TWI435277B - 利用與快速遮罩正規化交互相關匹配之範本的文件驗證 - Google Patents

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TWI435277B
TWI435277B TW096126401A TW96126401A TWI435277B TW I435277 B TWI435277 B TW I435277B TW 096126401 A TW096126401 A TW 096126401A TW 96126401 A TW96126401 A TW 96126401A TW I435277 B TWI435277 B TW I435277B
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Description

利用與快速遮罩正規化交互相關匹配之範本的文件驗證
本發明係關於基於影像圖案確認而對例如護照、駕駛執照、出生證明或金融文件之保全文件的電腦輔助驗證。
電腦輔助技術逐漸地用以效驗保全文件之驗證。保全文件之範例包含護照、信用卡、ID卡、駕駛執照、出生證明、商業票據及金融文件。某些情況中，大體而言，將保全影像印刷於、壓紋於、雕刻於或添附至該等保全文件，以輔助偵測未授權文件之偽造或使用。亦即，該等保全影像可包含例如難以重製之紫外線墨水、復歸反射3M ConfirmTM 影像及復歸反射虛擬影像的一或多個保全特點，因而導致該等保全文件之較可靠效驗，及未授權文件之增加之偵測。
大體而言，本發明係關於用以驗證具有合併多重保全特點之保全影像之保全文件的技術。在影像範本匹配技術中，共同情形係從一安靜或具有弱雜訊干擾之背景偵測一強信號圖案。由其他保全特點所造成之包藏複雜化一期望影像圖案之確認，尤其當該等包藏物件具有強於該影像圖案的一信號時。特定言之，該等技術可用於效驗具有由在一重複復歸反射確認影像之一背景形成的一或多個"虛擬"復歸反射影像所構成之一保全影像的一保全文件。
如本文之另外說明，該保全影像內之虛擬復歸反射影像提供可支配該背景復歸反射確認影像之分析及效驗的較強信號，進而導致不正確驗證。該等技術提供用以遮罩掉由例如該一或多個復歸反射虛擬影像之額外保全特點所貢獻之強信號同時仍然允許相對於該背景影像執行快速而且有效率之範本匹配的一經修正正規化交互相關分析。
在一具體實施例中，一種包括擷取一保全文件之至少一部分的一影像之方法，其中該保全文件之部分包含具有一第一復歸反射特點及一第二復歸反射特點的一保全影像，利用從該經擷取影像所產生的一遮罩影像計算與該第一復歸反射特點相關聯之一參考影像與該經擷取影像間的一經修正正規化交互相關，及輸出該參考影像與該經擷取影像間的一或多個匹配之指標。
在另一具體實施例中，一保全文件驗證裝置包括用以接收一物品之至少一部分之一經擷取影像的一影像擷取介面，其中該物品之部分包含一第一復歸反射特點及一第二復歸反射特點的一保全影像。該驗證裝置亦包含一快速遮罩正規化交互相關(FMNCC)模組，其用以利用從該經擷取影像所產生的一遮罩影像計算與該第一復歸反射特點相關聯之一參考影像與該經擷取影像間的一經修正正規化交互相關；及一顯示器，其用以輸出該參考影像與該經擷取影像間的一或多個匹配之指標。
在另一具體實施例中，一保全文件驗證系統包括一影像擷取裝置，其擷取一物品之一影像之至少一部分，其中該物品之部分包含具有一第一復歸反射特點及一第二復歸反射特點的一保全影像；及一主機系統，其利用從該經擷取影像所產生的一遮罩影像計算與該第一復歸反射特點相關聯之一參考影像與該經擷取影像間的一經修正正規化交互相關，及輸出該參考影像與該經擷取影像間的一或多個匹配之指標。
在又另一具體實施例中，一種包括擷取一文件之至少一部分的一影像之方法，其中該文件之部分包含具有一第一特點及一第二特點的一影像。該方法進一步包含利用基於該經擷取影像所產生的一遮罩影像計算與該第一特點相關聯之一參考影像與該經擷取影像間的一經修正正規化交互相關，及輸出該參考影像與該經擷取影像間的一或多個匹配之指標。
以下在附圖及說明中提出本發明之一或多個具體實施例之細節。從說明與圖式以及申請專利範圍中將明白本發明之其他特徵、目的與優點。
圖1係說明根據本發明之原理用以分析一保全文件12之一範例性文件驗證系統10的一概要表示。保全文件12包含至少一保全影像13，其包含一或多個保全特點。文件驗證系統10可例如藉由檢驗保全文件12具有特定保全特點而用於驗證或效驗保全文件12。該等保全特點可為例如印刷於、壓紋於或添附至保全文件12之復歸反射影像、復歸反射虛擬影像或其他類型的影像。
保全文件12可為例如一護照、駕駛執照、識別卡、契約文件或其他物品。文件驗證系統10可藉由決定保全影像13是否含有與亦稱為一"範本"影像的一已儲存參考復歸反射影像匹配的一復歸反射影像而用於檢驗該護照之驗證。文件驗證系統10可藉由擷取該保全影像13或該保全文件12之整面的一影像並且分析該經擷取影像以決定該參考影像的一或多次出現是否存在於該經擷取影像內而執行此決定。若該參考影像存在於該經擷取影像內，則文件驗證系統10提供保全文件12已恰當檢驗的一指示(例如，聽覺及/或視覺)。若該參考影像不存在於該經擷取影像內，則文件驗證系統10提供無法自動檢驗並將拒絕保全文件12的一指示。
在某些具體實施例中，保全影像13可包含額外保全特點。例如，除了含有與該參考影像匹配的一或多個影像區外，保全影像13可包含一復歸反射虛擬影像(例如，一"浮動"影像)，以作為一額外保全特點。在保全影像13內形成一浮動影像之範例性技術說明於Florczak等人之美國專利第6,288,842號，其標題為"Sheeting With Composite Image that Floats"，藉此以引用的方式併入本文中。如另一範例，保全影像13可包含紫外線圖案、印刷可見圖案或者例如指紋之生物特徵量測特點。
當利用習知範本匹配技術時，保全影像13內所含有之復歸反射影像及其他保全特點將呈現較困難的範本匹配。尤其，相對於代表該參考影像之信號，例如該復歸反射虛擬影像之保全特點可在該經擷取影像內生產一較強信號，進而難以檢驗保全影像13包含一驗證參考影像。為此原因，文件驗證系統10之主機系統20使用本文所述的一"快速遮罩正規化交互相關"(FMNCC)技術有效果而且有效率地遮罩掉由於該等額外保全特點而存在於經擷取影像中之任何信號。主機系統20將該FMNCC技術應用於該經擷取影像以提供保全文件12之快速範本匹配分析及驗證或拒絕。
在操作中，一使用者將保全文件12放置於檢視框14。檢視框14相對於文件驗證系統10之其他組件而精確地定位保全文件12。在圖1之範例性具體實施例中，文件驗證系統10包含用以照明放置於檢視框14之保全文件12的一光源16。光源16可以相對於一檢視位置的一角度加以配置。在某些具體實施例中，文件驗證系統10可包含一個以上光源。文件驗證系統10進一步包含配置於該檢視位置的一影像擷取裝置18。影像擷取裝置18可為例如一電荷耦合裝置(CCD)的一相機、一線掃描器或其他光學輸入裝置。光源16及影像擷取裝置18可由主機系統20加以控制。光源18之強度可在從一最小值至一最大值的一強度範圍中由主機系統20自動或基於來自該使用者之輸入而調整。
於該使用者已將保全文件12放置在檢視框14後，影像擷取裝置18擷取包含保全影像13之保全文件12的一影像。該經擷取影像可代表保全文件12之全部或部分，假使該部分包含保全影像13。影像擷取裝置經由信號路徑22將經擷取影像傳達至主機系統20以用於影像處理。可在與主機系統20相關聯的一顯示器(未顯示)上顯示主機系統20所處理之經擷取影像以便檢查。主機系統20可為例如一電腦、膝上型電腦、行動個人數位助理(PDA)，或者具有用以分析該經擷取影像之充分處理器及記憶體資源的其他計算系統。以下更詳細說明主機系統20之範例組態及操作。
圖2係說明根據本發明之原理使用一快速遮罩正規化交互相關技術分析保全文件之一範例性主機系統20的一方塊圖。主機系統20分析接收自影像擷取裝置18(圖1)之影像資料，以決定是否可在該經擷取影像內找到(亦即，匹配)一給定參考影像。
主機系統20包含用以接收來自影像擷取裝置18經由信號路徑22之影像資料的一影像擷取介面24。影像擷取介面24可為例如與影像擷取裝置18通信而且接收影像資料的一串列或並列硬體介面。如另一範例，影像擷取介面24可為一通用串列匯流排(USB)介面。主機系統20可將該接收的影像資料儲存於影像儲存器26中以作為例如一或多個檔案，而且可更新資料庫30，以反應影像儲存器26內之影像資料之位置。影像儲存器26可為例如一硬碟、光碟、磁帶、可移除記憶卡或其類似物的一內部或外部持久儲存媒體。
主機系統20亦可經由使用者介面34接收使用者輸入32，而且可更新資料庫30以回應該使用者輸入。使用者輸入32可包含來自一儲存於影像儲存器26內以作為範本28之參考影像庫的一參考影像之選擇。該參考影像庫可包含與不同類型之保全文件相關聯之特殊保全特點的複數個參考影像。該等參考影像用以檢驗例如一護照、駕駛執照、金融文件或其他保全文件的一保全文件之驗證。
由影像擷取介面24經由信號路徑22所接收之影像資料可代表保全文件12之全部或部分的一經擷取影像。如以上所討論，該經擷取影像可含有主要保全特點及例如一復歸反射虛擬影像之額外保全特點。主機系統20計算該參考影像與該經擷取影像間的一經修正正規化交互相關。尤其，遮罩影像產生器36產生代表含有該等額外保全特點所致之較強信號或其他明顯影像特點之經擷取影像區的一"遮罩影像"，而且施加該遮罩影像以移除來自該正規化交互相關計算之額外保全特點的效應。
遮罩影像產生器36即時動態建構該遮罩影像，其中該遮罩影像具有與保全影像13相關聯之經擷取影像之部分相同的維數。在一具體實施例中，遮罩影像產生器36可藉由以逐一像素為基礎定限化該經擷取影像之影像建構該遮罩影像而定位高信號強度區，亦即，極亮或極暗之影像區。遮罩影像產生器36亦可執行某些形態處理。例如，遮罩影像產生器36可藉由基於該經擷取影像內的一對應像素之一亮度值落在亮度值的一預定義範圍內或外而將該遮罩影像之像素設定成一最高亮度值(例如，一8位元像素之255)或一最低亮度值(例如，0)而生產遮罩影像。如一範例，當該經擷取影像的一像素具有一從50至200(亦即，小於50或大於200)之範圍外的一亮度值時，遮罩影像產生器36可將該遮罩影像內的一對應像素設定成一0之亮度值(黑)；而且只要該經擷取影像之像素具有落於50至200之範圍內的一亮度值，遮罩影像產生器36可將該遮罩影像之對應像素設定成一255之亮度值(白)。若干圈之膨脹及侵蝕可顯著改良該遮罩區的形狀。用以建構該遮罩影像之特殊範圍及方法可根據該保全影像13的一類型或特徵或者該保全影像內所含有之保全特點的特徵而變化。遮罩影像產生器36亦可包含多重預定義亮度範圍，其端視所分析之文件的類型而變化。亦可動態估計亮度值之範圍。遮罩影像產生器36亦可事先統計地預計算該遮罩影像。
遮罩影像產生器36提供該遮罩影像給快速遮罩正規化交互相關(FMNCC)模組38。FMNCC模組38從影像儲存器26獲得該經擷取影像，而且將該遮罩影像施加於該經擷取影像以生產一"遮罩"影像。可將該遮罩影像視為該經擷取影像的一版本，但具有由例如至少部分過濾的一復歸反射浮動影像之額外保全特點所造成的任何強信號。FMNCC模組38計算及正規化該參考影像與該遮罩影像間之交互相關，並且藉由乘以該範本大小對在該個別匹配之遮罩區域之比率而補償該結果。基於統稱為FMNCC之一具體實施例之此等計算的結果，主機系統20可決定該經擷取影像內充分匹配該參考影像之像素區，稱為匹配區。
FMNCC模組38可在該遮罩影像內之複數個區尋找參考影像。當識別一匹配時，主機系統20生產一正指示，例如，該匹配的一聽覺及/或視覺指示器。例如，主機系統20可經由顯示器40顯示該經擷取影像及該經擷取影像內之匹配區之全部或一部分的一視覺表示。或者，若FMNCC模組38在該遮罩影像中未找到該參考影像之任何充分匹配，則主機系統20輸出一負指示器(聲頻或視覺)，以指示拒絕保全文件12。例如，主機系統20可顯示指示未找到任何匹配的一訊息或其他合適之錯誤訊息。
圖3係說明圖1之文件驗證系統10之範例操作的一流程圖。起初，主機系統20將一或多個參考影像28儲存至影像儲存器26。其次，一使用者將例如一護照的一保全文件12放置於影像擷取裝置18下(42)。主機系統20利用影像擷取裝置18及光源16接收及儲存該保全文件12的一經擷取影像(44)。
主機系統20可利用各種特徵識別手動或自動地驗證之保全文件12的類型。基於該識別，主機系統20從範本28中選擇該文件類型的一或多個參考影像(46)。例如，該使用者可經由使用者介面34手動選擇該參考影像。或者，主機系統20可使用一自動文件識別符而基於該經擷取影像之特徵(例如，文件大小、機器可讀取區段(MRZ)或者特定預定義標示之其他本文光學字元辨識(OCR)或自動辨識)自動或半自動地選擇該參考影像。如另一範例，主機系統20可使用每一類型之保全文件12的一預設參考影像。
於選擇該範本後，主機系統20執行快速遮罩正規化交互相關(FMNCC)分析，以決定該經擷取影像與該參考影像間的一交互相關(48)。以此方式，主機系統20決定該參考影像的一或多個例子是否存在於該經擷取影像內。以下更詳細說明此分析。主機系統20可在顯示器40顯示該FMNCC分析之結果，或者生產任何其他合適之聲頻或視覺指示器(50)。
圖4係進一步詳細說明圖2之主機系統20之範例操作的一流程圖。主機系統20藉由分析與該保全文件相關聯的一經擷取影像而驗證保全文件12。如以上所述，主機系統20經由影像擷取介面24接收保全文件12的一經擷取影像(52)，而且可將該經擷取影像儲存至影像儲存器26。如以上相對於圖2所述，FMNCC模組38藉由例如定限化該經擷取影像而從該經擷取影像產生一遮罩影像m(x,y)(54)。此外，主機系統20從影像儲存器26之範本28存取一參考影像(56)。
然後FMNCC模組38使用該遮罩影像從該參考影像與該遮罩影像間的一正規化交互相關移除非所需之物件。更具體言之，FMNCC模組38將該遮罩影像施加於該經擷取影像以獲得一遮罩影像fm (x,y)(58)。FMNCC模組38可藉由將以m(x,y)代表之遮罩影像引入該參考範本影像t(x,y)與該經擷取影像f(x,y)間的一正規化交互相關計算而進行之。該範本影像與該經擷取影像間之正規化交互相關給定為： 其中係該範本之平均值，而且係在該範本影像下之區中之經擷取影像f(x,y)之平均值。
將該遮罩影像施加於該經擷取影像之正規化交互相關γm (x,y)之方程式給定為： 其中係該範本之平均值，而且係在位置(u,v)之範本下之區中之f(x,y)之平均值，而且係該遮罩影像fm (x,y)之個別平均值。
重新配置方程式(2)導致下列方程式： 其中γ ' m (u ,v )係該範本影像t(x,y)與該遮罩影像fm (x,y)間之正規化交互相關，而且γ ' m (u ,v )係藉由一修飾符加以校正。此修飾符之分母具有該遮罩影像與該參考範本影像間之交互相關的形式。在某些例子中，可使用一快速傅立葉變換(FFT)，以改良一交互相關之計算效率。然而，引入該遮罩影像藉由將另一迴旋引入該分母而使事情複雜化，進而增加該交互相關之總體計算複雜度，以及使其更難以改良計算效率。
為了改良該計算效率，本文認可：該修飾符之分母係藉由該遮罩影像所過濾出之經擷取影像之部分中每一像素的平方和，所以方程式(3)中之此修飾符代表該參考影像中每一像素的平方和對此遮罩掉部分中每一像素的平方和之比率。在許多具體實施例中，該參考影像係由普遍具有近似相等明度的一圖形圖案所組成。對於此等具體實施例，吾人可假設：該信號係均勻地普遍存在於該參考影像，亦即，該信號均等地存在於該參考影像之每一部分。藉由假設：該信號係均勻地普遍分布於該參考影像，吾人可假設：該整個參考影像之變異數σ應接近該遮罩部分之變異數σm 。
因此，基於此辨識，吾人可簡化方程式(3)以獲得下列方程式： 其中σ係該整個參考影像之變異數，而且σm 係該遮罩部分之變異數，Mt 及Nt 定義該參考影像之維度，而且γ ' m (u ,v )係該參考影像與該遮罩影像之正規化交互相關。若吾人令現在稱為遮罩效應修飾符之修飾符藉由該範本大小對在每一匹配區之遮罩區域之比率加以估計，則可將方程式(5)一般化成： 其中α代表該修正強度。
實際上，利用一α＝1之值給予γ ' m (u ,v )的一快速而且良好之近似，即該參考影像與該遮罩影像間之正規化交互相關。此簡化促成FMNCC模組38施加一FFT，以改良該計算之效率。FMNCC模組38藉由利用FFT計算該遮罩影像與該參考影像間之交互相關而獲得該最終結果(60)及正規化該交互相關(62)(換言之，計算γ ' m (u ,v ))，並且藉由將γ ' m (u ,v )乘以該遮罩效應修飾符而藉由該遮罩效應修正該正規化交互相關(64)。在特定具體實施例中，FMNCC模組38可以一大約數百毫秒之速度進行此計算，其中主機系統20包含例如一2 GHz處理器的一通用處理器。
主機系統20基於上述快速遮罩正規化交互相關分析之結果而決定任何匹配區是否存在。尤其，主機系統使用上述快速遮罩正規化交互相關技術之結果決定該經擷取影像內的任何區是否充分匹配該參考影像。主機系統20可基於一預定義得分臨界值而決定是否在該經擷取影像內找到任何匹配區。如一範例，一預定義得分臨界值可要求在一0至100之標度上之至少75的一相關得分。在某些具體實施例中，主機系統可基於具有該預定義得分臨界值以上之一相關得分的一最小要求匹配數而決定是否在該經擷取影像內找到任何匹配區。如一範例，可組態主機系統20，因而對於欲尋找之任何匹配區，至少3個匹配區必須具有該預定義得分臨界值以上的一相關得分。在某些範例具體實施例中，可對於不同文件類型定義不同預定義得分臨界值。
在某些具體實施例中，主機系統20在顯示器20上顯示該經擷取影像之全部或一部分，而且識別其中充分匹配該參考影像40之任何區(66)。例如，主機系統20可以醒目之匹配區顯示該保全文件的經擷取影像。如另一範例，主機系統20可表示匹配區的一清單，例如，匹配該參考影像之經擷取影像之匹配區中的一中心像素。該等匹配區可以例如從0至100的一對應相關得分加以顯示。即使該匹配影像相對於該參考影像旋轉，FMNCC模組38仍可識別匹配區。當顯示該等匹配時，主機系統20可指示此類旋轉。或者，主機系統20可簡單地給予保全文件12的一通過/失敗指示。
圖5係說明一保全文件上之一範例性保全影像之一範例經擷取影像70的重製影像。經擷取影像70顯示具有複數個保全特點的一保全影像。尤其，經擷取影像70包含一復歸反射背景圖案72，其包含圖6中所示的一參考影像之多個例子，以及具有一復歸反射虛擬影像74之形式的一額外保全特點。
如圖5中所說明，該復歸反射背景圖案72包含由文字"CONFIRM"及一圓形標誌設計所組成的一重複圖案。可將具有玻璃微球的一復歸反射薄片材料接合至一保全文件，而在其中形成該重複圖案。該圖案可為復歸反射，以便當在復歸反射光下檢視時可見。該背景圖案上形成一復歸反射虛擬影像74之額外保全特點，而且在此範例中，其係一波浪設計，其中該符號"3M"沿著該波浪出現。復歸反射虛擬影像74可為將看似相對於該文件而移動的一浮動影像。當將一保全文件放置於檢視框14時，可由影像擷取裝置18(圖1)擷取該經擷取影像70。
圖6係說明從其中建立復歸反射背景圖案72之一範例性參考影像76的一重製影像。在此範例中，參考影像76包含一復歸反射保全標誌。可將參考影像76儲存於範本資料結構28中，而且可由主機系統20的一操作員於該使用者已檢視經擷取影像70後經由使用者介面34(圖2)手動選擇，或者可由主機系統20藉由分析該文件之特徵而自動選擇。根據本文所述之技術，主機系統20處理經擷取影像70以識別充分匹配參考影像76的一或多個部分。
圖7係從圖5之範例經擷取影像70所偵測之一範例遮罩影像78的一重製。在此範例中，遮罩影像78係藉由"定限化"經擷取影像70之每一像素所產生。例如，分析經擷取影像70之每一像素，以決定該像素之強度是否在一預定義範圍外，亦即，該像素是否極亮或極暗。基於該分析，將該遮罩影像78之對應像素設定成一0之值。將對應於落在該預定義範圍內之經擷取影像70內之像素之遮罩影像78的所有其他像素設定成一255之值。以此方式，產生遮罩影像78以遮罩掉可支配或模糊該底下背景圖案72之經擷取影像70的部分。建構該遮罩影像之方法可根據該經擷取影像的一類型或特徵而變化。
圖8A至8C顯示當執行不同範本匹配技術以分析圖5之範例經擷取影像70時所獲得的實際結果，而且顯示該等結果以作為比較之用。圖8A顯示利用直接快速傅立葉變換(FFT)進行一交互相關計算而未正規化及未遮罩掉復歸反射虛擬影像74(亦即，利用方程式(1)之分子)所獲得的一範例匹配結果82。如圖8A中所示，匹配結果82顯示該復歸反射虛擬影像之額外保全特點以及照明不均勻性所致的嚴重干擾。
圖8B顯示利用正規化交互相關(NCC)而未遮罩掉復歸反射虛擬影像74(亦即，利用以上方程式(1))所獲得之實際匹配結果84。如所示，其改良照明不均勻性，但由於來自復歸反射虛擬影像74之強信號，使該等結果超正規化。
圖8C顯示利用本文所述之快速遮罩NCC(FMNCC)技術所獲得的實際匹配結果86。如可從比較匹配結果86與匹配結果84及82見到，對於該經擷取影像70內之全部八次出現的參考影像76，該FMNCC技術提供更加分明而且一致之匹配評估，如該等匹配點的白峰值中所示。
圖9說明由主機系統20所表示的一範例性顯示影像90，例如，主機系統20可在顯示器40上輸出顯示影像90。在此範例中，主機系統20表示顯示影像90以包含圖5之經擷取影像70，而且進一步包含用以標示充分匹配參考影像76之已找到匹配區92的識別符。如所示，該等匹配結果僅由主機系統20在該經擷取影像內找到整個參考影像之匹配區組成。每一匹配區92係以一方形加以標示，其中在每一方形之中心顯示指示該匹配區之等級的一數字。括弧中顯示從該參考影像76旋轉180°之匹配區92的等級。
圖10係由主機系統20在顯示器40上表示以說明範例範本匹配資料的一範例性輸出視窗94。於主機系統20已分析從該保全文件12所獲得之經擷取影像70後，可在顯示器40(圖2)上顯示輸出視窗94，或者可將此結果與文件驗證之保全確認的其他部分組合。如圖10中所說明，輸出視窗94包含在經擷取影像70內找到之六個範本匹配之每一範本匹配的一列。每一匹配區92之中心像素的一位置坐標係以使用左上角作為該原點之[x,y]形式顯示於行96。該等匹配區92係根據其相關得分而分等級，該相關得分係顯示於行98中，其為一介於0與100間之數字，100為最高。旋轉行100指示每一匹配區92相對於參考影像76之以度數計的旋轉。
已說明本發明之各種具體實施例。雖然其係為了相對於保全文件內之復歸反射影像之範本匹配之解釋用途而加以說明，但可將本文所述之FMNCC技術應用於其他形式之保全特點及範本匹配情形。此等及其他具體實施例係於下列申請專利範圍之範疇內。
10．．．文件驗證系統
12．．．保全文件
13．．．保全影像
14．．．檢視框
16．．．光源
18．．．影像擷取裝置
20．．．主機系統
22．．．信號路徑
24．．．影像擷取介面
26．．．影像儲存器
28．．．範本/參考影像
30．．．資料庫
32．．．使用者輸入
34．．．使用者介面
36．．．遮罩影像產生器
38．．．快速遮罩正規化交互相關(FMNCC)模組
40．．．顯示器/參考影像
70．．．經擷取影像
72．．．復歸反射背景圖案
74．．．復歸反射虛擬影像
76．．．參考影像
78．．．遮罩影像
82．．．匹配結果
84．．．匹配結果
86．．．匹配結果
90．．．顯示影像
92．．．匹配區
94．．．輸出視窗
96．．．行
98．．．行
100．．．旋轉行
圖1係說明根據本發明之原理用以分析保全文件之一範例性文件驗證系統的一概要表示。
圖2係說明根據本發明之原理使用一快速遮罩正規化交互相關技術分析保全文件之一範例性主機系統的一方塊圖。
圖3係說明圖1之文件驗證系統之範例操作的一流程圖。
圖4係說明圖2之主機系統之範例操作的一流程圖。
圖5係說明在一保全文件上之一範例性保全影像之一範例經擷取影像的一重製影像。
圖6係說明一範例性參考影像的一重製影像。
圖7係從圖5之範例經擷取影像所偵測之一範例遮罩影像的一重製。
圖8A至8C顯示當執行不同範本匹配技術以分析圖5之範例經擷取影像時所獲得的實際結果，所顯示係作為比較之用途。
圖9說明該主機系統所表示的一範例性顯示影像。
圖10係該主機系統在一顯示器上所表示的一範例性輸出視窗，其說明範例範本匹配資料。
10．．．文件驗證系統
12．．．保全文件
13．．．保全影像
14．．．檢視框
16．．．光源
18．．．影像擷取裝置
20．．．主機系統
22．．．信號路徑

Claims (27)

  1. 一種文件驗證之方法，其包括：擷取一保全文件之至少一部分的一影像，其中該保全文件之部分包含具有一第一復歸反射特點及一第二復歸反射特點的一保全影像；從該經擷取之影像產生一遮罩影像；利用該遮罩影像計算與該第一復歸反射特點相關聯之一參考影像與該經擷取影像間的一經修正正規化交互相關；以及輸出該參考影像與該經擷取影像間的一或多個匹配之指標。
  2. 如請求項1之方法，其中計算該參考影像與該經擷取影像間之經修正正規化交互相關包括：將該遮罩影像施加於該經擷取影像以獲得一遮罩影像；計算該遮罩影像與該參考影像間的一正規化交互相關；以及以代表該參考影像之大小對在每一匹配區的一遮罩區域之比率的一遮罩效應修飾符修正經計算正規化交互相關。
  3. 如請求項2之方法，其中該遮罩效應修飾符具有之形式，其中Mt 及Nt 定義該參考影像之維度，m(x,y)代表該遮罩影像，而且α代表修正強度。
  4. 如請求項3之方法，其中以一遮罩效應修飾符修正該經計算正規化交互相關包括利用其中α=1的一遮罩效應修飾符修正。
  5. 如請求項2之方法，其中該第二復歸反射特點係一復歸反射虛擬影像，且其中將該遮罩影像施加於該經擷取影像而從該經擷取影像移除該復歸反射虛擬影像之至少一部分。
  6. 如請求項2之方法，其中該遮罩影像及該經擷取影像包括複數個像素，以及其中產生一遮罩影像包括當該經擷取影像之一對應像素具有亮度值之一預定義範圍外的一亮度值時將該遮罩影像之一像素設定成一第一值，而且當該經擷取影像之對應像素具有亮度值之預定義範圍內的一亮度值時將該遮罩影像之像素設定成一第二值。
  7. 如請求項6之方法，其進一步包括基於該保全文件的一類型而從亮度值之複數個預定義範圍中選擇亮度值之預定義範圍。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包括基於經計算經修正正規化交互相關而決定該經擷取影像內之匹配區。
  9. 如請求項8之方法，其中輸出一或多個匹配之指標包括顯示已決定匹配區及對應於每一已決定匹配區的一相關得分。
  10. 如請求項8之方法，其中輸出指標包括指示在該經擷取 影像內尋找任何匹配區失敗，其中尋找任何匹配區失敗係基於一預定義得分臨界值及一最小要求匹配數所決定。
  11. 如請求項1之方法，其中計算該參考影像與該經擷取影像間之經修正正規化交互相關包括利用一快速傳立葉變換計算該經修正正規化交互相關。
  12. 一種保全文件驗證裝置，其包括：一影像擷取介面，其接收一物品之至少一部分的一經擷取影像，其中該物品之部分包含具有一第一復歸反射特點及一第二復歸反射特點的一保全影像；一遮罩影像產生器，其從該經擷取影像產生一遮罩影像；一快速遮罩正規化交互相關(FMNCC)模組，其將該遮罩影像施加於該經擷取影像以獲得一經遮罩影像，及計算與該第一復歸反射特點相關聯之一參考影像與該經遮罩影像間的一經修正之正規化交互相關；以及一顯示器，用以輸出該參考影像與該經擷取影像間的一或多個匹配之指標。
  13. 如請求項12之驗證裝置，其中該FMNCC模組以代表該參考影像之大小對在每一匹配區之一遮罩區域之比率的一遮罩效應修飾符修正該經計算之正規化交互相關。
  14. 如請求項12之驗證裝置，其中該遮罩影像及該經擷取影像包括複數個像素， 以及其中該遮罩影像產生器藉由當該經擷取影像之一對應像素具有亮度值之一預定義範圍外的一亮度值時將該遮罩影像之一像素設定成一第一值並且當該經擷取影像之對應像素具有亮度值之預定義範圍內的一亮度值時將該遮罩影像之像素設定成一第二值而產生該遮罩影像。
  15. 如請求項12之驗證裝置，其中該FMNCC模組基於該經計算經修正正規化交互相關而決定該經擷取影像內之匹配區，且其中該顯示器顯示該等已決定匹配區及對應於每一已決定匹配區的一相關得分。
  16. 如請求項12之驗證裝置，其中該物品係一護照、一信用卡、一識別卡、一出生證明或一保全文件之一。
  17. 如請求項12之驗證裝置，其中該FMNCC模組利用一快速傅立葉變換計算該經修正正規化交互相關。
  18. 如請求項12之驗證裝置，其進一步包括：一影像儲存模組，用以儲存該經擷取影像及包含該參考影像的一參考影像庫；以及一使用者介面，用以接收從該參考影像庫選擇該參考影像之使用者輸入，其中該驗證裝置從該影像儲存模組檢索選定的參考影像。
  19. 如請求項12之驗證裝置，其進一步包括：一影像儲存模組，用以儲存該經擷取影像及包含該參考影像的一參考影像庫，其中一自動文件識別符基於該經擷取影像之特徵而從 該參考影像庫選擇該參考影像，其中該驗證裝置從該影像儲存模組檢索選定的參考影像。
  20. 一種保全文件驗證系統，其包括：一影像擷取裝置，其擷取一物品之至少一部分的一影像，其中該物品之部分包含具有一第一復歸反射特點及一第二復歸反射特點的一保全影像；以及一主機系統，其包括：一遮罩影像產生器，其從該經擷取之影像產生一遮罩影像；及一快速遮罩正規化交互相關(FMNCC)模組，其將該遮罩影像施加於該經擷取之影像以獲得一經遮罩影像，及計算與該第一復歸反射特點相關聯之一參考影像與該經遮罩影像間的一經修正之正規化交互相關，及輸出該參考影像與該經擷取之影像間的一或多個匹配之指標。
  21. 如請求項20之驗證系統，其中該FMNCC模組以代表該參考影像之大小對在每一匹配區之一遮罩區域之比率的一遮罩效應修飾符修正該計算之正規化交互相關。
  22. 如請求項20之驗證系統，其中該第二復歸反射特點係一復歸反射虛擬影像，且其中該主機系統藉由將該遮罩影像施加於該經擷取影像而從該經擷取影像移除該復歸反射虛擬影像之至少一部分。
  23. 如請求項20之驗證系統，其進一步包括用以照明該物品的一光源，其中該光源係配置於相對於一檢視位置之一角度，且其中該影像擷取裝置係配置於該檢視位置。
  24. 一種文件驗證之方法，其包括：擷取一文件之至少一部分的一影像，其中該文件之部分包含具有一第一特點及一第二特點的一影像；利用基於該經擷取影像所產生的一遮罩影像計算與該第一特點相關聯之一參考影像與該經擷取影像間的一經修正正規化交互相關；以及輸出該參考影像與該經擷取影像間的一或多個匹配之指標。
  25. 如請求項24之方法，其中該等第一及第二特點係第一及第二紫外線圖案，且其中計算一經修正正規化交互相關包括將該遮罩影像施加於該經擷取影像以便從該經擷取影像移除該第二紫外線圖案之至少一部分。
  26. 如請求項24之方法，其中該等第一及第二特點係第一及第二印刷可見圖案，且其中計算一經修正正規化交互相關包括將該遮罩影像施加於該經擷取影像以便從該經擷取影像移除該第二可見圖案之至少一部分。
  27. 如請求項24之方法，其中該第二特點係一生物特徵量測特點，且其中計算一經修正正規化交互相關包括將該遮罩影像施加於該經擷取影像以便從該經擷取影像移除該生物特徵量測特點之至少一部分。
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