WO2020065101A1 - Sistema y método de identificación automática de documentos fotocopiados - Google Patents
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Abstract
El método comprende: capturar (202) una imagen (112) de un documento impreso marcado (102); descifrar (204) una marca de agua digital embebida en la imagen (112), obteniendo un identificador de marca (206); recuperar, mediante consulta (208) a una base de datos (306), al menos un parámetro de calibración asociado al identificador de marca (206); aplicar (214) una transformada de Fourier discreta sobre la imagen, obteniendo una matriz de frecuencias (216); obtener (222) al menos un valor máximo de frecuencia (224) en la matriz de frecuencias (216); comparar (226) el al menos un valor máximo de frecuencia (224) con al menos un parámetro de calibración; determinar (228), en base a dicha comparación, si el documento impreso marcado (102) es un documento original (124) o un documento fotocopiado (126). El método identifica un documento fotocopiado sin la pérdida de la marca de agua digital, manteniendo la trazabilidad del documento durante toda su vida útil.
Description
SISTEMA Y MÉTODO DE IDENTIFICACIÓN AUTOMÁTICA DE DOCUMENTOS
FOTOCOPIADOS
DESCRIPCIÓN
Campo de la invención
La presente invención se engloba dentro del campo de los sistemas y métodos de autenticación automática de documentos para la comprobación de fraude documental, y más concretamente para la identificación automática de documentos fotocopiados.
Antecedentes de la invención
En el ámbito de las falsificaciones, el empleo de documentos no originales puede generar serios problemas de fraude. El uso de copias de documentos confidenciales originales en papel es el principal canal de filtración de información. La réplica documental de documentos financieros, ya sea mediante fotocopiado o mediante escaneado y posterior impresión, contribuye a generar fraude en los pagos realizados.
El proceso de verificación documental se realiza en la mayoría de las ocasiones de forma manual. Esto conlleva un problema de coste elevado, por el personal dedicado al análisis manual de documentos, y la posibilidad de errores humanos en la identificación debido a la subjetividad de la prueba.
Actualmente también existen sistemas de identificación de fotocopias que utilizan la incorporación de marcas de agua semifrágiles en los documentos originales. Dichas marcas de agua se pierden cuando el documento es replicado mediante el sistema de fotocopiado. De esta forma, la identificación de la originalidad del documento queda condicionada únicamente a la existencia o la ausencia de la marca. Sin embargo, la pérdida de la marca de agua digital impide mantener la trazabilidad del documento durante toda su vida útil, y origina una pérdida de datos y útil información adicional incluida en la propia marca de agua digital.
La presente invención resuelve el problema del fraude asociado a la réplica documental mediante fotocopiado y/o escaneado e impresión, permitiendo la identificación automática e instantánea de documentos manipulados, y evitando de esta forma el uso y aceptación de
documentos no originales (empleados por ejemplo para el pago, en el caso de documentos financieros).
Descripción de la invención
La invención se refiere a un sistema y método de identificación automática de documentos fotocopiados. En el contexto de la presente invención, el término“documentos fotocopiados” incluye fotocopias de un documento original y documentos obtenidos mediante el escaneado de un documento original y su posterior impresión.
La presente invención permite la identificación automática de fotocopias mediante el análisis de los parámetros de la marca de agua digital y la incorporación de marcas de agua digitales con tinta ultravioleta (marca en UV) como segunda capa de verificación. A diferencia de las soluciones actuales, la presente invención identifica un documento fotocopiado sin la pérdida de la marca de agua digital, y por lo tanto mantiene la trazabilidad del documento durante toda su vida útil y los beneficios que proporciona la marca de agua digital respecto a la inclusión de datos e información adicional a la visible en el documento.
La implantación de la solución permite la diferenciación entre un documente original y uno fotocopiado de forma instantánea. Además, aporta valor mediante la automatización del proceso de verificación documental, que se repercute en la reducción de costes relacionados al personal dedicado al análisis manual de documentos, la eliminación de errores de subjetividad humana, y el aumento de la eficiencia, entre otros.
El método de identificación automática de documentos fotocopiados comprende las siguientes etapas:
- Capturar una imagen de un documento impreso marcado con una marca de agua digital.
- Obtener, a partir de la imagen capturada, un identificador de calibración.
- Recuperar, mediante consulta a una base de datos, un umbral de calibración asociado al identificador de calibración.
- Aplicar una transformada de Fourier discreta sobre la imagen, obteniendo una matriz de frecuencias.
- Obtener al menos un valor máximo de frecuencia en la matriz de frecuencias.
- Comparar el al menos un valor máximo de frecuencia con el umbral de calibración.
- Determinar, en base a dicha comparación, si el documento impreso marcado es un
documento original o un documento fotocopiado.
La obtención del identificador de calibración comprende, de acuerdo a una realización preferida, descifrar una marca de agua digital embebida en la imagen, obteniendo un identificador de marca, donde el identificador de calibración es el identificador de marca. Alternativamente, el identificador de calibración puede ser otro dato incluido en el propio documento impreso marcado que permita identificar la calibración realizada para obtener un identificador de calibración; por ejemplo, en un cheque el identificador de calibración puede ser el número de lote del cheque. De esta forma, en la base de datos se puede correlacionar el número del lote con la calibración realizada, obteniendo el umbral de calibración asociado a dicho lote.
El identificador de fotocopias de la presente invención es un sistema automático que mediante un software de lectura instalado en un dispositivo de captación de imagen (escáner, cámara del móvil, etc.) es capaz de reconocer si un documento es original o es una copia (fotocopiado y/o escaneado e impreso, por ejemplo). La solución se puede integrar a otros sistemas de autenticidad documental como una medida extra de comprobación o funcionar por si sola en un dispositivo con capacidad de lectura (escáner, cámara del móvil, etc.) cuando el objetivo es únicamente identificar una fotocopia. El sistema funciona debido a la encriptación de marcas de agua digitales en el momento de la impresión del documento original y/o su generación digital. El software lector de la marca de agua digital es capaz de detectar cuando la marca de agua digital sufre alteraciones por los procesos de fotocopiado, alertando así al usuario de que el documento que tiene a su disposición no es el original.
El equipo impresor accede a un software de inserción de marca de agua digital (“embedding”) y a un software de calibración tras la captura de la imagen. El software de “embedding” marca los documentos a imprimir y mantiene la cuenta de que marcas de agua digitales que se han usado. El software de calibración se utiliza cuando se cambian los parámetros de impresión para calibrar el sistema, con mínimo cinco documentos. En caso de necesitar una detección de alta precisión es recomendable hacer una calibración para cada lote de documentos.
En los puntos de recepción/verificación de los documentos se implanta el software de lectura de la marca de agua digital mediante escáner o mediante dispositivo móvil (e.g. teléfono móvil). Tras el escaneo de los documentos, el software desencripta las marcas de agua
digitales embebidas y verifica los parámetros de la marca de agua digital, en concreto se realiza un análisis de frecuencia en la imagen. Ese dato se compara al registrado en la base de datos en el momento de la calibración. Mediante el análisis y comparativa de esos parámetros el sistema es capaz de verificar de forma automática si los mismos están dentro del umbral calculado en el momento de la calibración para determinar si el mismo es original o es una fotocopia. El software implementado en el escáner o en el dispositivo móvil genera una respuesta que identifica si el documento en verificación se trata de una fotocopia o si es un documento original.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
Las Figuras 1A y 1 B muestran de manera esquemática, de acuerdo a dos realizaciones diferentes de la presente invención, los componentes de un sistema de identificación automática de documentos fotocopiados.
La Figura 2 ilustra un diagrama de flujo de un método de identificación automática de documentos fotocopiados de acuerdo a una realización de la presente invención.
La Figura 3 representa de manera esquemática una realización de un sistema de identificación automática de documentos fotocopiados.
La Figura 4A muestra la representación de la matriz de frecuencias binarizada de un documento original donde se aprecian los máximos de frecuencia. La Figura 4B muestra la representación de la matriz de frecuencias binarizada de una fotocopia, donde se aprecian los máximos de frecuencia debilitados.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se refiere a un sistema de verificación de fotocopias basado en un análisis de frecuencia de imagen, para la identificación de imágenes digitales que contienen una marca de agua digital pero han sido expuestas a un proceso de impresión y digitalización con el fin de obtener copias fraudulentas de la misma (fotocopias y/o escanear e imprimir). Además, para conseguir una doble verificación de autenticidad, existe la opción de insertar una marca de agua digital con tinta ultravioleta -marca UV- que, al analizar el
documento con un escáner UV y no encontrar la marca de agua digital UV, pueda identificar las copias fraudulentas.
La frecuencia que se busca es la frecuencia en la que la marca de agua digital guarda la información. Esta frecuencia representa el número de píxeles que utiliza la marca de agua digital para guardar información por unidad de longitud. Por ejemplo, en caso de tener una marca de agua digital a una frecuencia de 75 in-1 quiere decir que la marca de agua digital utiliza 75 píxeles por pulgada para guardar la información. Para tal identificación se utiliza un mecanismo de análisis de patrones en los píxeles de la imagen que comprende:
Modificar la imagen original a imprimir durante el proceso de fabricación de tal manera que presente una alta amplitud y baja dispersión (ancho de banda) en la frecuencia de marcado, y optativamente imprimir una marca en tinta UV, que permitirán identificar si el documento fue escaneado o reimpreso, dado que, en el momento en el que un documento es replicado la amplitud y la dispersión varían debido a las limitaciones tecnológicas de la mayoría de los tipos de impresoras del mercado.
Durante la inspección y detección de marca de agua digital en la imagen digital, verificar estas frecuencias buscando la misma amplitud y dispersión de la frecuencia que se aplicó en la fase de impresión. En caso de que estos parámetros difieran de los parámetros de impresión, se confirma que este documento es una fotocopia. Además, en caso de fotocopia, la marca de agua digital en UV muy probablemente desaparecerá, por lo que si no se encuentra la marca de agua digital en UV con un escaneo en UV, se puede confirmar que el documento es fotocopiado.
En la Figura 1A se representa de manera esquemática los componentes que intervienen en un sistema de identificación automática de documentos fotocopiados 100a de acuerdo a una posible realización. El sistema 100a comprende un dispositivo de adquisición de imágenes 110 y un dispositivo de identificación de documentos fotocopiados 120. Ambos dispositivos se pueden considerar agrupados en un equipo verificador 104.
El dispositivo de adquisición de imágenes 110 se encarga de capturar una imagen 112 de un documento impreso marcado 102 a verificar. Una unidad de procesamiento de datos (122) del dispositivo de identificación de documentos fotocopiados 120 recibe dicha imagen
112 y la analiza para determinar si el documento impreso es un documento original 124 o un documento fotocopiado 126.
El dispositivo de identificación de documentos fotocopiados 120 puede ser, a modo de ejemplo, un ordenador o cualquier dispositivo con capacidad de cómputo y análisis de imágenes. El dispositivo de adquisición de imágenes 110 puede ser un escáner o una cámara. En la realización mostrada en la Figura 1A ambos dispositivos (110, 120) son entidades independientes, que pueden estar comunicadas por cable o de manera inalámbrica para el envío y recepción de la imagen 112. Alternativamente, el dispositivo de adquisición de imágenes 110 puede almacenar la imagen 112 en una memoria (en una memoria extraíble, en un disco duro de un servidor remoto, etc.) a la que posteriormente tendrá acceso el dispositivo de identificación de documentos fotocopiados 120.
La Figura 1B muestra otra realización de un sistema de identificación automática de documentos fotocopiados 100b. En esta realización el dispositivo de adquisición de imágenes 110 forma parte del dispositivo de identificación de documentos fotocopiados 120, esto es, dichos dispositivos (110, 120) no son entidades independientes. Por ejemplo, el dispositivo de identificación de documentos fotocopiados 120 puede ser un dispositivo móvil (e.g. tableta, teléfono inteligente) y el dispositivo de adquisición de imágenes 110 puede ser una cámara de dicho dispositivo móvil.
En la Figura 2 se representa un diagrama de flujo de un método de identificación automática de documentos fotocopiados 200 de acuerdo a una posible realización. El sistema (100a, 100b) de identificación automática de documentos fotocopiados de las Figuras 1A y 1 B está configurado para ejecutar las etapas del método 200. En particular, el método 200 de la Figura 2 comprende las siguientes etapas:
Capturar 202 una imagen 112 de un documento impreso marcado 102.
Identificar y descifrar 204 una marca de agua digital embebida en la imagen, obteniendo un identificador de marca 206 (un identificador único para cada marca).
Recuperar, mediante consulta 208 a una base de datos, un umbral de calibración 210 de la marca de agua digital asociado al identificador de marca 206.
- Aplicar 214 una transformada de Fourier discreta sobre la imagen, obteniendo una matriz de frecuencias 216.
Obtener 222 uno o varios valores máximos de frecuencia 224 en la matriz de frecuencias 216.
Comparar 226 uno o varios valores máximos de frecuencia 224 con el umbral de calibración 210.
Determinar 228, en base a dicha comparación, si el documento impreso es un documento original 124 o un documento fotocopiado 126.
De acuerdo a la realización de la Figura 2, el método 200 también puede comprender la etapa de convertir 218 la matriz de frecuencias 216 a escala logarítmica, y binarizar 220 la matriz convertida a escala logarítmica de forma que los valores de la matriz por encima de un determinado umbral de binarización corresponden a valores máximos de frecuencia. El umbral de binarización elegido es preferentemente proporcional con la matriz convertida a escala logarítmica (por ejemplo, el umbral de la binarización seleccionado puede ser la mitad del valor máximo de la matriz). El método 200 también puede comprender redimensionar 212 la imagen 112 a un tamaño determinado con anterioridad a la aplicación 214 de la transformada de Fourier discreta.
En la Figura 3 se muestra de manera esquemática una realización de un sistema de identificación automática de documentos fotocopiados 300 que incluye, además de un equipo verificador 104 según realización de cualquiera de las figuras anteriores, un equipo impresor 304 y una base de datos 306.
Con respecto al equipo impresor 304, un dispositivo de inserción de marca de agua digital 310 dispone de medios de procesamiento configurados para introducir una marca de agua digital en un documento digital 302 para obtener un documento digital marcado 312. La marca de agua digital comprende al menos un identificador de marca 206 codificado. El dispositivo de inserción de marca de agua digital 310 almacena el identificador de marca 206 en la base de datos 306.
Una impresora 320 se encarga de imprimir el documento digital marcado 312, obteniendo uno o varios documentos impresos para calibración 322. Un equipo de calibración 330 dispone de un escáner 332, encargado de realizar un escaneo de calibración de los documentos impresos para calibración 322, y una unidad de control 334 (i.e. una unidad de procesamiento de datos, tal como por ejemplo una CPU) configurada para acotar los valores máximos de frecuencia de marcado obtenidos en el escaneo de calibración para obtener un umbral de calibración 210 y almacenar el umbral de calibración 210 en la base de datos 306, asociándolo a su correspondiente identificador de marca 206.
El equipo verificador 104 recibe un documento impreso marcado 102 a verificar. La unidad de procesamiento de datos 122 ejecuta las etapas correspondientes del método 200 anteriormente descrito en la Figura 2, recuperando el identificador de marca 206 embebido en el documento impreso marcado 102, consultando 208 la base de datos 306 para recuperar el umbral de calibración 210 asociado a dicho identificador de marca 206, y finalmente emitiendo un resultado de la verificación 340, donde se determina 228 si el documento impreso es un documento original 124 o un documento fotocopiado 126.
A continuación se explica en detalle, de acuerdo a varias realizaciones preferidas, el método de análisis de frecuencia de marcas de agua digitales, que comprende una etapa de diagnóstico y una etapa previa de calibración. La etapa de calibración, realizada por el equipo impresor 304, comprende:
Definir la frecuencia de marcado del documento, que depende de la resolución con la que se vaya a imprimir y escanear. Según el Teorema de Nyquist la frecuencia máxima a la que se puede marcar ha de ser el menor valor entre la mitad de la resolución de impresión y la mitad de la resolución de escaneo. Por ejemplo, si se va a escanear a 300DPI e imprimir a 600DPI, el valor máximo de la frecuencia de marcado lo impone la resolución de escaneo, y esta frecuencia seria de 150 in 1. En la práctica la frecuencia de marcado está normalmente limitada por la resolución de escaneo y la frecuencia óptima es la menor entre un cuarto de la resolución de escaneo y un cuarto de la resolución de impresión (en el ejemplo anterior seria 75 in 1).
Marcar el documento e imprimirlo considerando los parámetros mencionados anteriormente.
Una vez el documento original está impreso, se debe escanear, lo cual permitirá calibrar el sistema de fotocopias. Esta calibración habrá que realizarla cada vez que se cambie el entorno de impresión (maquina, tipo de papel o tinta). La calibración consiste en acotar los valores que toman los máximos de frecuencia de marcado para poder establecer un umbral (umbral de calibración 210) indicativo de si un documento es original o en su defecto se trata de una fotocopia. En una realización, el umbral de calibración 210 se establece asumiendo que los valores del máximo tiene una distribución Gaussiana. A partir de los valores del máximo obtenidos en el escaneo de calibración, se obtiene la media x y la desviación típica o de este valor. El umbral de este máximo es entonces x ± No, N > 0 donde N determina la amplitud del umbral. Como
ejemplo, el valor de N se puede fijar en N=5, lo cual asegura que el 99.9999% de las medidas de un documento original van a estar dentro de este umbral. En casos donde se necesita mayor rigor de autenticidad, los valores de N que se suelen usar son: N = 4.4 que asegura 99.999%, N = 3.9 que asegura 99.99%, N = 3.3 que asegura 99.9%, N = 2,57 que asegura 99%. Este porcentaje no es probabilidad de diferenciar un documento original de uno fotocopiado, sino probabilidad de detectar un documento original como tal. Esto conlleva que cuanto mayor sea el valor de N, más probabilidad de inferir en falsos negativos, es decir, detectar un documento fotocopiado como original. Es por esto que en los casos donde se permita menos margen de error en la detección, el valor de N será menor.
Una vez definidos los umbrales de calibración, se almacenan en una base de datos 306 y se asocian al número de la marca de agua digital (identificador de marca 206) para que en el momento de verificación del documento estos estén disponibles.
Una vez finalizada la etapa de calibración, por la que se obtiene el umbral de calibración 210 que permite detectar si el documento a verificar es original o únicamente uno fotocopiado, se puede ya comenzar la etapa de diagnóstico sobre un documento impreso marcado 102 para determinar la veracidad del mismo. La etapa de diagnóstico, realizada por el equipo verificador 104 y explicada en el diagrama de flujo de la Figura 2, comprende:
El primer paso para el diagnóstico de impresión es escanear el documento. Los formatos de imagen aceptados para su procesamiento son los que no tienen compresión, o tienen compresión sin pérdida de datos, tales como TIFF, BMP, PNG, JPEG 2000 (con relación de compresión 1 :1 que es la máxima calidad disponible).
Descifrado de la marca de agua digital mediante un software de lectura y recuperación de la información codificada. Con el número de la marca de agua digital se consulta en la base de datos la información de calibración.
Redimensionar la imagen para que el tamaño se adapte exactamente al que se necesita considerando una resolución deseada, por ejemplo de 300 DPI, para la cual en el caso de los cheques con dimensiones de 160x70 mm escaneados a 300 DPI, la redimensión se realizaría a 1889x827 pixeles.
Una vez se obtiene la imagen reajustada, se procede a aplicar sobre ella una transformada de Fourier discreta, preferentemente la transformada rápida de Fourier (FFT). Con esta transformada se consigue cambiar los valores de análisis del dominio temporal (o espacial) al dominio de frecuencias. Así pues, para un vector x con N elementos con índices k = 0,... ,N-1 se define la FFT de x como X tal qué:
Para calcular la FFT de una matriz bidimensional (ej. Imagen 112) se aplica la fórmula anterior primero a todas sus filas, y después a todas sus columnas (o viceversa, es decir, primero a las columnas y después a las filas).
- A continuación se procede a poner los datos de la matriz en escala logarítmica para poder tratarlos y que sean más representativos a la hora de representarlo, y de este modo se pueda obtener las coordenadas en las que se encuentran los puntos significativos de los que obtendremos los valores a analizar. Esto se puede calcular sumando una unidad a todos los valores de la matriz imagen y, después, calculando el logaritmo natural (o neperiano) de cada valor.
Después de aplicar el logaritmo, la matriz de binariza haciendo que los valores por encima de la mitad del valor máximo de la matriz pasen a ser uno, y los valores por debajo de la mitad del máximo de la matriz pasen a ser cero. La Figura 4A representa la matriz de frecuencias binarizada (el valor 0 se representa con color negro, y el valor 1 con blanco) de un documento original, donde se aprecian (se destaca en el interior de un círculo) cuatro máximos de frecuencia 402. Por el contrario, la Figura 4B muestra la matriz de frecuencias binarizada de una fotocopia, donde se aprecian los cuatro máximos de frecuencia 402 más debilitados, con menor intensidad (ocupa menos área, ocupan menor número de píxeles en blanco).
Finalmente, para determinar si el documento es fotocopia o no, se mide el área (i.e. el número de pixeles en blanco) de los máximos de frecuencia 402 que aparecen en la transformada de Fourier discreta de la imagen en la posición de la
frecuencia de marcado, obteniendo un valor máximo de frecuencia 224 para cada máximo de frecuencia. Si el área de los cuatro máximos de frecuencia 402 (i.e. los cuatro valores máximo de frecuencia 224) está dentro del umbral calculado en el momento de la calibración entonces el documento es original, y si no (e.g. porque al menos uno de dichos valores máximos de frecuencia 224 está fuera del umbral de calibración) es fotocopia.
Por ejemplo, para el caso de la Figura 4A el valor máximo de frecuencia 224 para los cuatro máximos de frecuencia 402 son 18, 19, 17 y 18 píxeles, respectivamente, mientras que el umbral de calibración determinado es de 15 píxeles al menos. Como en el ejemplo de la Figura 4A todos los valores máximos de frecuencia 224 están dentro del umbral de calibración (³15), el documento se determina que es un documento original. Para el caso de la Figura 4B, el valor máximo de frecuencia 224 para los cuatro máximos de frecuencia 402 son 11 , 16, 14 y 13 píxeles, respectivamente. Como en este ejemplo de la Figura 4B no todos los valores máximos de frecuencia 224 están dentro del umbral de calibración (³15), ya que tres de ellos están fuera de dicho umbral, el documento se determina que es un documento fotocopiado.
A continuación se explica en detalle la inserción de la marca de agua digital en el documento digital 302, de acuerdo a posibles realizaciones preferidas. El dispositivo de inserción de marca de agua digital 310 comprende una unidad de procesamiento de datos que ejecuta un software de inserción (“embedding”) de la marca de agua digital, lo cual permite introducir la marca de agua digital en el documento digital 302 antes de la impresión. Utilizando técnicas estenográficas y criptografía (utilizando una clave privada de marcas de agua digitales, una clave numérica de marcas de agua digitales únicas para cada documento), el dispositivo de inserción de marca de agua digital 310 es capaz de ocultar un número de bits correspondiente al identificador de marca 206 (normalmente 32 o 64 bits) sobre una imagen digital satisfaciendo los siguientes requerimientos:
La imagen no resulta significativamente deteriorada (se percibe un ligero ruido).
El ruido no se puede replicar o introducir en otra imagen si no es a través del propio codificador y una clave privada (no se puede falsificar).
Se pueden aplicar transformaciones sobre la imagen (compresión, ruido, rotación, re-dimensión, cambios en el contraste, luminosidad y cualquier transformación
que pueda ocurrir entre el proceso de impresión y escaneo de la imagen) existiendo una alta posibilidad de que se conserve la información codificada.
Para el mismo número y misma clave privada, el ruido introducido al codificar la información se distribuye de forma única cada vez.
La impresión del documento se realiza preferentemente utilizando tóner negro, y funciona de la siguiente manera:
Se crea una imagen en escala de grises a 8 bits con un color de fondo en tonalidades claras. Este color de fondo puede ser gris si se quiere una marcación más intensa.
Se utiliza la técnica del“embedding” para codificar un número único (identificador de marca) el cual queda registrado en la base de datos 306 para evitar ser reutilizado.
- A la imagen que se quiere proteger se le superpone con esta imagen que contiene n la marca de agua digital.
La imagen resultante es impresa por la impresora 320 utilizando únicamente tóner monocromático. La capa superior que contiene la marca de agua digital resulta visualmente casi imperceptible.
En el caso de que se inserte, como medida adicional de verificación de autenticidad, una marca de agua digital con tinta ultravioleta, la implementación utilizando tinta solo visible bajo luz ultravioleta es la siguiente:
Se crea una imagen monocromática a 8 bits con un color de fondo blanco. Puede ser gris si se quiere una marcación más intensa.
Se utiliza la técnica del“embedding” para codificar un número único (identificador de marca ultravioleta) el cual queda registrado en la base de datos 306.
La imagen resultante es impresa por la impresora 320 utilizando únicamente un tóner UV. La capa superior que contiene la marca de agua digital resulta visualmente imperceptible.
Con respecto a la adquisición de la imagen 112 a partir del documento impreso marcado 102 (etapa inicial necesaria para recuperar los 64 bits que han sido codificados como
identificador de marca), el dispositivo de adquisición de imágenes 110 empleado puede ser un escáner o una cámara.
En el caso de utilizarse un escáner, se digitaliza la imagen impresa en un medio físico y sobre la imagen digital se aplica el algoritmo de lectura para recuperar el identificador de marca 206. En caso de existir se consultan los parámetros de calibración en la base de datos. En una primera variante, se escanea la imagen bajo luz ultravioleta y se recupera la marca ultravioleta. En una segunda variante el documento se escanea bajo luz visible para recuperar la marca de agua digital y así poder consultar los datos de calibración (umbral de calibración 210) en la base de datos 306.
En el caso de utilizarse una cámara, se digitaliza la imagen expuesta a la cámara varias veces por segundo. Se obtiene una sub-imagen digital rectangular del centro de la imagen. A continuación se aplica el algoritmo de lectura sobre cada sub-imagen hasta conseguir recuperar el identificador de marca en cuyo momento la digitalización se detiene hasta nueva intervención por parte del usuario. Obtenido el identificador de marca 206, se pueden analizar las frecuencias del mismo y determinar su originalidad. En una primera variante, al escanear la imagen se aplica luz ultravioleta para revelar una imagen codificada impresa en tinta ultravioleta. En una segunda variante el documento se escanea bajo luz visible para recuperar la marca de agua digital y, así, poder consultar los datos de calibración en la base de datos 306.
A continuación se describe en detalle alguno de los elementos empleados en el sistema de identificación automática de documentos fotocopiados.
El software de desencriptación de marca de agua digital permite la desencriptación de la marca de agua digital contenida en una imagen. En una versión del software para ordenador (e.g. Windows, Linux) permite, dada una imagen escaneada en formatos TIFF u otros y en escala de grises, desencriptar e interpretar la marca de agua digital contenida en dicha imagen. En una versión para dispositivo móvil (¡OS, Android), permite la desencriptación de la marca de agua digital de una imagen obtenida a través de la cámara del dispositivo con una resolución de al menos 1280x720 píxeles.
El software de comprobación de documentos fotocopiados basado en análisis de frecuencia es capaz de detectar artefactos de la imagen que la identifican como manipulada, mediante el análisis de una imagen dada y varios parámetros
relacionados con la misma. El software se desarrolla para ordenador (Windows, Linux) y/o para dispositivo móvil (¡OS, Android).
El escáner es capaz de escanear en escala de grises con una profundidad de color de 8 bit en formato sin compresión, y en su defecto, con compresión sin pérdida de datos (BMP, PNG, TIFF sin pérdida de datos, JPEG 2000 con relación de compresión 1 :1). Se emplea una resolución recomendada de, al menos, 200 DPI para cheques y 100 DPI para documentos en tamaño A4. En documentos más grandes la resolución puede ser menor.
La impresora 320 es preferentemente láser, capaz de imprimir en escala de grises. Recomendada a 600 DPI para cheques y 300 DPI para documentos en
A4.
Servidor“back-end” y base de datos 306: Un servidor“back-end” se encarga de gestionar la base de datos 306 en la que se guardan las configuraciones para cada tipo de impresión asociada a sus marcas de agua (incluida la frecuencia). En el servidor también se podrían desplegar las herramientas software descritas en la solución.
Claims
1. Método de identificación automática de documentos fotocopiados, que comprende:
capturar (202) una imagen (112) de un documento impreso marcado (102);
obtener, a partir de la imagen (112) capturada, un identificador de calibración;
recuperar, mediante consulta (208) a una base de datos (306), un umbral de calibración (210) asociado al identificador de calibración;
aplicar (214) una transformada de Fourier discreta sobre la imagen, obteniendo una matriz de frecuencias (216);
obtener (222) al menos un valor máximo de frecuencia (224) en la matriz de frecuencias (216);
comparar (226) el al menos un valor máximo de frecuencia (224) con el umbral de calibración (210);
determinar (228), en base a dicha comparación, si el documento impreso marcado (102) es un documento original (124) o un documento fotocopiado (126).
2. Método según la reivindicación 1 , donde la obtención del identificador de calibración comprende descifrar (204) una marca de agua digital embebida en la imagen (112), obteniendo un identificador de marca (206); donde el identificador de calibración es el identificador de marca (206).
3. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:
convertir (218) la matriz de frecuencias (216) a escala logarítmica;
binarizar (220) la matriz convertida a escala logarítmica, de forma que los valores de la matriz por encima de un determinado umbral de binarización corresponden a valores máximos de frecuencia.
4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende redimensionar (212) la imagen (112) a un tamaño determinado con anterioridad a la aplicación (214) de la transformada de Fourier discreta.
5. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la captura (202) de la imagen (112) se realiza mediante un escáner.
6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde la captura (202) de la
imagen (112) se realiza mediante una cámara de un dispositivo móvil.
7. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:
capturar una imagen del documento impreso marcado (102) en el espectro ultravioleta;
determinar que el documento impreso marcado (102) es un documento fotocopiado (126) si en dicha imagen no se detecta una marca de agua digital con tinta ultravioleta.
8. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:
introducir una marca de agua digital en un documento digital (302), donde la marca de agua digital comprende al menos un identificador de marca (206) codificado;
almacenar el identificador de marca (206) en la base de datos (306);
imprimir el documento digital marcado (312), obteniendo al menos un documento impreso para calibración (322);
realizar un escaneo de calibración del al menos un documento impreso para calibración (322);
acotar los valores máximos de frecuencia de marcado obtenidos en el escaneo de calibración para obtener un umbral de calibración (210);
almacenar el umbral de calibración (210) en la base de datos (306), asociándolo a su correspondiente identificador de marca (206).
9. Sistema de identificación automática de documentos fotocopiados, que comprende:
un dispositivo de adquisición de imágenes (110) configurado para capturar una imagen (112) de un documento impreso marcado (102);
un dispositivo de identificación de documentos fotocopiados (120) que comprende una unidad de procesamiento de datos (122) configurada para:
recibir la imagen (112) capturada por el dispositivo de adquisición de imágenes (110);
obtener, a partir de la imagen (112), un identificador de calibración; recuperar, mediante consulta a una base de datos (306), un umbral de calibración (210) asociado al identificador de calibración;
aplicar una transformada de Fourier discreta sobre la imagen, obteniendo una matriz de frecuencias (216);
obtener al menos un valor máximo de frecuencia (224) en la matriz de frecuencias (216);
comparar el al menos un valor máximo de frecuencia (224) con el umbral de calibración (210);
determinar, en base a dicha comparación, si el documento impreso marcado (102) es un documento original (124) o un documento fotocopiado (126).
10. Sistema la reivindicación 9, donde la unidad de procesamiento de datos (122) del dispositivo de identificación de documentos fotocopiados (120) está configurada para descifrar una marca de agua digital embebida en la imagen (112), obteniendo un identificador de marca (206); donde el identificador de calibración es el identificador de marca (206).
11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, donde el dispositivo de identificación de documentos fotocopiados (120) es un ordenador y el dispositivo de adquisición de imágenes (110) es un escáner.
12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, donde el dispositivo de identificación de documentos fotocopiados (120) es un dispositivo móvil y el dispositivo de adquisición de imágenes (110) es una cámara de dicho dispositivo móvil.
13. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, donde la unidad de procesamiento de datos (122) del dispositivo de identificación de documentos fotocopiados (120) está configurada para:
convertir la matriz de frecuencias (216) a escala logarítmica;
binarizar la matriz convertida a escala logarítmica, de forma que los valores de la matriz por encima de un determinado umbral de binarización corresponden a valores máximos de frecuencia.
14. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, donde la unidad de procesamiento de datos (122) del dispositivo de identificación de documentos fotocopiados (120) está configurada para redimensionar la imagen (112) a un tamaño determinado con anterioridad a la aplicación de la transformada de Fourier discreta.
15. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, que comprende un escáner UV configurado para capturar una imagen en el espectro ultravioleta del documento impreso marcado (102);
donde la unidad de procesamiento de datos (122) del dispositivo de identificación de
documentos fotocopiados (120) está configurada para recibir dicha imagen y determinar que el documento impreso marcado (102) es un documento fotocopiado (126) si no se detecta una marca de agua digital con tinta ultravioleta.
16. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15, que comprende:
una base de datos (306);
un dispositivo de inserción de marca de agua digital (310), configurado para:
introducir una marca de agua digital en un documento digital (302), donde la marca de agua digital comprende al menos un identificador de marca (206) codificado;
almacenar el identificador de marca (206) en la base de datos (306);
una impresora (320) configurada para imprimir el documento digital marcado (122), obteniendo al menos un documento impreso para calibración (322);
un equipo de calibración (330) configurado para:
realizar un escaneo de calibración del al menos un documento impreso para calibración (322);
acotar los valores máximos de frecuencia de marcado obtenidos en el escaneo de calibración para obtener un umbral de calibración (210);
almacenar el umbral de calibración (210) en la base de datos (306), asociándolo a su correspondiente identificador de marca (206).
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