(57)【要約】本発明は、２次元（２Ｄ）画像又は実際の存在する３次元（３Ｄ）モデルを、検出されたセキュリティパターンの表面構造、色情報（色及び／又は色強度）及び深さ情報の解析により人工３次元（３Ｄ）再構成に変換することで、セキュリティパターンを識別する方法に関する。本方法は、−検出された２Ｄ画像又は３Ｄモデルから３つの座標軸（ｘ，ｙ，ｚ）のためにピクセル当たりの表面法線を決定することで高さモデルを生成し、−陰影及び反射挙動に基づき、検出された２Ｄ画像又は３Ｄモデルのピクセル強度を解析し、−ピクセル強度から人工３Ｄ再構成を生成する、ステップを特徴とする。ピクセル強度又は輝度レベルに従い、再現不能な３Ｄ表面が生成される。このようにして得られた色情報が人工３Ｄ再構成の深さ情報に組み込まれる。
2018521377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セキュリティパターンを識別する方法であって、
ａ）光走査装置によって異なる記録条件の下でセキュリティパターンの表面の２次元（２Ｄ）画像を検出し、又は前記セキュリティパターンの実際の３次元（３Ｄ）モデルを提供し、
ｂ）検出されたセキュリティパターンの表面特徴、色情報（色及び／又は色強度）及び深さ情報の解析により、得られた２Ｄ画像又は実際の３Ｄモデルを人工３Ｄ再構成に変換し、
ここで、
−得られた２Ｄ画像又は３Ｄモデルから３つの座標軸（ｘ，ｙ，ｚ）のためにピクセル当たりの表面法線を決定することで高さモデルを創出し、
−陰影及び反射率特徴に基づき、検出された２Ｄ画像又は３Ｄモデルのピクセル強度を解析し、
−ピクセル強度から人工３Ｄ再構成を創出し、ここでピクセル強度又は輝度の程度に従い、再現不能な３Ｄ表面が形成され、得られた色情報が人工３Ｄ再構成の深さ情報に組み込まれ、
ｃ）このようにして得られる人工３Ｄ再構成を、データベースに記憶されたセキュリティパターンの３Ｄ基準画像と比較する、
ステップを有する方法。
【請求項２】
−光走査装置によって異なる記録条件の下でセキュリティパターンの表面の２次元（２Ｄ）画像を複数回検出し、
−セキュリティパターンの検出された２次元（２Ｄ）画像とデータベースに記憶されたセキュリティパターンの２Ｄ基準画像とを相関させることで、検出されたセキュリティパターンをプリフィルタリングする、ステップを有し、
ここで、プリフィルタリングの際に肯定的な相関の場合には、検出されたセキュリティパターンの表面特徴、色情報（色及び／又は色強度）及び深さ情報の解析により、２Ｄ画像の人工３Ｄ再構成への変換が行われる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
走査の間に異なる検出角度及び／又は波長及び／又は偏光フィルターを用いて、及び／又は、異なる数、種類若しくは配置の照明装置を用いて、２Ｄ画像の検出が行われる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
走査装置によるセキュリティパターンの検出及び必要ならば整列の後で、走査装置によって検出されたセキュリティパターンの画像情報の区分化が実行され、検出されたセキュリティパターンの表面詳細が記録背景から離される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
セキュリティパターンの区分化の後に、画像解析におけるランダムな欠陥を考慮してセキュリティパターンの画像情報の骨格化が行われる、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
閾値に基づいて、距離変換を介して、セキュリティパターンの人工３Ｄ再構成が３Ｄ基準画像と比較される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
セキュリティパターン又はその部分が、少なくとも部分的に赤外線（ＩＲ）を反射する着色剤又は赤外線（ＩＲ）反射着色剤と付加的な非ＩＲ反射着色剤の混合物を表面に加えることで生成され、走査が、ＩＲ光及び／又はＵＶ光及び／又は別な波長の下で及び／又は偏光フィルターを用いて行われる、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
セキュリティパターンのＩＲ反射着色剤の反射特性が、上にある又は下にあるワニス層によって影響を受け、それで結果生じる人工３Ｄ再構成の外観に影響を及ぼす変更されたシャドーイングが生じる、ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
セキュリティパターンはワニス層内又は下に配置され、又はワニス層により覆われ、前記ワニス層は、ひび、亀裂又は高所の形状の更なるセキュリティパターンを有し、セキュリティパターン及びワニス層の特性（その表面、層厚さ、色など）は同一の記録条件で、人工３Ｄ再構成の生成の間に特徴的なシャドーイング及び後方反射挙動を生じる、ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
明るい／暗いモデルが、得られた深さ情報及びそれぞれの個々のピクセルのピクセルアルベドから得られ、前記モデルは、存在する輝度差に従って、新たな表面特徴及び深さ情報を有する人工３Ｄ再構成に変換される、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
セキュリティパターンの人工３Ｄ再構成はピクセルデータとして存在し、個々のピクセルの位置、相対的配置及び／又は色情報がデータセットに記憶され、前記データセットに記憶されたピクセル情報がアルゴリズム、コード又はルールによって少なくとも部分的に変更され、それにより変更された人工３Ｄ再構成に対応する変更されたピクセル情報が生成される、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
セキュリティパターンの表面の２Ｄ画像の検出の間、セキュリティパターンに適用される個別化された付加的な光学系が備えられ、走査の間の個別化は、例えば、焦点距離、レンズ強度、少なくとも部分的な陰影、偏光又はカラーリング又は前記付加的な光学系の構造における表面特徴を選択することで行われる、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ピクセル当たりの測定強度の解析と、記録されたセキュリティパターンの反射率の決定が、表面構造の粗さ及びピクセルアルベドの決定を考慮して、セキュリティパターンの表面情報及び深さ情報を確認するために実行される、ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
得られた人工３Ｄ再構成から及びセキュリティパターンの３Ｄ基準画像との比較から、セキュリティ特徴を担持する特有の要素がフィルタリングされ、比較される、ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セキュリティパターンに対応する複数の２次元画像（２Ｄ画像）又は実際の３Ｄモデルを、変更された人工３次元再構成（３Ｄ再構成）に変換することによりセキュリティパターンを識別する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先に生成された２次元データからの３次元高さ情報の表現・描写が、例えばナビゲーションシステム（特許文献１）や輪郭可視化のための医療分野（特許文献２）で長い間使用されている。しかしながら、セキュリティ領域では、オーセンティケーションのための２次元データの使用はセキュリティ問題で満たされている。例えば、指紋や人間の目の虹彩を記録することは、このような生物測定法のセキュリティ特徴の同一の再構成を生成するのに十分である。よって、ハッカーや模倣者は保護システムに容易にアクセスできる。これらの不都合を避けるために、特許文献３にある方法と装置が提案されており、それによれば、増大した偽物保護が可能とされ、対象物は少なくとも２つの異なる捕捉方向から同時に又はほとんど同時に検出される。この場合、撮像すべき全ての表面の点が少なくとも２つの異なる方向に描かれ、デジタル２次元画像でそれぞれ描かれる。これらの画像から、観察対象物の３次元モデルが計算される。撮像すべき各々の点は２つの異なる方向に描かれ、それにより指又は手又は他の身体部分の外殻表面全体が汚染無く撮像される。この方法はしたがって、実際の身体部分に一致する表面の画像を与える。
【０００３】
特許文献４では、光フォーマー獲得及び／又は対象物の試験のための方法及び装置が記載されており、対象物表面の画像シーケンスが異なる記録条件の下カメラで記録される。データから、対象物サイトでの局所的表面傾斜が、画像平面内のそれぞれに対応する画像ロケーションの位置から計算される。
【０００４】
やはり公知なのは、３Ｄ色効果が作られる方法である。例えば、特許文献５は、異なる情報部分から成る図式的情報を使用する。例えば、このような３Ｄ色効果を実現するために、異なる波長の電磁放射が反射又は透過のために使用される。
【０００５】
特許文献６は製品のオーセンティケーション（証明）のための方法を記載し、製品は、無作為に分布された顔料粒子を含む包装フィルムで包装されている。選択される顔料粒子の相対位置座標及び色値から、識別コードが暗号化アルゴリズムによって得られる。
【０００６】
加えて、試験領域において試験すべき試験対象物の対象表面の特徴的な特性を表現する試験画像データが生成される、対象物を証明するための方法も知られている。この目的のために、特許文献７では比較方法が使用され、相互関係解析計算による所定の数の測定点のために類似ベクトルのベクトル場が計算され、ベクトルは、測定点周囲で計算される局所的相関係数場の特異点の方を向く。決定的な因子はここでは、基準画像とは異なる第３画像を表す第３画像データが生成されることである。この方法ステップは、基準獲得の前又は後又はそれと同時に実行できる。
【０００７】
特許文献８は、書類の表面上の３次元突出構造を検出するための方法及び装置を記載しており、その表面はまず光を照らされ、前記表面の画像が記録され、次いで得られた画像は突出構造を決定するために評価される。この場合、前記表面は少なくとも２つの異なる方法で薄層状に照明され、表面の少なくとも１つの２次元画像は、異なる種類の照明のそれぞれのために記録される。次いで、このように得られた表面の２次元画像は一緒に評価される。表面は、例えば表面を異なる方向から光でかすめ入射角で照明することで、異なる方法で照明される。評価するとき、好ましくは異なる画像の少なくとも２つが互いに比較され、検出された差に基づいて突出構造を決定する。この場合、なるべく表面の本物の画像を得るために、インパクトシャドウ及び／又は反射プロフィールが明らかに分離される。
【０００８】
公知の方法は、例えば異なる走査方法により又は２次元で記録された画像の変換によってなるべく忠実に３次元表面を捕えることを意図しているが、このような構造が捏造者によって模倣されるときセキュリティリスク（安全性リスク）がまだある。３次元モデルへの変換の場合でも、偽造がオリジナルと異ならず、ゆえにオーセンティケーションクエリが肯定的に続行し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＷＯ２００７／０３１３６１Ａ１
【特許文献２】ＤＥ１０２０１２２００５３６Ａ１
【特許文献３】ＤＥ１０２００４０４１１１５Ａ１
【特許文献４】ＤＥ１０２０１３２１２８２７Ａ１
【特許文献５】ＤＥ１０２０１１００５５１８Ａ１
【特許文献６】ＤＥ１０２００８０３２７８１Ａ１
【特許文献７】ＤＥ１０２０１２２０５３４７Ａ１
【特許文献８】ＤＥ１０２０１００４６２１９Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この背景技術に対して、本発明の目的は、例えば対象物又は人の識別を可能とする、３Ｄ再構成に基づきセキュリティパターンを識別するための改良されたセキュリティ向上方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１の特徴を有する方法により達成される。好ましい実施形態は従属請求項の部分である。
【００１２】
本発明に従う方法は、セキュリティパターンの表面の多数の２Ｄ画像を変換すること、又はセキュリティパターンの実際の３次元画像（３Ｄモデル）を、ピクセル強度を考慮して測定した表面強度及び色情報（例えば色及び／又は色強度）の解析を介して人工３Ｄ再構成に変換するという概念に基づいている。
【００１３】
そうする際、いわゆるピクセルアルベドからセキュリティパターンの新たな人工３次元画像を創出することを可能とする数学的アプローチがなされる。付加的な情報が人工３次元画像の創出のために画像生成に組み込まれるので、このようにして得られる人工３次元再構成は実際の人工３次元再構成とは異なる。人工３Ｄ再構成は最後にデータベースに記憶された３Ｄ基準画像と比較される。それに代えて、そこから抽出される基準特徴が対応する基準特徴と比較されてもよく、起こりうる変化が決定できる。変化のための許容範囲は予め定められる。肯定的な比較のために、オーセンティケーションプロセスは肯定的に行われる。
【００１４】
本発明の目的のためのセキュリティパターンは、オーセンティケーション又は識別に使用されるセキュリティ特徴を生み出すランダム要素である。
【００１５】
第１方法ステップでは、２次元画像に基づく２Ｄバリエーションがまず、少なくとも１つの光走査装置によって異なる記録条件の下でセキュリティパターンの表面の２次元（２Ｄ）画像の複数回検出を受ける。走査装置は例えば従来通りのカメラであってもよく、表面は異なって配置された照明装置により照明される。従って、走査の間の異なる検出角度及び／又は波長及び／又は偏光フィルター、及び／又は、異なる数、種類若しくは配置の照明装置を用いた検出プロセスを用いて、セキュリティパターンの画像が生成される。異なるシャドーイング（shadow casts）及び表面の反射挙動は、それぞれのピクセルが異なる強度又は色情報を有する２Ｄ画像を生じさせる。
【００１６】
代わりのバリエーションでは、２Ｄ画像の複数回検出が必須ではないように、セキュリティパターンの実際の３次元再構成が既に存在する。実際の３Ｄモデルは、セキュリティパターンの３次元エレベーションモデル（３次元高さモデル）を含み、次いで本発明に従う方法で変えられる。
【００１７】
この目的のために、検出された２Ｄ画像又はセキュリティパターンの提供された実際の３Ｄモデルのいずれかが人工３Ｄ再構成に変換される。これは、測定された表面強度及び／又は色情報（例えば色及び／又は色強度）を解析することで初めになされる。ｘ，ｙ及びｚ軸に沿う空間的な３次元（３Ｄ）情報に加えて、配色（color scheme）などのベクトル情報、ピクセルの明るさ、又は他の技術的パラメータもまた３Ｄ再構成に含まれてもよい。
【００１８】
本発明によれば、この目的のために、先に獲得した２Ｄ画像又は３Ｄモデルから３つの座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚのためにピクセル当たりの表面法線を決定することで高さモデルが初めに決定される。以下は計算例である。
【００１９】
登録された画像強度に対して、以下が当てはまる。
Ｉ（ｘ，ｙ）＝ｃ・ｑ（ｘ，ｙ，ｚ）・Ｒ（ｎ，ｓ）
【００２０】
ここで、Ｉ（ｘ，ｙ）は点（ｘ，ｙ）での登録された画像強度、ｃはカメラの感度、ｑ（ｘ，ｙ，ｚ）は点（ｘ，ｙ，ｚ）での光源の位置、Ｒ（ｎ，ｓ）は、局所的向きｎ及び光の方向ｓの関数としての表面の反射挙動、ｐは表面の（全球）アルベドである。
【００２１】
ランベルト反射モデル：
Ｒ（ｎ，ｓ）＝ｐ・ｃｏｓφ＝・（ｎ，ｓ）
【００２２】
カメラ感度に対して＝光源の明るさ（輝度）＝（全球）アルベド＝１
Ｉ＝ｃｏｓφ＝＜ｎ，ｓ＞
【００２３】
較正された光方向によって、以下がランベルトケースに対して生じる。
【００２４】
【数１】
2018521377.tif 000003
【００２５】
ｄｅｔ（Ｓ）Ｉ＝０に対して、表面法線がｎ（Ｘ，Ｙ）＝１／Ｐ・Ｓ−１Ｉ（ｘ，ｙ）によって得られる。
【００２６】
同様にして、アルベドは数２により得られる。
【００２７】
【数２】
2018521377.tif 000004
【００２８】
高さモデル（エレベーションモデル）は、勾配場の局所的又は全積分によって最終的に創出される。
【００２９】
したがって、ピクセル当たりの測定強度の解析と、記録されたセキュリティパターンの反射率の決定が実行される。これは、セキュリティパターンの表面情報及び深さ情報の確認、表面構造の粗さ、及びピクセルアルベドの決定を含む。
【００３０】
最後に、人工３Ｄ再構成が先に作られた表面法線から作られ、セキュリティパターンの実際の３次元表面とは異なる再現不能な人工３次元表面を作る表面の強度及び表面の反射挙動との対応が形成される。差は、例えば構造、エレベーション（高さ）、窪み、色、セキュリティパターンの１又は複数の特徴の配置又は変化に関する。例えば、セキュリティパターンが色層により重ね合さる場合、それぞれのピクセルの反射挙動はそれに影響される。場合によっては無反射着色剤を有する、少なくとも部分的に赤外線を反射する着色剤又は様々な赤外線反射着色剤の混合物が表面に使用される場合にも同じことが当てはまる。よって結局、本発明の方法は、仮想の人工的な、それゆえ再現可能でない独特なモデルを提供する。再現性の欠如により、偽造者が、得られた人工３Ｄ再構成と同じ特性を正確に有するセキュリティパターンを創出することが事実上不可能になる。
【００３１】
得られた人工３Ｄ再構成はデータセットに変換され、オーセンティケーションの間それはデータベースに記憶されたセキュリティパターンの基準データセットと比較される。この比較で適合があれば、セキュリティパターンの肯定的なオーセンティケーションが与えられる。習慣のように、或る閾値又は許容差がこのような「適合」オーセンティケーションで定められてもよい。好ましくは、得られた３Ｄ再構成は新たな３Ｄ基準画像としてデータベースに記憶できる。比較のために、３Ｄ再構成全体又はそこから抽出される個々の特徴のいずれかが使用できる。
【００３２】
多数の光源（例えば４つの光源）が、光方向を決定するためにセキュリティパターンの表面の２Ｄ画像の検出に使用される場合、２Ｄ画像の複数回検出の前に、光方向の独特な較正ステップが、専用の較正対象物を用いて記録の前に実行される。この較正対象物は定義された物理量を有する幾何学的対象物であって、例えば半球である。光方向は較正対象物を用いて決定できる。好ましいバリエーションでは、検出は少なくとも３つの光源、好ましくは４つの光源を用いて実行される。これらは例えば、光走査装置の周りに正方形又は長方形に配置でき、照明すべき表面に向かって指向される。光源により放出される光は好ましくは偏光される。カメラの位置が変えられる場合、新たな較正ステップが実行されるべきである。装置が光源と走査装置から成る場合、較正データは検出装置にしっかり結合でき、後続の測定のために使用できる。セキュリティパターンの個々の特徴を強調し又は隠すために、個々の光源は様々な波長で、例えば標準光又はＩＲ光によって接続できる。
【００３３】
好ましい実施形態バリエーションでは、光走査装置が様々な焦点距離を有する光学系を有し、それにより検出領域が２Ｄ撮像の間に変えられる。例えばマクロ又はズーム光学系も考えられる。これは、セキュリティパターンの目標の記録領域又は対象物が記録できるという利点を有する。単色及びカラー光学系が光学系において使用できる。好ましいバリエーションでは、セキュリティパターンの表面の２Ｄ画像を検出するために、明視野カメラもまた光走査装置として使用できる。
【００３４】
別な実施形態では、セキュリティパターンは、セキュリティパターン上にレンズ、ディスク又はガラスを配置することで、付加的な光学系（例えば拡大光学系）を用いて検出される。この場合、個別化された記録結果を得るために、付加的な光学系はこのセキュリティパターンの記録のために明確に適合される。光学系のガラスが例えば固有のレンズ厚さや焦点距離などの特別な特性を有する点で、セキュリティ（安全性）も増大される。また、セキュリティパターンに適用されるべき拡大鏡は少なくとも部分的にコーティングされ、偏光され又は影で覆われてもよく、それは２Ｄ画像の再現、したがって後続の３Ｄ再構成に効果を有する。このようなバリエーションでは、セキュリティパターンに適用される個別化された付加的な光学系が、セキュリティパターンの表面の２Ｄ画像の検出の間に備えられる。走査の間の個別化は、例えば、焦点距離、レンズ厚さ、少なくとも部分的な陰影（シェーディング）、偏光又はカラーリング又は付加的な光学系の構造における表面特徴の選択によって決定される。
【００３５】
適用のタイプに依存して、対象物を記録する際に撮像光学系はセキュリティパターンをくっきりと表示しないことが可能である。この場合、セキュリティパターンは異なる焦点平面を用いて撮像される。例えば、３以上の焦点平面がセキュリティパターンによって撮像できる。その際、個々のくっきり撮像された領域は画像処理によって評価できる。これは、例えば湾曲した又は波形のセキュリティパターンのケースで、又は円筒容器に適用されスキャナーにより走査されるセキュリティパターンのケースで有利である。
【００３６】
検出の間の陰影を防ぐために、撮像対象物の周りに配置されてその表面を照明する４以上の光源、例えばＬＥＤが設けられてもよい。異なる焦点平面におけるセキュリティパターンを検出する間、６，８又はそれ以上のＬＥＤ光源を備えた照明が必要とされてもよく、反射を抑制するために偏光フィルターを有する対物レンズ及び光を備える必要がありうる。偏光の下でのみ特徴が出現することが可能である。好ましくは、反射を低減するために交差分極の試みがなされる。このアプローチでは、直線偏光フィルターがカメラの前に設置され、交差した直線偏光フィルターがＬＥＤ（例えば偏光フィルムを有する）の前に配置される。
【００３７】
公知の方法と比べて、本発明に従う方法は、とりわけ、他の方法では試験のために全く使用されず互いに影響し得る特徴が比較されるという事実に基づいている。
【００３８】
原始的な偽物を排除し又は予めの選択を実行するために、本発明によれば、２Ｄ画像の複数回検出の後であって２Ｄ画像の人工３Ｄ再構成への変換の前に、先に検出されたセキュリティパターンのプリフィルタリングが、検出された２Ｄ画像とデータベースに記憶されたセキュリティパターンの基準画像との相関比較を介して実施される。このような相関比較では、例えば、画像の色、色強度又は光学印象が使用できる。ゆえに、このような実施形態では、後続の方法ステップにおいてこの形式ではもはや解析されない特徴がプリフィルタリングの途中で比較される。しかしながら、加えて、画像比較のために特有の画像特徴を使用することも可能である。最後に、ヒストグラム上での色分布の比較が可能である。
【００３９】
さらに好ましい方法ステップでは、走査装置によるセキュリティパターンの検出及び整列の後で、走査装置によって検出されたセキュリティパターンの画像情報の区分化（segmentation）が実行され、セキュリティパターンの特有の画像特徴が記録背景から離される。区分化は、特定の均質性基準に対応する隣接ピクセルと適合させることによる前後関係から見て隣接した画像領域の生成を含む。ピクセル指向した方法及び特別な区分化アルゴリズムなどの様々な方法が使用できる。原始的な偽物は区分化のたった一つの試験によって容易に識別できる。
【００４０】
さらなるバリエーションでは、セキュリティパターンの区分化の後に、画像解析におけるストレイエラー（stray error）を考慮して顕著な画像特徴の骨格化（skeletonizing）が行われる。骨格化の場合、平坦な画像対象物が、ちょうど１つのピクセル幅である骨格線に変換される。従って、例えば、広い画像銘刻（image inscriptions）が希釈され、又はクラックが減少される。骨格化の場合に、例えば閾値が先に定められているとやはり有利である。
【００４１】
好ましくは、先に骨格化された画像特徴は、閾値を考慮して、距離変換を介して、データベースに記憶されたセキュリティパターンのデータ記録と比較される。
【００４２】
本発明に従う方法は、非常に微細な表面構造の解析と、したがって再構成の高い精度を可能にする。ピクセルアルベドを調べることにより、偽物がこの解析ステップで容易に検出できる。ピクセルアルベドは本発明に従う方法の副産物であるが、それはセキュリティ解析のために優秀に使用できる。
【００４３】
セキュリティパターン又はその部分の反射挙動は、異なる波長で異なる反射特性を有する色又は混色の付加により影響を与えられる。例えば、少なくとも部分的に赤外線（ＩＲ）を反射する反射着色剤をセキュリティパターン又はその部分に加えることが可能である。セキュリティパターンの領域だけが赤外線反射着色剤で染色される場合、セキュリティパターンの完全に異なる仮想画像（３Ｄ再構成）が得られる。バリエーションでは、セキュリティパターンの領域をＩＲ反射物質と非ＩＲ反射物質の均一混合物でコーティングすることも可能であり、それで異なる反射挙動がこれらの領域で生じる。同じことが、異なる着色剤の重複の場合にも当てはまる。さらなるバリエーションでは、ＩＲ着色剤を少なくとも部分的に覆いＩＲ光線を遮断する上又は下にある層、例えばワニス層によって、ＩＲ反射着色剤がその反射挙動において影響を受ける。好ましくは、セキュリティパターンのＩＲ反射着色剤の反射挙動は、下にある又は上にある層、例えばワニス層を介して影響を受け、それで結果生じる人工３Ｄ再構成の外観に影響を及ぼす変更されたシャドーイングが生じる。
【００４４】
例えば、ＩＲ反射着色剤と付加的な非ＩＲ反射着色剤の混合物を表面に適用することで、解析がより困難になりうる。表面銘刻はまた、赤外線反射着色剤又は異なる混色及び着色剤濃度を用いることで実行できる。
【００４５】
このように得られた色情報は、人工３Ｄ再構成の深さ情報に流れ込む（組み込まれる）。これは、実際の表面を走査することでは再現可能でない仮想表面を創出する。色情報は、異なる反射挙動で反射される異なるシャドーイングを生成する。つまり、色特性や異なるシャドーイングは異なる表面特徴を生成する。表面銘刻又は表面（例えば層の上又は下にある）は、ＩＲ反射性、ＩＲ部分反射性又は非ＩＲ反射性のいずれかであり、場合によっては異なる凹凸を有し得る。考えられうる偽造者は、セキュリティパターンを着色するためにどんな着色剤がどんな濃度で使用されたか分からない。偽造者はまた、どんな３Ｄ再構成の構造が、構造、従ってセキュリティパターンのシャドーイングにより及び色若しくは混色の反射挙動により作られるか分からない。
【００４６】
走査は異なる波長の光を用いて行え、必要ならば、偏光フィルターを用いて行え、これはさらにセキュリティ（安全性）を増加させる。よって、走査は、ＩＲ光及び／又はＵＶ光及び／又は別な波長の下で偏光フィルターを用いて又は用いずに行える。そのために、異なる種類の読み出しが互いに組み合わされてもよい。セキュリティパターンのダイナミックな更なる発展、例えばコーティングやワニス層の場合、異なる結果が本発明に従う方法により生成される３Ｄ再構成において得られる。
【００４７】
好ましい実施形態では、セキュリティパターンはワニス層内又は下に配置され、又はワニス層により覆われる。好ましくは、ワニス層は、ひび、亀裂又は高所の形状の更なるセキュリティパターンを有し、セキュリティパターン及びワニス層の特性（例えば、その表面、層厚さ、色）は、人工３Ｄ再構成の生成の間に同一の特徴的なシャドーイング及び特徴的な後方反射特性を示す。
【００４８】
したがって、モデルが得られた深さ情報及びピクセルアルベドから得られ、それは存在する強度差に従い新たな表面構造及び深さ情報を有する人工３Ｄ再構成に変換される。好ましいバリエーションでは、セキュリティパターンの人工３Ｄ再構成はピクセル情報として提供され、位置、相対的配置及び／又は色情報がデータセットにピクセルとして記憶される。
【００４９】
記憶データのセキュリティをさらに増大させるために、好ましい実施形態では、データレコードに記憶されたピクセル情報がある因子によって少なくとも部分的に変更され、それにより修正された人工３Ｄ再構成に対応する変更されたピクセル情報が生成されてもよい。このような因子は、例えば、得られる仮想３Ｄ再構成のデータの再計算又は変換を含むアルゴリズムであってもよい。
【００５０】
更なるバリエーションでは、得られる人工３Ｄ再構成が、セキュリティ特徴を担持する特有の要素にまで還元（減少）されることも可能である。好ましくは、セキュリティ特徴の解析及び解析評価に適するこのような要素が選択され、解析される。人工３Ｄ再構成から、ピクセルアルベドを介して変えられた２次元又は多次元要素が明確にフィルタリングされてもよい。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明を実施するための方法及び商業的有用性
【００５２】
以下の例示の実施形態において本発明をより詳細に説明する。
【００５３】
図１は、ＱＲコードの形状のセキュリティパターンを示す。３次元セキュリティ特徴のほぼ間違いなく大きな問題の１つが、利用可能な高精度３Ｄプリンターに関する偽造に対するそれらの低いセキュリティである。特に、オリジナルの色／材料組成が分かる場合、このようなプリンターを用いて、任意の表面が読み込まれ、対応的に再現され得る。
【００５４】
本例示の実施形態では、完全な又は部分的な赤外線反射色に基づく層読み出し法が使用される。この色で印刷されたＱＲコードは全体的に又は部分的に透明ワニスでコーティングされる。本例示の実施形態では、それは、亀裂パターンの形状のひび（クラック）を有するクリアワニスである。ＱＲコードの色は、赤外線を完全に又は部分的に反射する。
【００５５】
光学記録装置を用いて、光が異なる方向から来る異なる２Ｄ画像が記録される。この目的のために、照明源（図示のバリエーションでは、４つの照明源（例えばＬＥＤ）が使用される）が対象物の周りに配置され、次々に作動され、その都度２Ｄ画像が作られる。異なる照射源により得られる２Ｄ画像を用いて、クリアワニスの表面の３Ｄ再構成が本発明に従う方法で生成される。赤外領域において可視のＱＲコードの色は、表面の仮想３Ｄ再構成に影響を及ぼす。表面上のワニスの分布の均質性及び層厚さも３Ｄ構造形成に影響を及ぼす。
【００５６】
それゆえに図示のセキュリティステッカーは、実際の表面に一致しない仮想３Ｄ表面を生じるが、本発明に従う方法のおかげで修正された（変更された）３Ｄ再構成を生じる。
【００５７】
表面の再走査が３Ｄ再構成の同一のコピーをもたらすように、読み出し操作はもちろん再現可能であり、特にダイナミックなセキュリティ特徴の場合、慎重に変化の余地を考慮する公差が、しかしながら偽造能力を単純化せずに、組み入れられてもよい。
【００５８】
ゆえに、複数の重ね合わせの色層にかかわる場合でも、偽造者は、通常光及び赤外光（及び、場合によっては他の光スペクトル）での色の反射挙動を正確にコピーしなければならない。目に見える表面の簡単な走査やコピーでは十分でない。これによりコピーがほとんど不可能になる。
【００５９】
セキュリティは、色層自体をダイナミックに変化させることで、例えばフェードアウトにより、又はひびの形成若しくは層の欠落により、さらに増加される。
【００６０】
図２は亀裂検出のバリエーションを示し、クリアワニス層が、ひび、亀裂又は破損の形状の亀裂を有する。まず、亀裂パターンが検出される。これが成功すると、次に亀裂パターンは整列され、正規化された相互関係を介してプリフィルタリングが実行される。これらの解析ステップの間に否定的な結果が存在する場合、フォールト出力又はアラームが合図で出される。
【００６１】
正規化された相互関係では、一貫性（consistency）の程度を表す閾値も確立される。図示の例の関係が値０．７より大きい場合、本発明に従う方法が継続され、区分化が亀裂パターンの細線化によって続けられる。最後に、亀裂パターンは、人工３Ｄ表面が前述のようにして生成される３Ｄ再構成を介してフィルタリングされる。最後に、図示の実施形態のバリエーションでは、距離変換を介して亀裂比較がなされ、閾値が一貫性の程度に関して決定される。
【００６２】
ゆえに、偽造者が、本発明に従う人工３Ｄ再構成法によって３Ｄ再構成を模倣することはほとんど不可能であり、というのは、それらを偽造するために偽造者はオリジナルの全てのパラメータを知らなければならず、またそれらを同一に適用しなければならないからである。偽造者は、特にセキュリティコードが、どんな色を用いてどんな濃度でどのキャリア物質に適用・塗布されているか分からない。さらに、それが例えば実際の亀裂ひびなどの３次元特徴との正しい関係に同時にもたらされなければならない場合、このようなランダムな分布を再現することは極めて複雑である。さらに、彼は３Ｄパターンの表面特徴と銘刻へのそれの影響（逆の場合も同じ）が分からない。本発明の露光（exposure）により、ピクセル当たり特有のピクセルアルベド（反射率）も生成され、これは偽造者には知られない。この目的のために、理論上同一の結果を生み出すために、それは同じ較正され測られた記録装置及びオリジナルセキュリティ要素を所有すべきである。
【００６３】
ランダムなワニス分布を加えることで、それぞれのセキュリティ特徴をさらにカスタマイズできる。この層にダイナミックな変化を組み込むことで（例えばひびを段階的に形成させ又は漸減（fading）により）、個別化されたセキュリティパターンの偽造が不可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ＱＲコードの形状のセキュリティパターンを示す図である。
【図２】亀裂検出のバリエーションを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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