表面之表面粗糙度或紋理之資訊。

在構思本發明時已經暸解了現有系統之習知缺點。 【發明内容】 本發明者研究了用於以下目的之技術：以光學方式獲 得描述一物品表面粗糙度或紋理之資訊的技術，以及用以 獲得一種簽名之技術，利用該簽名可以從其他類似物品（在 宏觀上相同或類似）中識別特定物品，對此等技術之研究 導致了本發明，其中一習知平台式掃描器設備可被用於執 行該物品之光學掃描。然後可處理來自該掃描器之訊號， 以創建一簽名。 從一第一態樣之角度來看，本發明可提供一種為一物 品創建簽名之方法，該方法包含：在非法線入射方向用光 線依次照亮該物品之區域；偵測從該物品之每一區域表面 反射之光；處理代表來自每一區域之反射光的訊號，該訊 號可以表示該區域之表面粗糙度，以確定該物品之一簽名。 其提供一種用於創建該簽名之設備，該設備係通常可 用之習知電腦周邊裝置，許多電腦使用者可能已經擁有該 6 200816061 電腦周邊裝置。因此， 如列印文件或授權雜a '、統使用驗證簽名來驗證諸 $ δ己之實體物。fl 卡及忠誠紅利卡），此 C j如，信用卡、轉賬 的不熟悉裝置部件。 不兩要使用者獲得一新 可藉由任意習知掃插器來 使用以非法線方向昭 T “知為過程，該掃描器 …、射到一掃^^ 標。適當之掃描器勺人“ 田目，示之光線照亮該掃描目 品被放置在一掃描台板上，一 *千口式知插器（其中一物 饋紙式掃描器（复中 帚描頭相對於該物品移動)、 式掃描器（其中使 。 知描頭），及手持 此種掃描器可祜軟人 、物0口移動）。 置中包含列印裝¥，一 夕力-裝置中，其在相同裝 印之梦罟，古奸、 此外選订知描、稷製、列 黧捃k时 丁寻，、1而要^供一適當介面）。此 等…可係數位影印機之一部 網電腦备紘冼劣 1 ^ 了被連接到一聯 在此錄列印/複製/掃描資源之數位影印機。 =實”，在例如控制該數位影印機之操 中可提供一簽名產生模組。 骽 、一物品可由一系統驗證，其中為一物品產生一第一 名二記錄簽名，且儲存於一簽名資料庫中。接下來，可处 =不同位置’再次掃描該物品’創建_第二簽名或驗： 食名。可以將該驗證簽名與記錄簽名之資料庫進行比對。 :果發現-匹配簽名’則可以認為該驗證簽名所代表之物 品係真實的。 在替代系统中，可以在一電腦環境中，將根據—被掃 7 200816061

描文件創建之簽名與該文件之一電子複本相關聯。藉由設 定該文件之控制參數，可以為該文件之電子及實體複製（例 如列印或傳真）設定權限。此等簽名還可用於限制或記錄 由一文件所做之複本。舉例而言，可將一文件之記錄簽名 與複製權限關聯在一起。當一使用者嘗試複製或傳輸該文 件時，取得該文件之一簽名，且將其與一記錄簽名資料庫 進行比對，以找出匹配記錄簽名及相關聯的複製權限。根 據此等權限，可以防止該使用者複製或傳輸該文檔，或者 允許其複製或傳輸該文檔，在某些情況下取決於該使用者 提供之安全或許可（clearance)參數。 從另一態樣可以看出，本發明可提供一用於為一文件 創建簽名之系統。該系統可包含：一光源，其可操作用於 將光束以非法線入射方式順序引導至該物品之區域；一偵 測器，其可操作用於偵測由該物品每一區域之表面反射的 光線。該系統還可包含一處理器，其可操作用於處理表示 自每一區域之反射光線的訊號，該等訊號指示該區域之 表面粗糙度，從而為該物品確定一簽名/ 其提供一種用於創建該簽名之設備，該設備係通常可 用之習知電腦周邊裝置，許多電腦使用者可能已經擁有該 電腦周邊裝置。因此，有一種系統使用驗證簽名來驗證諸 如列印文件或權限符記之實體物品（例如，信用卡、轉賬 卡及忠誠紅利卡），此種系統之採用不需要使用者獲得一新 的不熟悉的裝置部件。 在一些實例中，該偵測器可包含一透鏡陣列，可操作 8

200816061 用於將該反射光聚焦至一檢光器陣列，透鏡陣列中之 透鏡對應於一各別檢光器，且透鏡陣列中之每一透鏡 態用於收集來自每一區域之各別不同部分反射的光 此，可以在一次傳送過程即掃描一物品之整個寬度， 多個感測器將該掃描區域之每一條分為更小的部分。 在一些實例中，為輔助搜尋多個簽名，可以計算 簽名以獲得一小於整個簽名之縮圖簽名，從而加快速 程。 本發明還可以提供一種用於驗證一物品之系統。 統可包含：一如上所討論之系統，用操作於為該物品 一第一簽名；一可操作用於儲存該第一簽名之儲存裝 該系統還可包含：一如上所討論之系統，可操作用於 物品創建一第二簽名；一比較器，可操作用於將該第 名與所儲存之第一簽名進行比對，以確定相同物品是 經用來創建兩簽名。因此，可以根據一先前儲存之簽 驗證該物品，確認該物品係真實物品。 由以下說明及隨附申請專利範圍可以明瞭本發明 他目的及優點。 【實施方式】 為了更好地理解本發明，並說明如何實施本發明 參考附圖以實例說明之。 儘管本發明易於進行各種修改及替代形式，但在 圖式中以實例之方式示出其特定具體實施例，並將對 具體實施例進行詳細說明。但應理解，該等圖式及詳 每一 被組 〇因 提供 每一 尋過 該系 創建 置。 為該 二簽 否已 名來 之其 ，將 該等 該等 細說 9 200816061 明無意於將本發明限制於所揭示之特定形式，而是相反， 本發明將涵蓋所有包含於本發明如隨附申請專利範圍所限 定之精神及範圍中之修改、均等及替代形式。

第1圖示出一平台式掃描裝置10之示意戴面圖。如上 所述，該掃描設備可以係例如一專用掃描器、一所謂之多 功能裝置或一數位影印機之組成部分。設備1 0包含用於照 亮一掃描目的之光源 1 2。在許多平台式掃描器類型裝置 中，該光源可以係一冷陰極螢光燈、——氙氣燈、一習知螢 光燈或一發光二極體（LED )或發光二極體陣列。在大多 數掃描器中，提供某種形式之光導（未示出），以將光線引 導向目標，或者是在“錯誤”方向上將光線反射至目標， 或者是吸收在“錯誤”方向上行進的光線，或者是採用兩 種方式。 該光線射至被放置在支撐物1 6上大約位置1 4的一掃 描目標（未示出）。然後自該掃描目標反射該光線，且由一 透鏡裝置1 8拾取。該透鏡裝置將由掃描目標反射的光線聚 焦至一感光器20上。該透鏡裝置還用作一干擾過濾器，以 確保只有大約垂直於感光器20之光線可以實際到達它。此 有助於防止感測器接收來自過大區域的光線，從而降低掃 描結果的準確性。在許多掃描器裝置中，感測器元件 20 係諸如電荷耦合裝置（CCD )之類的感光裝置。 如第2圖中所示，許多掃描器裝置利用一光源12、透 鏡裝置陣列18及偵測器陣列20，其延伸跨過一掃描目標 支援平台1 6之寬度。光源、透鏡裝置及感測器陣列構成一 10 200816061 掃描頭，該掃描頭相對於掃描目標移動，從而可以在後續 捕獲操作中能夠捕獲整個掃描目標。 因此，可理解一習知掃描器裝置之操作。現在將參考 第3圖至第9圖描述將此種裝置應用於簽名產生及驗證系 統。

第3 A圖及第3 B圖示出利用一平台式掃描器對一頁 “白紙”進行兩次掃描所獲得之第一及第二影像。可以預 料，此等影像顯示為白色且是相同的。為了在此等影像中 可以看到| 一些東西，已經在用作掃描目標的紙張上列印了 一些字蹟。該字蹟實質上是不相關的，紙張上的任意其他 可視標記亦係如此。 第4A圖示出該等掃描影像中之一被選擇區域，第4B 圖示出進行放大、調整對比度及亮度後之該被選擇區域。 在進行此對比調整之後，可以看出“白”影像實際上攜帶 著一些陰影資訊。在“正常”對比度下查看此影像時，看 不到此陰影資訊。事實上，如果在第4B圖所示之對比位 準下查看整個圖像，將不可能看到第4A圖中可以看到的 列印元素。 此陰影資訊攜帶了描述該紙張表面粗糙度的資訊。在 第4B圖中，被成像之紙張為A4大小，被放大區域大約為 1釐米X2釐米。如果該掃描器以1200 DPI (每25.4亳米為 12 00點）之解析度掃描，則其粒度（點大小）大約為400 平方微米（即20微米x20微米）。

第5圖示出沿該紙張第一次掃描（第3 A圖）中線A A 11

200816061 (標記於第4 B圖中）之被偵測記號亮度曲線。該圖 製了沿讀取線AA之每一被偵测像素（χ軸）之數值 值（y軸）。該數值亮度值是藉由將掃描器之全部亮度 自該掃描器之影像的8位元（0-255)範圍内分配獲得 6圖示出該第二掃描（第3 B圖）之一等價曲線。考慮 曲線之標度不同，可以看出兩次掃描之亮度線非常類 事實上，如果將此兩曲線之一重疊在另一曲線之上， 7圖所示，則可以看出此等兩曲線是何等類似。藉由 此相似性，於第8圖中示出該等兩次不同掃描資料之 交叉相關結果。此圖線繪出該交又相關和（y軸）相 兩資料集之間的像素偏移（即偏移值）的變化。因此 很清楚地看到’在相同物件之多次掃描中，該亮度資 複製’從而可以對相同物件的多次掃描進行測試，以 該等兩次掃描是否係相同物件之掃描。 第9圖示出第8圖交又相關曲線之一被放大部分 用於創建第8圖及第9圖之資料集中，每一資料集包令 個資料點，每一資料集之RMS值大約為2。由第9圖 很清楚地看出，在像素偏移值（pixel 〇ffset vaUe ) 為825時出現該交叉相關峰值（即該等資料集之間幾 全為1 : 1對準），且其峰值為丨3 3 5。假定每一資料集 825個點，則理論最佳匹配峰值為165〇。但是，由於 紙張進行每次掃描所提供的結果稍有不同（對於諸如 粗糙度等隨機特性進行生物類型之量測亦係如此），所 際峰值將稍低於此採给枯，& _____ ____ 線緣 亮度 在來 。第 到兩 如第 確認 間的 對於 可以 訊被 確定 。在 ‘825 可以 大約 乎完 包含 對該 表面 以實 資料 12 200816061 集RMS值之一反應。

以實例說明之，第1 0圖及第1 1圖係兩不同紙張之間 對比的等價資料。其同樣適用於來自同一紙張不同部分的 資料。第1 0圖是來自兩個此種不同掃描重疊的亮度分佈 圖。由該圖可以看出，該等曲線非常不同。由第1 1圖可以 確認這一點，第11圖係兩個資料集的交叉相關曲線，該等 兩個資料集係由掃描兩個不同紙張獲得。從第11圖可以清 楚地看出不存在明確的峰值，這樣可以明確指示這兩個資 料集非常不同。 吾人應可瞭解，因為照射到目標物品上之光線在該物 品表面上產生了由於物品表面粗糙度所導致之陰影，所以 此系統發揮作用。該陰影資訊描述了該物品之表面粗糙 度，該資訊被攜帶於由該掃描頭所偵測之反射光中。因此， 使用此技術可以為任意具有表面粗糙度（即不是光學平滑 的）之物品產生簽名。此被捕獲之陰影資訊描述了表面粗 糙度或紋理，其等價於在Buchanna所描述的“斑點”型反 射資料中所提供之資訊。 此表面粗糙度被藉由實例之方式說明於第1 2圖中，第 1 2圖顯示一紙張表面之顯微鏡影像，該影像覆蓋一大約 0.5 X 0.2亳米之區域。包含該圖式係為了說明：在大多數 情況下，例如紙張之宏觀平坦表面在一微觀比例下係高度 結構化的。對於紙張而言，該表面在微觀比例下為高度結 構化，其原因在於製成該紙張之木質纖維的相互交叉網 路。該圖式還說明木質纖維的特性長度比例，其大約為1 0 13

200816061 微米。此尺寸與至少一部分入射光之光學波長具有正 係，從而可以在被偵測反射中看到來自該紙張之陰 訊。應瞭解，如果一掃描器將被設計用於一特殊類別 品，則可以將該光線之波長定制為待掃描物品類別的 特徵尺寸。從該圖式中還可以看出，每一片紙張之局 面結構係唯一的，因為其取決於各自木質纖維之排 式。因此，一片紙張與特殊產生之符記（例如先前技 之特殊樹脂符記或磁性材料沈積）之間沒有不同’因 具有惟一結構，原因在於它是由受自然法則所約束之 而製成。其同樣適用於許多其他類型之物品。 第1 3圖示出一塑膠表面之等價影像。此原子力顯 (atomic force microscopy)影像清楚地示出該宏觀平 膠表面的非平坦表面。從該圖式中可以推測，此表面 1 2圖中所示之紙張表面更平滑，但即使是該位準之表 動仍然可以使用本實例之簽名產生機制來惟一識別。 換言之，本發明已經發現，當能夠以簡單方式從 日常物品中量測惟一特性時，花費力氣及成本來製作 準備之符記基本上沒有意義。現在描述資料收集及一 訊號之數值處理，其利用一物品表面（在傳送狀態下 内部）之自然結構。 因此，現在已經描述了可用於收集一目標物品表 糙度之系統的實例，以及可用於由此設備收集之資料 例。 雖然該等實例之系統提供了很多優點，允許將現 確關 影資 之物 結構 部表 列方 術中 為其 方法 微鏡 滑塑 比第 面波 多種 特殊 散射 為其 面粗 的實 ,成可 14 200816061 夕設備用於為一身知〇 士 ，^ 用 〇σ產生簽名，但與Buchanaii描述之 铋相比時’它也擁有一此扯—u 、灰 二特之缺陷。這些相對的優點/缺 +技定特性之間存在k古 少 、 在特 折衷’此糸統之使用者可為自己進 量身定做’以確定哪種系統最適於他們。 例如“種典型平台式掃描器之景域深度極淺，這 因為入射光線疋非聚：|、的，因此其焦點完全取決於感測 端所使用,透鏡，這意味著該系統對於因為（例如）紙 物品之折《或折敬所導致之破壞非常敏感。可以藉由使 奍常大之簽名規拉（可能係基於數十萬甚至數百萬個資 點）來克服此缺點。儘管實施這—方法需要系統具有非 大之貢料處理谷置，但提高簽名大小可以提高對物品損 之強健性、乂疋因為，儘管在一物品被損壞時，位元錯 率（表示為佔位元總數之一比值）隨著掃描區域之增大 玎能保護恆定不變，但是，由於位元總數之增大，一既 錯誤率之統計重要性（在惟一性方面）也隨著位元資料 增大而下降。因此，如果所使用之位元總數足夠大，則 使一被損壞物品也可被成功重新識別。 另外，儘管該等實例之系統足以處理紙質文件或颛 文件’但它不能用於一生產線環境中，在此環境中，不 保濩掃描頭至物品之距離。例如，即使掃描頭被安梦在 產線上之一表面上，物品在該表面上移動，則典型生產 環境中存在的振動將足以將物品移出該光學系統所提 極淺景域濃度之外。 〜 另外’因為一習知平台型掃描器只有單一偵 糸 點 行 是 器 張 用 料 常 壞 誤 而 定 之 即 似 能 生 線 之 障 15

200816061 列，所以該系統易於受到欺騙。如果一欺騙者能夠自 描一被保護文件，他就能夠分析所觀察到之型樣，並 一種列印型樣，其可被應用於另一文件之表面，從而 該第二文件顯示為與該被保護文件具有相同表面。因 掃描該第二、欺騙性文件將提供一個與真實受保護文 夠類似之簽名，使該欺騙性文件可被接受作為該真實 護文件。如果能夠在與該物品表面之一不同角度添加 二偵測器陣列，則這種欺騙即不再可能，因為為了欺 一偵測器陣列所需要列印在該表面上之型樣不同於為 騙該第二偵測器陣列所需要之型樣。應瞭解，此基於 型樣之欺騙依賴於以下事實：在從一既定角度觀測時 以使用一列印型樣模仿一既定表面粗糙度，該列印型 生來自一物品表面之相同反射型樣。但是，隨著觀測 之變化，來自該表面粗糙度之觀測型樣也發生變化， 欺騙該系統所需要之列印型樣也發生變化。如果在不 度使用兩個偵測器，則需要在同一紙張上同時表現兩 同列印型樣—即使隶南級之非犯也尚難以實現。但 由於一典型文件掃描器僅需要輸出一文件之單一電 像，所以此種掃描器一般僅有單一偵測器陣列。

在單一掃描頭裝置中獲得兩掃描頭之等價的方式 該物品進行兩次掃描，一次在0 °方向，一次在1 8 0 °戈 因此，讀取該物品之光線顯示為來自兩個方向。因為 的欺騙者也許能夠使用兩個不同紙張（每一紙張都被 列印）進行兩次不同的掃描操作，此系統並不能防止I 己掃 設計 導致 此， 件足 受保 一第 編第 了欺 列印 ，可 樣產 角度 所以 同角 個不 是， 子影 是對 「向。 聰明 適當 之騙’ 16 200816061 但可以為至少一些系統提供更高位準之安全。 下面’將說明用於由被捕獲資料創建簽名的過程。 首先’可以考慮可用資料量。如果以1200DPI(每25.4 . 宅米120〇個點）之解析度掃描整個A4大小（2 1 0x297毫 米）之文件，則會提供總共139,2〇1，551個資料點。這代 表非常大的資料量，所以對於許多應用來說，可能使用此 資料之一子集。 可以用兩種方式之一來選擇該資料之一子集。第一種 疋選擇該文件表面之一較小區域，該簽名即以其為基礎。 繁 - ~種疋選擇來自整個文件表面之所捕獲資料點之一子 集’該簽名以其為基礎。 第一種方法沒有偵測對文件表面其他部分的篡改，對 、掃插區域内文件之局部損壞具有較低強健性，但是其優 ”疋斜於文件在掃描器裝置上之準備放置沒有過高要求。 第二種方法對於文件的局部損壞具有強健性，而且更 ·: 债測對文件之篡改’但它對於文件在掃描器之放置更 n 件' $ 。這是因為單一資料點的連續區塊越大，在放置文 '行掃描時的錯誤空間越大。舉一極端實例，簽名中使 用之 向 貝料點係表面上之一獨立點，則該紙張在每一方 上之對準精度為士2〇微米。如果將所儲存簽名（基於一 〜整個表面之一掃描進行比對，則可以克服這一困 雞 > 伯门 1〜同樣增大了需要進行處理的資料量。 對於許多應用來說，一般沒有或很少有物件損壞，所 為母一簽名使用總數為25〇至1〇〇〇〇個資料點。另 200816061 面降級（可能係一 出，並被重複在讀 料點，可能達到 信用卡，其 取裝置中讀 100000 至 一方面，如果估計有大量表 被重複放入一皮失或從中取 取），可以使用非常多之資 1000000 〇 隹便用 …之知描區域時（例如， 毫米，或更大），可以簡單地使用許多掃 二 導器將文件放置在掃描器上，既 °。供之疋位引 平 亞上 既可以是平台

對準標記或框架，也可以饋紙式掃士 0氕掃插器上的 、坪描态中的饋 一旦選擇了用於創建該簽名之掃插區域的：。 後，可以對於已經由其收集資料 的貪料集之 J议延點應用 數。在一實例中，此操作之有效方式可以θ 平均函 料點矢量乘以一隨機雜湊矩陣。這樣 一維貝 體方式拐'粗· T t 關該表面之資訊，可以應對該掃描區蛣 ，、ί有 飞表面之部分浐撩， 並沒有增大該簽名之資料量。在一實例Φ 、 、 該雜凑矩卩車可 以由整數值（數位值更為有效）+1、0、 早』 、成成，這樣可 以使執行乘法運算所需要的邏輯簡單，但可能I ^ 大簽名中的位元錯誤率（BER )。在另一實 "人為地增 J中’該雜湊矩 陣可以由具有高斯權重之類比值構成，這樣 ' ^ 7避免了 ber之 增大，但需要更複雜的邏輯來執行乘法計算。 在決定了用於該簽名的資料點集合之徭 灸’即需要考慮 為獲得可用簽名而執行的處理過程。 Μ 第1 4圖係示出可以如何從一掃描產峰一 物品之簽名 的流程圖。 步驟S 1.係一資料擷取步驟，在此步驟 ’在沿整個 18 200816061 掃描長度上之許多位置處，獲取每一檢光器之光學亮度。 注意到，如果掃描電動機具有高度線性準確性（例如，在 大夕數平cr式掃描器中即是此種情厅、）’或者，如果可以藉 由逐區塊分析或模板匹配消除資料中之非線性，則可能不 需要資料之線性化。下面，將每一檢光器在每次掃描中收 集之資料點數定義為N。此外，值ak(i)定義為來自檢光器 k之第i個儲存亮度值，其中i之取值範圍為1至N。在本 實例中，一典型掃描器僅有單/偵測器陣列，i。 步驟S 2係將一時間域過丨慮益應用於所顧取資料之一 可選步驟。在本實例中，如果使用來自例如螢光源之光線 照射該目標，則通常選擇性地会除50/60赫茲及1〇〇/12〇 赫茲頻帶之訊號。此等頻率係驅動室内照明（例如螢光照 明）之最常用頻率。 步驟S 3執行資料之對準。在一些實例中，此步驟使 用數值插值以局部放大及收縮ak(i)，使編碼器過渡在時間 上均句分佈。這樣即可校正電動機速度中的局部變化及資 料中的其他非線性。 在一些實例中，掃描區域對應於一預定型樣模板，可 以將所擷取之資料與習知模板進行比對’對所擷取資料應 用平移及/或旋轉調整，以將資料與該模板對準。另外，當 掃插頭相對於物品之移動不同於建構模板時的移動時，可 以對所擷取資料進行伸縮調整，將其與模板對準。因此， 如果使用一線性掃描頭建構該模板’而且在處理掃描資料 時的速度存在非線性，則可以對掃描資料進行調整’以與 19

200816061 該模板匹配。 步驟 S4將一空間域帶通濾波器應用於所擷取資料 此濾波器在X方向（掃描頭的移動方向）上傳遞一波長 圍。該濾波器還可以被組態用於在y方向上工作（越過 描頭之寬度），以提供一兩維空間濾波。該濾波器被設計 於將取樣之間的衰減最大化，並在資料内保持較高自 度。考慮到這一點，濾波器通帶之下限被設定為具有一 速衰減。之所以需要這樣設定，是因為從簽名產生之角 來看，並不關注目標表面之絕對亮度值，而具有類似亮 之區域間的變化才是人們所關心的。但是，該衰減不能 設定為過快，因為這樣做會降低訊號之隨機性，從而減 所擷取資料中之自由度。上限可被設定為高；由於可能 在一些高頻雜訊或者需要在X方向上的值之間進行某些 均（拖尾）（非常類似於上文對 y方向上的值所進行的 論），所以通常只需要一個較高的上限。關於濾波器之 數，通常希望將發生振動（ring)之機率降至最低，振動可 導致所擷取資料中之振蕩。因此，可以使用一低階濾波i 在一些實例中，可以使用零階濾波器。在一些實例中， 濾波器可以在X方向和y方向上具有不同效果，例如， 以在y方向上為零階，在X方向上為一階。在一實例中 掃描頭在目標表面上之移動速度為2 0毫米/秒，濾波器 脈衝上升時間為1毫秒，脈衝下降時間為5毫秒。 替代應用一簡單濾波器，其可對濾波器之不同部分 行加權。在一實例中，應用加權是實質性操作，以便創 範 掃 用 由 快 度 度 被 少 存 平 討 階 能 該 可 之 進 建 20

200816061 一個三角形通帶，以引入諸如微分等等價realspace函 微分類型之效果對於高度結構化之表面可能非常有用 為它可用於從相對於不相關分量之訊號中衰減相關 (例如，來自列印在該目標之表面）。 步驟 S 5係一數位化步驟，在此步驟中，多位準 訊號（由掃描器輸出之灰階或顏色亮度像素值）被轉 雙狀態數位訊號，以計算代表該掃描之數位簽名。在 例中，藉由應用以下規則獲得該數位簽名：ak(i) >均 對映於二進位 ‘1’ ， ak(i)〈均值對映於二進位 ‘ 0’ 數位化後之資料集被定義為dk(i)，其中i之變化範圍 至N。除了剛剛描述之亮度資料之數位化簽名外，該 之簽名還可以有利地整合其他組件。現在描述該等其 選簽名組件。 步驟S 6係一可選步驟，在此步驟中產生一更小之 圖（thumbnail) ”數位簽名。在一些實例中，其可以 realspace縮圖，在產生此縮圖時，既可以是藉由將m 描的相鄰群組進行平均，也可以每隔c個資料點擷取 料點，其中c係該縮圖之壓縮因數。由於求平均可能 衡地放大雜訊，所以後一方法係較佳方法。在其他實# 可基於部分或全部簽名資料之快速傅利葉轉換得到 圖。在步驟 S 5中應用之相同數位化規則可以被應用 減後之資料集。該縮圖數位化被定義為tk(i)，其中i 化範圍為1至N/c，c為壓縮因數。 步驟S7係一可選步驟，當存在多個偵測器通道 數。 ，因 分量 數位 換為 本實 值， 〇經 為1 物品 他可 “縮 係一 次掃 一資 不均 !中， 該縮 於縮 之變 時可 21

200816061 應用該步驟。在該等實例中，僅在使用專用的多偵 列掃描器時才會出現這一情況。由於通常僅需要一 物件的單一電子影像，所以習知掃描器僅有單一感 列。額外分量係一交叉相關分量，其係由不同檢光 之亮度資料之間計算所得。如杲有2個通道，則僅 可能的交叉相關係數，如果有3個通道，則有多達 能的交叉相關係數，如果有4個通道，則有多達6 的交叉相關係數，以此類推。已發現該等交叉相關 材料類型之良好指示項，所以它們可以非常有用。 對於一特定類型之文件，例如既定類型之護照或雷 機，該等交叉相關係數總是介於可預測範圍内。可 ak(i)及ai(i)之間的正規化交叉相關，其中 k 1和 著全部檢光器通道數目變化。該正規化交叉相關函 為： Σα^(〇α/(〇 ΑΣ-Μ Σ^)Ί \ V /=1 八 /=1 ) 可被儲存用於以後進行驗證之交叉相關函數的 樣係該交叉相關函數中之峰值寬度，例如半峰 (FWHM )。下面將進一步描述該等交叉相關係數在 程中之應用。 步驟S 8係另一可選步驟，其可計算一簡單的 均值，指示該訊號亮度分佈。其通常可以為整個偵 列之一均值，例如ak(i)之均方根（rms )值。由於 測器陣 帔掃描 測器陣 器獲得 有一個 3個可 個可能 係數係 例如， 射印表 以計算 k，l隨 數定義 另一態 全幅值 驗證過 亮度平 測器陣 亮度值 22 200816061 係樣品之整體反射率及粗糙度之簡單指示，所以已經發現 該亮度值係材料類型之一良好原始過濾器。例如，可以將 去除均值（即直流背景）之後的非正規化均方根值作為該 亮度值。由於該均方根值與該表面粗糙度有關，所以該均 方根值可以指示該表面之反射率。

可以將藉由掃描一物品而獲得之簽名與保存在一簽名 資料庫中之記錄進行比對，用於驗證目的，以及/或者將其 寫至該資料庫以添加該簽名之一新記錄，擴展現有資料 庫，以及/或者以編碼形式寫至該物品，用於在以後擁有或 (未擁有）資料庫權限時進行驗證。 一新資料庫記錄將包含：在步驟S 5獲得之數位簽名， 以及在步驟 S 6對於每一檢光器通道獲得之可選較小縮 圖、在步驟S 7中獲得之交叉相關係數，以及在步驟S 8中 獲得之平均值。或者，該等縮圖被儲存在其自己之分離資 料庫中，該資料庫被最佳化用以快速搜尋，而其他資料（包 含該等縮圖）被儲存在一資料庫中。 第1 5圖係一流程圖，其示出如何依據一簽名資料庫驗 證自一掃描所獲得之物品的簽名。 在一簡單實施中，可以簡單地搜尋該資料庫，以基於 簽名資料之完全集合查找一匹配。但是，為了加速驗證過 程，本實例之過程使用較少縮圖，且基於所計算之均值及 交叉相關係數進行預篩選，下面將對其進行描述。為了提 供這樣一種快速驗證過程，在兩個主要步驟執行該驗證過 程：第一個步驟是，使用來自該掃描資料傅利葉轉換幅度 23 200816061 分量之縮圖（還可視需要根據計算所得之平均值及六 乂^叉^相 關係數進行預篩選）’下文將對此進行說明；第二個步驟是 將所掃描及所儲存之完全數位簽名進行相互比對。 驗證步驟VI是驗證過程的第一個步驟，根據上述過 程掃描一物品，即執行掃描步驟S1至S8。此掃描獲得一 物品之簽名，將根據現有物品簽名之一或多條記錄對其進 行驗證。

t驗證步驟V2使用由掃描訊號之傅利葉轉換幅度分量 獲得之縮圖尋找一備選匹配，前文已經參考掃描步驟％ 對獲得該縮圖之過程進行了解釋。驗證步驟V2取得每— 縮圖項，且计异其與tk(i+j)之間的匹配位元，其中』係一 位元偏移，可對改變該偏移，以補償在放置被掃描區域時 t錯誤。j值被確定，然後確定給出最大匹配位元數目之 縮圖項。這是用於進一步處理之“叫用（hit ) ”值。對此 k秩之一變更係包含傳輸多個備選匹配項之可能性，以根 $完全數位簽名進行完全測試。縮圖選擇可以基於任意適 當準則，例如傳遞最大數目個備選匹配（例如，1〇個）， 每個備選匹配被定義為其匹配位元大於一特定臨限百分比 田广圖該百刀比例如為60〇/〇。如果備選匹配的數目超出 取大數目’則僅傳遞最佳的1 0個。如果未發現備選匹配， 則該物品被㈣（即跳至驗證㈣V6，且發出一失敗結 果）。 入本實例所採用的這一基於縮圖之搜尋方法提供了一種 王面改進之搜尋速度，原、因如下。由於該縮圖小於該完全 24

200816061 簽名，所以使用縮圖進行搜尋所花費之時間短於 簽名所花費之時間。在使用real space縮圖時，需 儲存之縮圖對該縮圖進行位元移位，以確定是否 圖，其移位方式與根據儲存簽名對完全簽名進行 以確定匹配的方式相同。該縮圖搜尋之結果係推 一候選清單，該等推定匹配中之每一推定匹配可 該完全縮圖。 如果該縮圖係基於該簽名之傅利葉轉換或其 由於在搜尋期間不需要對該等縮圖進行位元移位 可實現其他優點。在進行傅利葉轉換時，——僞隨 列在其幅度頻譜攜帶一些資訊，在相位頻譜中攜 訊。但任意位元移位僅影響相位頻譜，而不影響中i 因此可以在不具備任意位元移位知識之情況下匹 譜。儘管放棄相位頻譜會丟失一些資訊，但剩餘 獲得與資料庫之大致匹配。這樣可以在資料庫中 標之一或多個推定匹配。於是，可以使用習知 方法正確地將每一該等推定匹配與新掃描進行 realspace縮圖方法中一樣。 驗證步驟V 3是一可選預篩選測試，在根據 數位簽名來分析該記錄之所儲存完整數位簽名之 步驟。在此預篩選步驟中，將在掃描步驟 S 8獲 根值與在該叫用值之貧料庫記錄中的相應储存 較。如果該等各自平均值未處於一預定範圍内， 該“叫用”進行進一步處理。於是，該物品被作 使用完全 要根據所 有叫用縮 位元移位 定匹配之 用於測試 一部分， ，所以還 機位元序 帶一些資 r度頻譜。 配幅度頻 貨訊足以 定位該目 realspace 比對，與 所掃描之 前執行該 得之均方 值進行比 則拒絕對 為“未確 25 200816061 認”而拒絕（即跳至驗證步騍v 6並發出失敗結果）。

驗證步驟V4是另一可選預篩選測試，在分析完整數 位簽名之前執行該步驟。在這一預篩選步驟中，將在可選 掃描步驟S7中獲得之交叉相關係數（若存在）與在該叫 用值之資料庫記錄中的相應儲存值進行比較。如果該等各 自交叉相關係數未處於一預定範圍内，則拒絕對該“叫 用”進行進一步處理。於是，該物品被作為“未確認，，而 拒絕（即跳至驗證步驟V6並發出失敗結果）。 可以在驗證步驟V4中使用交叉相關係數執行的另一 檢查是檢查交叉相關函數的峰值寬度，其中藉由將來自上 述掃描步驟S7中原始掃描之值與重新掃描之值進行比較 來計算該交叉相關函數··

N rkj(j) = 1=1 —

如果重新掃描峰值之寬度 可以將其作為一指示，表明被 或存在其他可疑性。例如，這 用以下方式欺騙系統之欺騙者 其所使用的亮度變化與該等檢 得的亮度變化相同。 遠高於原始掃描之寬度，則 重新掃描之物品已經被篡改 一檢查應當能夠擊敗試圖採 •列印一條碼或其他型樣， 光盗預期從被掃描表面所獲 驗證步驟V 5主要比鲂力护1 f插步驟s 5中獲得的掃描數 位簽名和在該“叫用”之資粗 二 、’、庠記錄中的相應儲存值。完 王儲存的數位化簽名dkdb(i)被八炎, 、刀為η個區塊，每一區塊中 26 200816061

包含k個偵測器通道上之q個相鄰位元，即每一區塊有qk 個位元。在本實例中，對於標準平台式、饋紙式或手持式 文件掃描器，k= 1，q之典型值為4，每一區塊通常為4個 位元。於是將該等qk個位元與已儲存數位簽名dkdb(i+j) 的 qk個相應位元進行匹配。如果該區塊内的匹配位元數 目大於或等於某一預定臨限值zthresh，則增大匹配區塊之 數目。在一個單一偵測器（k = 1 )系統中，z t h r e s h ο 1 d之典 型值為3。對全部n個區塊重複這一步驟。對不同偏移值j 重複整個過程，以補償被掃描區域之放置誤差，直到發現 匹配區塊的最大數目為止。定義 Μ為匹配區塊的最大數 p(M)=

w=n-M 目，藉由以下公式來計算一偶然匹配（accidentalmatch) 之機率： 式中，s為任意兩區塊之間一偶然匹配之機率（其又 取決於所選擇之zthreshold值），M是匹配區塊之數目，p(M) 是Μ個或更多個偶然區塊匹配之機制。藉由從類似材料之 不同物體的掃描比較該資料庫中之區塊來確定s的值，例 如紙質文件之掃描的數目，等等。對於 q = 4、k = 4和 zthreshold=13之實例情況，s的典型值為 0.1。如果該等 qk個位元完全獨立，則由機率理論可以得到：對於 zthreshold = 7，s = 0.0 1。我們根據經驗找到一個較高值是因 為k個偵測器通道（基使用多個偵測器）之間的相關，以 27 200816061 及該區塊内相鄭位元之間的相關，其歸因於由透鏡裝置向 陣列中每一感測器傳遞之光束寬度。在與一片紙張的資料 庫項進行比較時，對此紙張的一次典型掃描產生總數為 5 1 0個區塊中之大約3 1 4個匹配區塊。對於以上公式，設 定M = 314、n = 5 10、s = 0.1，得到偶然匹配之機率為10-177。 上文曾經提及，此等數字適用於四偵測器通道系統。相同 計算也可適用於具有其他偵測器通道數目的系統。

驗證步驟V 6發出該驗證過程之結果。在驗證步驟V 5 中獲得的機率結果可用於一通過/失敗測試，在該測試中， 基準係一預先確定之機率臨限值。如果這樣，可以由系統 將此機率臨限值設定在一位準，或者可以是由使用者選擇 設定在一位準之可變參數。或者，可以將該機率結果作為 一信任位準輸出給使用者，既可以採用機率本身之方式， 也可以使用有關術語（例如，無匹配/弱匹配/較佳匹配/強 匹配）或其他類別等經修改方式。在對紙張進行之實驗中， 一般發現75%之位元一致表示較佳匹配或強匹配，而50% 之位元一致表示無匹配。 以實例說明之，已經在實驗中發現，使用2004年規格 之標準個人電腦，可以在1 · 7秒内搜尋一個包含1 00萬條 記錄之資料庫，其中每一記錄包含傅利葉轉換幅度頻譜之 一 1 2 8位元縮圖。在1 7秒内可以搜尋1 0 0 0萬項。可以預 期，高端伺服器電腦（以及最新規格之電腦）能夠獲得數 倍於此之速度。 應瞭解可能有許多變體。舉例而言，不是將交叉相關 28

200816061 係數看作一預篩選分量，而是可以將它們與數位化亮 料一起看作主簽名之一部分。例如，該等交叉相關係 以被數位化且加至該數位化亮度資料。該等交叉相關 也可被獨立數位化，且用於產生位元字串等，可以採 述搜尋數位化亮度資料之縮圖的方式來搜尋該等位 串，以找到該等“叫用”。 在一替代實例中，可以在該系統中使用一種基於 度估計之方法來執行步驟V 5 (計算偶然匹配之機率） 例而言，如果共有2 0 0 0位元資料，其中有1 3 0 0個自由 則7 5% ( 1 500位元（匹配結果與975 ( 1 3 00x0.75 )獨 元匹配是相同的。然後可以由有效位數目獲得惟一性 法如下： c 此公式與上式相同，只是這裏的 m是匹配位元 目，p(m)是m或更多個偶然匹配塊的機率。 對於一既定物品類型，可以計算自由度之數目， 如下：有效位元之數目可以被估計或量測。為量測有 元數目，可以掃描該既定類型之許多不同物品，且計 簽名。於是，將所有該等簽名與所有其他簽名進行比 且獲得位元匹配結果之一比例。此等結果之一直方圖 實例示於第16a圖中。第16a圖中之曲線係基於500 似項之124500次比對，每一項之簽名係基於2000個 度資 數可 係數 用上 元字 自由 〇舉 '度， 立位 ，方 的數 方法 效位 算其 對， 曲線 個類 資料 29 200816061 點。該曲線代表在比對不同項時獲得之結果。 由第1 6 a圖可以清楚地看出，該等結果提供一 曲線，以中心線為大約等於0.5之位元匹配結果比 於在第 1 6 a圖中所述之資料，一曲線可以與該等 合，該曲線之均值μ為0.5 0 4，其標準方差σ為0. | 由位元匹配比例曲線，可以計算自由度數目 Ν，其 下： 條平滑 例。對 結果擬 "218 ° 方法如

Ν = μ -μ 2

在本實例之上下文中，得出自由度之數目Ν為 該自由度量測之準確性示出第1 6b圖中。該圖 個二項式曲線，其繪製在位元匹配比例之實驗資料 線42 1 0係使用N= 1 5 3 5之二項曲線，其轉換點位於 曲線 4220係使用 N= 1 685之二項曲線，其轉換 0.5 0 4，曲線4230係使用1^= 1 83 5之二項曲線，其 位於0.5 04。從該圖可以看出，曲線4220與實驗資米 而曲線4210及4230則不吻合。 對於一些應用，有可能估計自由度之數目，而 用試驗資料來確定一值。如杲根據由相同或類似材 之其他項之習知結果，為一項使用保守估計，則該 以同時對錯誤肯定或錯誤否定保持強健性。 可以預期，——文件可以被掃描用於驗證目的， 等結果呈現給使用者。首先，根據第1 4圖之掃描步 該文件。然後使用第1 5圖之驗證步驟驗證該文件 1 6 8 5 〇 顯示三 上。曲 0.504， 點位於 轉換點 I·吻合， 不是使 料製成 系統可 且將該 驟掃描 之真實 30 200816061

性。如果在資料庫中沒有匹配記錄，則向使用者顯示“ 匹配”結果。如果存在一匹配，可以使用一合適使用者 面向該使用者顯示該匹配項。該使用者介面可以是簡單 “是/否”指示系統，例如一盞燈或一發光二極體，其可 開/關或由一種顔色變為另一顏色，以顯示不同結果。該 用者介面也可以採用銷售類型的驗證報告介面形式， 如，可用於一信用卡之習知驗證。該使用者介面可以係 詳盡介面，其給出有關該結構之各種本質細節，例如結 中之確定度，以及描述原始物品或該物品擁有者之資料 此種介面可由一系統管理員或實施者用於提供該系統工 之反饋。此種介面可作為一軟體包之部分提供，用於一 知電腦終端上。 因此，應瞭解，在發現一資料庫匹配時，可以採用 種直觀的可存取方式向使用者顯示相關系統，還可以使 使用者能夠將其自己之常識應用於驗證之額外非正式層 舉例而言，如果該物品係一文件，則顯示在該使用者介 上之任意文件影像在外觀上應類似於呈現給該驗證人員 文件，其他因素也將受關注，例如信任位準及與文件來 有關之摘要資料。驗證人員將能夠應用其經驗，就該等 項資訊是否獨立做出有價值的判斷。 現在已經說明了一些方法，用於掃描一物品以創建 簽名，且將掃描結果與一物品之先前記錄簽名進行比對 以確定被掃描物品是否與由其建立該記錄簽名之物品 同。利用此等方法可以確定該物品是否匹配於一個已經 無 介 的 以 使 例 果 〇 作 習 該 〇 面 之 源 各 相 對 31 200816061 其進行了高準備度記錄之物品。

從一個角度來看，總而言之，現在已經描述了 一種系 統，在此系統中，藉由數位化一組資料點集而獲得一數位 簽名，為獲得該資料點集合，在一紙張、紙張或其他物品 上掃描非相干光束，且量測反射光束中所攜帶之表面粗糙 度資訊。另外，在realspace中藉由平均或壓縮該資料，或 者數位化該資料點集合中傅利葉轉換之幅度頻譜，從而確 定一縮圖數位簽名。因此可以建立數位簽名及其縮圖之資 料庫。可以藉由重新掃描一物品，以確定其數位簽名及縮 圖，然後搜尋資料庫以查找一匹配簽名，從而驗證該物品 之真實性。基於該傅利葉轉換縮圖來完成搜尋，以提高搜 尋速度。由於在一僞隨機位元序列中，任意位元移位僅影 響一傅利葉轉換（以極座標表示）之相位頻譜，而不會影 響其幅度頻譜，所以速度得以改進。於是可以匹配儲存在 該縮圖中之幅度頻譜，而不需要瞭解由於原始掃描及重新 掃描之間的重合誤差所導致之未知位元移位。 在一些實例中，可以最佳化由一被掃描物品擷取簽名 之方法，以便即使在一物品被例如伸展或收縮導致變形 時，也能可靠地識別該物品。例如，一物品此等伸展或收 縮可以由例如水對紙張或卡片類物品之損壞所導致。 另外，如果一物品相對於掃描器中感測器的速度為非 線性的，則一物品相對於該掃描器可能顯現為被伸展或壓 縮狀態。例如，如果該物品沿一傳送系統移動，或者如杲 該物品由一握持該物品之人員移過一掃描器，則可能發生 32 200816061

上述情況。一種可能發生這一情景之實例係一人員使用一 知描益掃描例如一銀行卡D 在一些實例中’掃描器之基礎係一掃描頭，該掃描頭 在掃描器單元内相對於物品固定平台（安裝在該掃描器内、 移動，因此在該掃描器内可以提供線性保證，從而解決掃 描頭移動中之任意非線性問題。如果由人移動該物品，則 此等非線性可被顯著放大。

為了解決可能由於非線性影響導致之識別問題，有可 能調整一物品掃描之分析階段。現在將參考第1 7圖說明一 經過修改之驗證程序。在此實例中實施之過程對資料進行 逐塊分析，以解決該等非線性問題。 根據第1 7圖執行之過程可包含參考第1 4圖所述之一 部分或全部步驟：時間域濾波、替代或附加線性化、空間 域濾波、平滑或差分資料以及數位化，以獲得簽名及縮圖， 但在第1 7圖中未示出該等步驟，以避免使該圖内容模糊。 如第17圖所示，使用逐塊分析進行驗證掃描的掃描過 程在步驟S 2 1開始’首先掃描一物品，以獲得插述該物品 本質特性之資料。然後在步，S22將被掃描資料分為連蛑 資料塊（可以在數位化及任意平均/差分或類似操作之前^ 之後執行該分割操作）。在-實例中…16㈣平方毫米（例 如毫米“0毫米之掃描區域)被分為八個等長度區塊。 因此，每一區塊代表被掃描物品之被掃描區域之一小部分。 對於該等區塊中之每一區塊，針對每_储存簽名之等 價區塊執行一交叉相關（在步驟S23將該物品與該儲存簽 33 200816061 名進行比對）。可以使用一縮圖方法（每一區塊一個縮圖） 來執行此操作。然後分析此等交叉相關計算之結果，以確 定該交叉相關峰值之位置。然後在步驟S24將該交叉相關 峰值之位置與該♦值之一期望位置進行比對，該期望峰值 位置是當該物品之原始掃描與後續掃描之間存在完美線性 關係時之位置。

由於此區塊匹配技術的計算量相對較大，所以在一些 實例中，可以將其應用限制為結合一縮圖搜尋一起使用， 使得該逐塊分析僅應用於由縮圖搜尋識別之潛在簽名匹配 之候選清單。 此關係可以採用圖形方式表示於第1 8A圖、第1 8B圖 及第1 8C圖中。在第1 8A圖之實例中，該等交叉相關峰值 恰好位於期望位置，使得該掃描頭相對於該物品之移動是 完全線性的，而且該物品未被拉伸或收縮。因此，實際峰 值位置相對於預期峰值之曲線係一穿過原點且梯度為1之 直線。 在第1 8 B圖之實例中，該等交叉相關峰值比預期更為 接近，從而使最佳擬合線之梯度小於 1。因此，相對於初 始掃描時之物理特性，該物品被收縮。另外，該最佳擬合 線沒有穿過該曲線之起始點。因此，與記錄掃描時之位置 相比，該物品相對於該掃描頭被移動了。 在第1 8C圖之實例中，該等交叉相關峰值沒有形成一 條直線。在此實例中，它們近似擬合於一代表y 2函數之曲 線。因此，在掃描時間，該物品相對於掃描頭之移動被減 34 200816061 缓。另外，由於該最佳擬合曲線沒有穿過該原點，顯然， 相對於記錄掃描時之位置，該物品已經被移動了。 可以對各種函數進行測試，以擬合該交叉關聯峰值之 曲線，從而找到一最佳擬合函數。因此，可以使用考慮了 拉伸、收縮、錯位、加速、減速及其組合因素之曲線。合 適函數之實例可以包含直線函數、指數函數、三角函數、 x2函數及x3函數。

一旦在步驟S25確定一最佳擬合函數之後，就可以在 步驟S 2 6中確定一組變化參數，其代表將每一交叉相關峰 值由其預期位置移動了多大幅度。然後，在步驟S27將此 等補償參數應用於在步驟S 2 1進行掃描所獲得之資料，以 大體反轉在掃描過程中對資料產生之收縮、拉伸、錯位、 加速或減速影響。應當理解，在步驟S25中獲得之最佳擬 合函數所掃描資料擬合程度越好，該補償效果也應當越好。 與步驟S22相同，可以在步驟S28將經補償之掃描資 料分為連續區塊。然後在步驟S 2 9，將該等區塊各別與來 自所儲存簽名之個別資料塊進行交叉相關，以獲得交叉相 關係數。此時，分析該等交叉相關峰值之幅度，以在步驟 S 2 9確定惟一性因數。之後，可以確定所掃描之物品是否 與創建所儲存簽名時掃描之物品相同。 因此，已經描述了一種方法之實例，用於補償一被掃 描物品中之物理變形，以及/或者該物品相對於該掃描器移 動中之非線性。使用這一方法，可以依據一被掃描物品之 已儲存簽名（藉由之前掃描該物品獲得該簽名）來檢查該 35 200816061 物品，以高位準確定性判斷之後掃描的物品是否為相同物 品。因此，可以可靠地識別由易變形材料製成之物品。另 外，也可以使用一種其相對於該物品之移動為非線性之掃 描器，從而允許使用一種沒有移動控制元件之低成本掃描 器。

藉由逐塊分析基於一物品之本質屬性所產生之簽名來 偵測該物品之另一特性，即該物品之避免損壞。舉例而言， 此種技術可用於偵測在對一物品進行初始記錄掃描之後所 做之修改。 舉例而言，許多文件上（例如，護照、身分證及駕照） 上包含攜帶之照片。如果此種物品之一驗證掃描包含該照 片之一部分，則可以偵測對該照片之任意更改。任舉一個 實例，將一簽名分為1 〇個區塊，其中三個區塊可能涵蓋一 物品之一照片，其中七個照片涵蓋該文件之另一部分，例 如一背景材料。如果該照片被替換，則可以預料，在對該 文件之後續重新掃描中，未發生修改之七個區塊將產生良 好匹配，而被替換的照片將提供非常弱之匹配。已經此等 三個區塊對應於該照片，則所有三個區塊均提供弱匹配之 一事實可以被用於自動使該文件驗證失敗，而無須考慮整 個簽名之平均成績。 另外，許多文件還包含一或多個人之書寫指示，例如 由一護照、駕照或身分證所識別人員之姓名，或者一銀行 帳戶持有人之姓名。許多文件還包含一位置，可將一攜帶 著或證明者之書寫簽名置於該位置。藉由逐區塊分析為進 36

200816061 行驗證而獲得之簽名，可以偵測到對於列印或 件上之姓名或其他重要文字或號碼之修改。可 應於被修改列印或書寫内容之區塊所產生之匹 未發生修改之區塊。因此，可以偵測到被修改 寫簽名，即使該文件之整體匹配足以獲得通： 杲，也使該文件不能通過驗證測試。 被選作掃描區域之區域及元素取決於許多 欺騙者最可能嘗試修改之文件元素。舉例而言 包含一照片之文件，最可能修改之目標通常是 別攜帶者之照片。因此，可以有益地選擇此種 區域，以包含該該照片之一部分。另一可能受 改之元素係該攜帶者之簽名，因為人們可以很 其具有本人姓名之外的姓名，但卻難以複製他 因此，對於一經簽署之文件，特別是未包含照 一掃描區域可有益地包含該文件上一簽名之一· 因此，在一般情況下，可以看出，為驗證 行之測試可以包含測試一驗證簽名及該簽名整 簽名之間具有足夠高品質之匹配，以及在該簽 選擇區塊上具有足夠高之匹配。因此，對於獲 真實性非常重要之區域，可以被選擇作為獲得 結果之關鍵區塊。 在一些實例中，允許未被選作關鍵區塊之 弱之匹配結果。因此，只要該等關鍵區塊提供Ί 而且該簽名整體上提供了良好匹配，則即使部 書寫在一文 以預期，對 配要遠低於 之姓名或書 遇測試之結 因素，包含 ，對於任意 在視覺上識 文件之掃描 到欺騙者修 容易地裝作 人之簽名。 片之文件， 部分。 一物品而進 體之一記錄 名之至少被 得一物品之 肯定真實性 區塊呈現較 >良好匹配， 分撕破或損 37 200816061 壞’則該文件可被接受為真實的。 現在已經描述了 一系統、方法及裝置之許多實例，用 於識別一物品之局部損壞，以及拒絕在預定區域存在局部 損壞或修改之不真實物品。在其他位置之損壞或更改可被 忽略，從而允許該文件被確認為真實的。 由於該等實例之掃描系統可以擷取表面列印之細節 (如同該掃描裝置作為一習知影像掃描器），所以有可能在 該知描區域包含一條碼。該條碼可被用作放置該掃描器之 一對準標記。一合適之條碼可能是標準PDF417 2-D條碼 或者標準DataMatrix 2-D條碼。假定該條碼本身沒有被用 於產生該條碼，則可以在進行資料庫總體掃描之後，可以 將該條碼列印在該物品上。因此，該條碼可包含物品簽名 或某一其他物品識別符。在稍後之驗證掃插中，該掃描哭 可讀取該條碼，以擷取該簽名或識別符。因此，因為可以 從其中有編碼之物品上讀取簽名，所以可能根據該記錄簽 名驗證該物品，而無須存取簽名資料庫。因此，可以在遠 離一真實簽名資料庫之連接的位置驗證一物品。 另者’如果該掃描器能夠存取資料庫，則編碼在該物 品上之簽名可被用於從該資料庫中擷取一真實簽名，從而 可以將該真實性檢查作為一對一檢查來執行，事先將知曉 期望何種簽名。因此，該真實性檢查之速度要遠快於在未 知期望簽名之情景，在該情況中，必須對一簽名資料庫執 行一對多檢查。 可有益地安排此種系統之實施，在創建該記錄簽名之 38

200816061 後，儘可能快速地在該物品上列印該條碼。這樣有助 保所列印之條碼係用於所關注具體物品之正確條碼。 常快速地連續掃描物品之情況下，這樣做非常恰當。 在實施一條碼系統時，可以掃描被保護物品之 分’且將來自該部分之簽名編碼至一條碼，以立即列 該物品之一不同區域。換言之，可以藉由掃描該物品 域，然後將條碼列印至該條碼區域，從而在製造該物 最初應用該條碼。因此，可以用該物品之本質結構（ 掃描區域之表面結構）之簽名特性標記該物品。 如果該條碼包含該物品之實際簽名，則可以在不 至該簽名資料庫之連接的情況下驗證該物品。事實上 果採用化方式使用條碼對所有待驗證物品進行了標 則可以完全省略簽名杳夺立庙 _ 石貝科庫。如果與維護資料庫有關 密事項存在問胃’則此種系統可能係有利的。如果希 此存取貝料庫之位置驗證_物品，則此物品也可 有利的。 巾有之貪訊，例如 =證、駕照或銀行卡/信用卡/忠誠紅利卡，則 取資料執行OCR操作，以冷说 冗处/ 乍以項取攜帶者資訊。該攜 可此係一姓名，或者 兮摧* 係遷知號碼之識別符號 該攜帶者資訊，可以擷取 物°°之-期望簽名， 一由該知描資料所計算答 ^ ^ ^之僉名。在資料庫中查找 攄資袓庙 …、相關聯之簽名，其速度要 據貝枓庫中的所有已 匕储存簽名檢查一個已確定 於確 在非 一部 印至 之區 品時 即該 具備 ，如 記， 之保 望在 能是 照、 對擷 資訊 利用 於檢 姓名 於根 。因 39 200816061 此，基於簽名之驗證過程係一對一檢查，而不是一對多檢 查。 其他可能獲得一對一搜尋策略之系統可以使用内嵌於 該卡之不同載體之攜帶者資訊來擷取所期望之簽名。其可 能包含該物品上之磁條，或者内嵌於該物品之微晶片，下 文將對此進行更詳細之討論。

應暸解，此基本方法可用於使用一標籤（其對於由該 物品之本質物理特性獲得之物品自身簽名進行編碼）來標 記各種物品，例如任意可列印物品，包含紙質物品或紙板 物品或塑膠物品。 假定該條碼或其他標籤之公共本質符合一公共已知之 編碼協定，則建議在將該簽名編碼至該條碼中之前，確保 採用某種方式對該簽名進行了保護。其實施可採用以數位 方式簽署該簽名，或者應用一非對稱加密演算法來創建該 條件，即應用一單向函數，例如根據習知之RSA演算法。 在一實例中，該標籤可以代表一公共密鑰/私鑰加密系 統中之一基於公共密鑰之簽名加密。如果該系統由許多不 用用戶使用，則建議每一用戶具有其自己之私鑰，這樣， 一私鑰之泄露僅會影響一位用戶。因此，使用該公共密鑰 編碼該標籤，該私錄由經授權人員安全放置。 在一實例中，為避免一僞造者創建一僞造物品，然後 掃描其且創建一簽名，且將該簽名編碼於該僞造物品上之 條碼中（從而根據該物品本身進行驗證，而不是根據資料 庫進行驗證），可以保護該條碼中之簽名，使得此種方式之 40 200816061 僞造非常因難’甚至不可 另外包含-來自該簽名之數位化簽：例而、該條碼可以 檢查該物品之簽名技 4化杳署雜湊結果。因此，在 雜湊結果來檢查編碼於：：：：來自該簽名之數位化簽署 或者用於簽署該雜凑功能:數位失敗’ 則該物品被作為贋品拒絕。 名不正癌或未破識別’ 該密該加密可能為對稱㈣。在…下， 體或加密處理哭知：保存於該文件掃插器上的防篡改記憶 來加资每· ^卡中。或者，可以使用對稱加密方式 稱加心I :枓(該簽名^使用非對稱加密系統加密該對 在於一新使用者將不會 了驗證。使用者會很自 描器，正在被掃描的就 該I s己方法之另一可感知優點 知道在、、々士 # ^ '又有特殊知識的情況下執行

然地彳P A 日 Λ疋該讀取裝置只是一條碼掃 是該條螞。 他内容承載光碟， 料解密密鑰之一部 碟上讀取該斑點簽 在一實例中，對於CD、DVD或其

^簽名仅於該光碟上，構成該光碟上資 分。、> H 77 °光碟播放大在讀取該資料時從該光 名 〇 情、、F ' 犯存取一資姐 ’下，完全基於該標籤驗證物品。 、、 但是，還可預想，該標記機制可與資 合使用。在—實例中，該物品可能未正常=驗證機 (例如’該物品係一可銷售產品），該條二攜帶者 馬可以對該數 41 200816061 名之縮圖形式進行編碼，且可被用於在參考資料庫進行篩 選之前進行快速預篩選。這在實踐中可能為一非常重要之 方法，因為在一些資料庫應用中，記錄數目可能變得非常 大（例如，數百萬個），搜尋策略可能變得非常關鍵。本質 上非常高速之搜尋技術（例如，使用位元串）可能變得非 常重要。

作為對縮圖進行編碼之條碼的替代，該條碼（或其他 標籤）可編寫一記錄定位符（即可以為一索引或一書簽）， 其可用於在資料庫中快速查找正確簽名，以用於進一步比 較。 另一變體是該條碼（或其他標籤）編碼一縮圖簽名， 其可用於在一資料庫不可用時（例如，暫時離線，或者該 掃描係在一不能近接網際網絡之極遠位置執行），獲得一合 理匹配，但不具備高可信度。如果該資料庫可用，則同一 縮圖可被用於在該主資料庫中快速定位該記錄，從而執行 高可信度之驗證。 一物品，例如一身分證，可包含一資料攜帶晶片，因 此係一所謂之智慧卡。該晶片攜帶之資料可包含簽名編碼 資料，其對於由該身分證之本質量測表面特徵獲得之數位 簽名進行編碼（該等特徵係由一掃描區域獲得），在一實例 中，該掃描區域可能沒有特徵，但可以採用任意期望方式 來進行裝飾，或者，例如包含一照片。 在其他實例中，該資料攜帶晶片可攜帶其他指示該物 品之期望簽名的資料。其可包含用於該卡攜帶者之攜帶者 42 200816061

資訊。該攜帶者資訊可用於搜尋一資料庫，以返回該物品 之一期望簽名。於是，可將該期望簽名與藉由掃描該物品 所創建之一簽名，且返回一驗證結果。此實例規定該簽名 驗證為一對一檢查，該資料庫搜尋係基於採用傳統方式搜 尋一定義良好之資料字串（例如，攜帶者之姓名）。可以預 期，在使用簽名及/或簽名縮圖搜尋資料庫時，此方法從掃 描到獲得驗證結果所需要之總時間短於該簽名檢查為一對 多之簽名檢查。 在以上實例中，關於將由一物品確定之簽名儲存在一 資料庫以備以後參考，進行了各種討論。對於將由一物品 確定之簽名與一資料庫中之儲存簽名進行比對，也進行了 各種討論。參考第1 9圖，將描述一資料庫結構實例，其可 被用於實施一可用於儲存簽名之集中式簽名資料庫，可根 據該資料庫之内容驗證簽名。 採用常見資料庫技術，難以創建用於儲存及擷取採用 上述方式從一物品表面獲得之簽名的資料庫。此係因為該 簽名本身基本為一隨機序列。因此，不可能利用基於索引 表中之索引來進行分級式搜尋。至少在一些實例中，存在 該等簽名之縮圖，但由於它們基本上所是隨機的，所以它 們與完全簽名存在相同問題。 另外，對於一既定目標表面之所有掃描均會產生一略 有不同之簽名。如上文之詳細討論，由相同表面產生之不 同簽名非常類似於由不同表面獲得之簽名，但在此情況下 很難甚至不可能獲得1 〇〇%匹配。因此，該資料庫搜尋中所 43 200816061 需要之匹配係—模糊匹配。 乍為此等因素之結果，在一資料庫中搜尋 一方法顯然係針對一 ' 才 備k簽名測試資料庫中之 如上所述，如罢处m t # 使用該等縮圖簽名列出可能匹 清單，且僅對該値太 候選h早上之簽名測試該完全 述效果可被降至#柄 .0 取低。但疋，即使使用該等縮 過程也可能需要復大計算強度。 但疋，爿用現代微處理器架構，如果將搜 於快速存取儲存褒置中，例如，習知電腦系統 Z隱體中^可以非常高效地執行該搜尋過程 哥資料至少有部分儲存在較慢f堵存裝4中，例 中’則可能很容易地出現一種情景，即從該硬 取記憶體中傳送資料所花費之時間長於該處理 尋所花費之時間。顯然，為提供最快速之可能 整個資料庫需要在所有時間内均保存在快速存 中，例如，系統隨機存取記憶體。資料庫搜尋 在最短之可能時間内被返回，因為在接收資料 時之延緩可能會使該安全系統之使用者不能放 在現代電腦中實施此種系統之一基本問題 知名度最高、使用人數及企業數最多 統 一一MiCrosoftTM Wind0wsTM 非常不穩定， 間隔内會發生所謂之崩潰。儘管Wind〇wsTM之 之其先前版本更加可靠，但其可靠性仍不足以 基於隨機存取記憶體之資料庫搜尋系統，而為 一簽名之惟 每一記錄。 配之一候選 簽名，則上 圖，此搜尋 尋資料儲存 之隨機存取 。如果待搜 如一硬碟機 碟向隨機存 器執行該搜 回應時間， 取儲存裝置 結果最好能 庫搜尋結果 '^使用它。 在於世界上 之作業系 在一定時間 目前版本較 依賴於一種 了儘可能快 44 200816061 速地返回搜尋結果則需要此種系統。其他作業系統，例如 Unix™及類似於 Unix 之系統（IrixTM、Linux™、FreeBSD™， 等等）在大多數情況下提供之可靠性高於Windows™。但 是，仍然不足以作為一種基於隨機存取記憶體之資料庫搜 尋系統的基礎，為儘可能快速地返回搜尋結果，需要該種 系統。 为一万面，存在

架構，其可能提供5類可靠性（99.999%之可靠性），例女 由電信運營商用於跟蹤電話系統使用者通話之系統。此类 系統可能有些昂貴，而且由於其專注於確保絕對完整之姜 動記錄，所以其提供之速度可能不足以滿足在本文所討畜 系統中使用之需要。 應當理解，所採用之資料庫架構應當取決於資料庫$ 需求，例如資料庫大小、資料庫之期望可用性、期望搜室 速度及其他因素。因此，對於一種小系統，其中僅使用— 量簽名（例如多至數百個），而且可用性不是最重要的門γ (即’不會出現一位使用者為了獲得對一事件或場所:: 限或者為了完成一購買過程而必須站在那裏等候結果’ -種使用單一電腦（其整個資料庫儲存於隨機存取1 中，且運行Windows™或Unix™類作業系統）之簡:=1 可能就足夠了，這與上述討論並不矛盾。 1早系矣 但是，對於需要有數千個甚至數百萬個簽名 儲存且快速搜尋的大型資料庫，則可以採用諸而可^ 述之架構。 1 9 ® Θ 45 200816061 第1 9圖以示意方式說明一 ^ 貝枓庫架構ό 1 0 1。資料廑 架構6101包含一組儲存伺服器 (6103a 、 61〇3b 、 1 〇3 c ) ’在本例中，其位於單一 _ 4疋址遴輯域内。該等儲 存伺服器6 1 03不需要協同定位， 疋位了以分散於不同機架、房 4、大樓、區域及/或國家之間。在 U 在本實例中，作為儲存伺 服器6 1 03之電腦系統係傳统音羞 1寻‘思義上之伺服器，即，苴可具 有一或多個伺服器作業系統、一八’、 1 j服态類處理器架構、冗 餘電源及冗餘儲存。它們之^ 、、、 予匕们之間的儲存伺服器6103將整個資 料庫儲存在非揮發性+ ' ” °己隐體中，例如基於RAID之系統的 几餘儲存。在一歧實例中，夂 次Lf 士 ^ 一貝〗中母一貧料庫記錄（簽名、相關 2圖及許多元資料）被儲存在多於—個料伺服器m3 •欠在貝例中，該貝料庫可包含5個儲存伺服器，每一 貝料庫έ己錄被保存在兩個或三個存儲伺服器中。 每一儲存伺服器6103與許多搜尋用戶端61〇5相關 聯在實例中，每一儲存飼服器有2至i 〇個與其相關聯 -哥用戶知該等搜尋用戶端61〇5不需要被包含於該儲 存伺服裔域内’因為相關餘存伺服器6丨〇3之外的任意電腦 均不需要對該等搜尋用戶端61〇5進行獨立定址。該等搜尋 戶^ 6105不萬要基於專用伺服器硬體或軟體，事實上可 W疋任意能夠以足夠速度運行一搜尋查詢之電腦系統。在 些實例中，一搜尋伺服器6 1 0 5可以是一種具有以下部件 1 單電月每·處理器（例如，penuumTM' c〇reTM、

AMD Athlon64TM、AMD Sempr〇nTM、AMD Turi〇nTM 或 VIA C3咖架構電腦）、大量隨機存取記憶體（例如，1、2、4或 46 200816061 更多GB )、用於儲存一作 菜糸統及杳峋 揮發性儲存，以及使電腦 〜為處理軟體之少量非 月匕约與該儲 網路介面。搜尋用戶端6丨〇5之 仔伺服器進行通信之 處理簽名比對。 要要求係能夠足夠快速地 每一搜尋用戶端6105在发 存由相關儲存伺服器所体六> 、' ^機存取記憶體中儲 到一搜尋查詢時，可以對 ° 、亲之一子集。在接收 寻本機保存之”々冬、％ — 為提供更大可靠性，由儲在# 仔之Z錄進仃搜尋。 送至多個相關搜尋伺服哭中5服°。保存之每—記錄可被發 揮發性儲# (❹硬碟:）尋/戶端可在本機非 以在搜尋用戶端上發生軟體2存其資料庫子集，從而可 體朋〉貝之後能夠快速恢復線上。 如果該用戶端發生硬磾辦 去“ m 碟&故障，則可以從該储存飼服器中 重新將貝料發送至該搜尋用戶端。 。。第19圖所示之資料庫架構可以提供如下。一資料庫填 充早το 6109向命多儲存伺服器61〇3提供新簽名。該資料 庫填充單元6109可以為例如某種形式之生產線掃描器，既 可作於諸如包裹、箱子或紙箱之類的物品，也可用於諸如 身份文件或授權文件之類的物品。如第丨9圖所示，每一資 料庫填充單元向健存伺服器6〗〇 3之一子集發送新記錄。如 果僅使用一資料庫填充單元6! 〇9，則被發送記錄之儲存伺 服器6 1 03可包含全部儲存伺服器或其一變化子集。或者， 一接收儲存伺服器可將其記錄傳遞至其他儲存伺服器，為 自己保存一份副本，亦可不保存。 可藉由自一資料庫查詢單元6丨i 1發送查詢來搜尋該 47 200816061

資料庫。在本實例中，每一資料庫查詢單元6 1 1 1向單一儲 存伺服器6 1 0 3發送一查詢，自儲存伺服器6 1 0 3將該查詢 分散至所有其他儲存伺服器。在本實例中，該等儲存伺服 器位於單一邏輯域内，所以一查詢事實上被定址至該域， 由該等儲存伺服器在該域内對其進行處理。然後，每一儲 存伺服器將其上之查詢傳送至其相關搜尋資料庫。顯然， 由於在多於一儲存伺服器上複製每一資料庫記錄，且由於 可能在多於一搜尋用戶端上複製來自每一儲存伺服器之記 錄，則至少兩個（可能更多個）搜尋伺服器事實上考慮每 一資料庫記錄，作為對每一查詢之回應。注意，這一複製 工作可能造成浪費，但目前認為採用這種方式來複製搜尋 在效率上高於為實施一系統所需要之時間和管理工作量， 其中一搜尋用戶端係一“主要”記錄庫，而所有其他搜尋 用戶端保留“次要”記錄或者該記錄之“熱待命”庫，以 及檢查該主庫是否可用所需要之時間與工作量，其取決於 該主狀態來指定處理該查詢之次要庫。 在一些實例中，每一記錄中包含該簽名之一縮圖，該 查詢可發送縮圖及簽名，一協作輔助伺服器根據縮圖搜尋 結果創建記錄候選清單，然後對該候選清單項執行目標搜 尋。在其他實例中，一查詢可以僅包含縮圖，僅針對在資 料庫查詢單元接收到之候選清單來搜尋完全簽名。在其他 實例中，如果發現一縮圖查詢，則一搜尋用戶端可立即執 行完全簽名比對。因此，實際上從來沒有編譯實際“候選 清單”，但所進行之處理提供的效杲就像存在實際“候選 48 200816061 清單”一樣。在其他實例中，該查詢可僅包含簽名，可以 為搜尋伺服器分派任務，以創建所搜尋的縮圖。在此實例 中，該縮圖從來未用於該儲存及搜尋環境之外，可以獨立 於該簽名產生設備來選擇縮圖產生演算法。因此，對於使 用簡單縮圖子集之系統及使用傅利葉轉換縮圖之系統均可 使用一公共簽名產生設備，而無須對簽名產生設備進行修 改。

在使用縮圖查詢時，如果編譯一可能叫用之候選清 單，由於該資料庫可能沒有索引，則該候選清單可包含該 等搜尋用戶端之識別，該等搜尋用戶端找到每一可能匹 配，以便加速後續完全簽名搜尋。在一些實例中，該資料 庫事實上可能包含一索引，該索引係基於與每一記錄相關 之元資料，以及/或者向每一記錄指派一惟一記錄號碼。該 元資料可包含該物品之產生資料、該物品（例如，一護照' 身分證或銀行卡號）之序列號、該物品之一批號（例如， 用於諸如香煙盒之製造項）、該物品所有者之識別符（例 如，用於一護照、身分證或銀行卡）、一物品類型（其中該 資料庫包含用於多個物品類型之記錄），等等。該等被索引 資料於是可被用於識別存在於該候選清單中之記錄，以便 該完全簽名掃描可以定位在該候選清單中被識別之特定記 錄。 在一些實例中，可能希望確保一資料庫中簽名的真實 性（以防止欺騙者用僞造物品之簽名填充該資料庫）。為促 進此操作，可以在創建物品簽名時，使用一數位簽名簽署 49 200816061 每一物品簽名。因此，用於創建物品簽名之系統可具有一 安全簽名模組，例如，在具有習知電腦連接埠之物品簽名 產生系統中係一簽名硬體鎖。

在一些實例中，可能希望確保該物品簽名之簽署係使 用一非對稱公共/私鑰對之私鑰來執行。因此，相應公共密 鑰在資料庫中被用於檢查該物品簽名之數位簽名，以利用 非對稱密鑰對簽名之全部優點來驗證該物品簽名之真實 性。 在一些實例中，可能希望確保用於數位簽名該物品簽 名之密鑰或認證被本機儲存至該簽名產生設備中。例如， 其可包含在用於簽名產生過程之電腦中儲存該簽名，或者 在安全安裝在該掃描器設備之符記中包含該簽名。因此， 欺騙者用僞造物品之簽名填充資料庫之惟一方式係盜取一 真正的簽名產生設備。 在一些實例中，儲存在資料庫中之公共密鑰本身可能 需要由一或多個受信任之第三方簽署，以確保所使用之公 共密鑰係一真實密鑰，而不是已經被欺騙者插入該資料庫 中之密鑰。因此，一欺騙者既不能侵入該資料庫系統以插 入對應於一僞造簽名產生設備之公共密鑰，也不能使用惡 毒的方式向資料庫管理員施加壓力，以向該資料庫中插入 此種公共密鑰。在一實例中，在資料庫中用於驗證接收自 一遠端簽名產生設備之簽名真實性的公共密鑰可能需要由 三或四個獨立的受信任第三方獨立驗證。此等第三方可包 含受信任之認證授權單位。 50 200816061 在一些實例中，可以在產生該物品簽名且傳輸至該資 料庫時，對其進行加密，以進一步保護該物品簽名。然後， 可以採用加密或解密方式進行儲存。此加密可採用為一物 品簽名產生一對稱加密演算法密鑰之方式，或者採用一基 於一次填充之系統。

在一些實例中，為在資料庫内容中提供最大安全性和 信任，可以啟動一手動審核過程。根據此種過程，一獨立 審核者可訪問一簽名產生設備（例如，在生產物品且隨後 進行掃描之生產線上），以確保該簽名產生設備存在且完好 無損（即未被篡改、錯位或損壞）。因此，可以決定由一簽 名產生設計產生且用於保護該資料庫之全部簽名事實上都 是真實物品之真貫養名。 現在已經描述了各種實例，說明如何實施一用於儲存 及搜尋物品簽名之資料庫系統。 除上述專門提及内容之外，熟習此項技術者可以設計 本發明之許多其他變化。 【圖式簡單說明】 第1圖示出一文件掃描器之示意截面圖。 第2圖示出第1圖之掃描器之一示意透視圖。 第3 A圖及第3 B圖示一電子影像之列印稿，該影像係 使用一文件掃描器對一紙張進行兩次不同掃描所獲得的。 第4A圖及第4B圖示出第3A圖所示電子影像之一選 擇區域，及該影像經過放大、對比調整後之部分。 第5圖示出第3A圖影像之一亮度曲線。 51 200816061 第6圖示出第3 B圖影像之一亮度曲線。 第7圖示出第5圖及第6圖之曲線的對比。 第8圖示出用於創建第5圖及第6圖曲線之資料集之 間的交叉相關曲線。 第9圖示出第8圖曲線中一部分之放大。 第 1 0圖示出藉由掃描兩個不同物品所獲得資料曲線 之對比。

第1 1圖示出用於創建第1 0圖曲線之資料集之間的交 叉相關曲線。 第1 2圖係一紙張表面之顯微鏡影像，在該表面上有一 影像覆蓋了 一大約〇· 5x0.2毫米之區域。 第1 3圖係一塑膠表面之顯微鏡影像，在該表面上有一 影像覆蓋了 一大約〇·〇2χ〇.〇2毫米之區域。 第 1 4圖係示出如何從一掃描產生一物品之簽名的流 程圖。 第15圖係一流程圖，其示出如何依據一簽名資料庫驗 證自一掃描所獲得之物品的簽名。 第1 6a圖係說明可以如何計算許多自由度之曲線。 第1 6b圖係說明可以如何計算許多自由度之曲線。 第17圖係一流程圖，其示出如何修改第4 0圖中之驗 證方法，以考慮一掃描中之非理想化。 第1 8A圖示出從一掃描中所擷取資料之交叉相關的實 例0 第1 8B圖係對一掃描中所擷取資料之交叉相關的實 52 200816061 例，其中被掃描物品被扭曲。 第1 8 C圖係從一掃描中所擷取資料之交叉相關的實 例，其中以一非線性速度掃描該被掃描物品。 第 19圖示意性地示出用於儲存記錄簽名之資料庫結 【主要元件符號說明】

10 平 台 式 掃 描 裝 置 12 光 源 14 位 置 16 支 撐 物 18 透 鏡 裝 置 20 感 光 器 6101 資 料 庫 架 構 6109 .資 料 庫 填 充 單 元 610 3a 、6103b 、 6103c 儲 存 伺 服 器 6105 搜 尋 用 戶 端 6110 資 料 庫 查 詢 單 元 53

Claims (1)

1. 200816061 十、申請專利範圍： 1. 一種用於為一物品創建簽名之方法，該方法包含： 照亮步驟，其係用光以非法線入射方向依次照亮該物 品之區域， 偵測步驟，其係偵測自該物品每一區域之表面反射之 光；以及

   處理步驟，其係處理表示來自每一區域之反射光線的 訊號，該等訊號指示該區域之一表面粗糙度，藉以為該物 品確定一簽名。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該照亮及偵測 步驟可使用一文件掃描器裝置實施。 3 .如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該文件掃描器 裝置係一平台式掃描器裝置。 4.如申請專利範圍第2或3項所述之方法，其中該文件掃描 器裝置係一饋紙式（sheetfeed)掃描器裝置。 5 .如申請專利範圍第2、3或4項所述之方法，其中該文件 掃描器裝置係一多功能裝置或一數位影印機。 6. 如上述申請專利範圍任一項所述之方法，其中該照亮步 驟包含依次將非相干（non-coherent)光引向每一區域。 7. 如上述申請專利範圍任一項所述之方法，其中該偵測步 驟包含使用一透鏡陣列將該反射光聚焦至一檢光器陣列， 該透鏡陣列中之每一透鏡對應於一各別檢光器，且該透鏡 陣列中之每一透鏡被組態以為每一區域收集來自該區域之 各別不同部分所反射的光。 54 200816061 8. 如上述申請專利範圍任一項所述之方法，另外包含由該 簽名創建一縮圖簽名。 9. 一種驗證一物品之方法，其包含： 根據上述申請專利範圍任一項所述之方法，為該物品 創建一第一簽名； ， 儲存該第一簽名；

   根據上述申請專利範圍任一項所述之方法，為該物品 創建一第二簽名；以及 將該第二簽名與所儲存之第一簽名進行比對，以確定 相同物品是否已經用來創建兩簽名。 1 0.如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該儲存包含將 該第一簽名儲存於一儲存簽名資料庫中，該比對包含將該 第二簽名與該儲存簽名資料庫進行比對，以確定該第二簽 名是否與該儲存簽名資料庫中之簽名匹配。 1 1. 一種用於為一物品創建簽名之系統，該系統包含： 一光源，可操作用於以非法線入射方向依次向該物品 之區域引導光； 一偵測器，可操作用於偵測自該物品每一區域之表面 反射之光；以及 一處理器，可操作用於處理表示來自每一區域之反射 光線的訊號，該等訊號指示該區域之一表面粗糙度，藉以 為該物品確定一普名。 1 2.如申請專利範圍第1 1項所述之系統，其中該光源及該 偵測器係一文件掃描器裝置之一部分。 55 200816061 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之系統，其中該文件掃描 器裝置係一平台式掃描器裝置。 14.如申請專利範圍第12或13項所述之系統，其中該文件 掃描器裝置係一饋紙式掃描器裝置。 1 5 .如申請專利範圍第1 2、1 3或1 4項所述之系統，其中該 文件掃描器裝置係一多功能裝置或一數位影印機。

   1 6.如申請專利範圍第1 1至1 5項中任一項所述之系統，其 中該光源可操作用於將非相干光依次引導至每一區域。 1 7.如申請專利範圍第1 1至1 6項中任一項所述之系統，其 中該偵測器包含一透鏡陣列，可用於將該反射光聚焦至一 檢光器陣列，透鏡陣列中之每一透鏡對應於一各別檢光 器，且透鏡陣列中之每一透鏡被組態用於收集來自每一區 域之各別不同部分所反射的光。 1 8.如申請專利範圍第1 1至1 7項中任一項所述之系統，另 外包含由該簽名創建一縮圖簽名。 19. 一種用於驗證一物品之系統，該系統包含： 一根據申請專利範圍第11至18項任一項所述之系統， 可操作用於為該物品創建一第一簽名； 一儲存，可操作用於儲存該第一簽名； 一根據申請專利範圍第1 1至1 8項任一項所述之系統， 可操作用於為該物品創建一第二簽名； 一比較.器，可操作用於將該第二簽名與所儲存之第一 簽名進行比對，以確定相同物品是否已經用來創建兩簽名。 2 0,如申請專利範圍第19項所述之系統，其中該儲存包含 56 200816061 一儲存簽名資料庫，及一比較器，其可被操作用於將該第 二簽名與該儲存簽名資料庫進行比對，以確定該第二簽名 是否與該儲存簽名資料庫中之簽名匹配。 2 1. —種用於為一物品創建簽名之方法，實質上如上述所 述。 22. —種用於驗證一物品之方法，實質上如上述所述。 2 3 · —種用於為一物品創建簽名之系統，實質上如上述所 述。

   2 4. —種用於驗證一物品之系統，實質上如上述所述。 57