СИСТЕМА ДЛЯ ЧТЕНИЯ И АУТЕНТИФИКАЦИИ СОСТАВНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ЛИСТОВОМ ОРИГИНАЛЕ
SYSTEM FOR READING AND AUTHENTICATING COMPOSITE IMAGE ON SHEET MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе для считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале. Настоящее изобретение относится, в частности, к системе для считывания и аутентификации листового материала, включающего в себя составное изображение, которое представляется для невооруженного глаза плавающим над или под листовым материалом. Настоящее изобретение также относится, в частности, к способам считывания и аутентификации составного изображения, которое представляется для невооруженного глаза плавающим над или под листовым материалом.
Уровень техники
Поскольку фальсификации и подделки идентификационных документов, таких как паспорта, водительские удостоверения, идентификационные карточки и личные жетоны, и ценных бумаг, таких как облигации, сертификаты и оборотные документы, возрастают, имеется необходимость в бóльших признаках и мерах безопасности. С помощью общедоступных технологий возможно изменять такие напечатанные на машинке или принтере, сфотографированные или рукописные детали таким образом, что документ может затем показать, что право собственности на этот документ или изделие, к которому этот документ относится, перенесено на сторону, незаконно уполномоченную на этот документ или изделие. Для воспрепятствования успешной фальсификации или изменению таких деталей существует практика накладывать ламинат безопасности поверх таких деталей. Такие ламинаты могут содержать признаки безопасности, которые будут указывать, является ли сам ламинат подлинным, поднимался ли или заменялся ламинат, протыкалась ли поверхность ламината и осуществлялась ли поверх ламината печать или наносилась ли поверх ламината метка. Эти признаки безопасности могут включать в себя надпечатку или узоры, которые реагируют на ультрафиолетовый или инфракрасный свет.
Одним примером коммерчески доступного ламината безопасности является ламинат безопасности 3M™ Confirm™ c плавающими изображениями, который продается компанией 3М, расположенной в Сент-Поле, штат Миннесота. Этот ламинат безопасности  с плавающим изображением описывается также в патенте США №6288842 «Листовой материал с составным изображением, которое плавает» (на имя Florczak et al.), обладателем которого является то же самое лицо, что и по настоящей заявке. Этот патент раскрывает микролинзовый листовой материал с составными изображениями, в которых составное изображение плавает выше или ниже листового материала, или и то и другое. Составное изображение может быть двумерным или трехмерным. Способы обеспечения такого листового материала с изображениями, в том числе путем применения излучения к чувствительному к излучению слою материала рядом с микролинзами, также раскрываются в этом патенте.
В технике известно много считывателей элементов безопасности. Например, патент США №6288842 «Считыватель элементов безопасности для автоматического обнаружения фальсификации или изменения» (на имя Mann) раскрывает считыватель элементов безопасности для считывания и обработки информации о ламинатах безопасности. Одним примером считывателя паспортов является коммерчески доступный от компании 3М, расположенной в Сент-Поле, штат Миннесота, и 3М AiT, Ltd., расположенной в Оттаве, штат Онтарио, Канада, как считыватель всей страницы 3M™ (ранее продававшийся как считыватель AiT™ imPAX™).
В уровне техники известно много систем машинного зрения. Например, книга Computer Vision (Компьютерное зрение), написанная Dana Bollard and Christopher Brown (Даной Боллард и Кристофером Брауном), является учебником, затрагивающим компьютерное зрение или машинное зрение. Книга «Компьютерное зрение» сообщает, что компьютерное зрение или машинное зрение представляет собой отрасль по автоматизации или объединению широкого диапазона обработок и представлений, используемых для зрительного восприятия. Она включает в себя в качестве частей многие методы, которые полезны сами по себе, такие как обработка изображений (преобразование, кодирование и передача изображений) и статистическая классификация образов (теория статистических решений, приложенная к общим образам, визуальным или иным), геометрическое моделирование и когнитивная обработка. В сущности, машинное зрение представляет собой получение двумерного представления трехмерной сцены и попытку воспроизвести трехмерную сцену. Однако системы машинного зрения не используются для проверки существования трехмерного признака безопасности, а затем аутентификации такого признака безопасности путем его сравнения с базой данных признаков безопасности.
Хотя коммерческий успех доступных признаков безопасности и считывателей элементов безопасности и впечатляющ, но поскольку способности подделывателей продолжают развиваться, желательно дальнейшее улучшение возможности указывать, что признак безопасности фальсифицирован или каким-то образом нарушен, чтобы помочь в защите против подделки, изменения, копирования и имитации.
Сущность изобретения
Один объект настоящего изобретения обеспечивает систему для считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале. Эта система для считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале содержит: листовой материал, включающий в себя составное изображение, которое представляется невооруженному глазу плавающим над или под листовым материалом или и то и другое; считыватель, содержащий: первую камеру для получения первого изображения листового материала и первого изображения составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое; вторую камеру для получения второго изображения листового материала и второго изображения составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое; и компьютер для сравнения первого изображения и второго изображения листового материала и для сравнения первого изображения и второго изображения составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое, для вычисления воспринимаемого расстояния между листовым материалом и составным изображением, плавающим над или под листовым материалом или и то и другое.
В одном предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы эта система далее содержит базу данных, включающую в себя информацию о составных изображениях, которые плавают над или под листовым материалом или и то и другое, и их расстояниях плавания относительно листового материала. В другом объекте данного варианта осуществления компьютер сравнивает первое изображение составного изображения, которое плавает над или под листовым материалом или и то и другое, с базой данных составных изображений, чтобы идентифицировать составное изображение. В другом объекте данного варианта осуществления система сравнивает вычисленное воспринимаемое расстояние между листовым материалом и составным изображением с расстояниями плавания в базе данных для обеспечения информации о листовом материале. В еще одном объекте данного варианта осуществления вычисленное воспринимаемое расстояние согласуется с расстоянием плавания в базе данных для идентифицированного составного изображения, и благодаря этому система аутентифицирует листовой материал. В другом объекте данного варианта осуществления вычисленное воспринимаемое расстояние не согласуется с расстояниями плавания в базе данных для идентифицированного составного изображения, и благодаря этому система определяет, что листовой материал не является аутентичным.
В одном предпочтительном варианте вышеприведенной системы первая камера и вторая камера перпендикулярны к листовому материалу. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы листовой материал располагается в фиксированном положении. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется под отраженным светом плавающим над листовым материалом. В еще одном предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется в проходящем свете плавающим над листовым материалом.
В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется под отраженным светом плавающим под листовым материалом. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется в проходящем свете плавающим под листовым материалом. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется также для невооруженного глаза находящимся по меньшей мере частично в плоскости листового материала.
Другой объект настоящего изобретения обеспечивает альтернативную систему для считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале. Эта система для считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале содержит: листовой материал, включающий в себя составное изображение, которое представляется для невооруженного глаза как плавающее над или под листовым материалом или и то и другое; считыватель, содержащий: камеру, имеющую возможность перемещаться между первым положением и вторым положением, причем в первом положении камера фиксирует первое изображение листового материала и первое изображение составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое, а во втором положении камера фиксирует второе изображение листового материала и фиксирует второе изображение составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое; и компьютер для сравнения первого изображения и второго изображения листового материала и для сравнения первого изображения и второго изображения составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое, чтобы вычислять воспринимаемое расстояние между листовым материалом и составным изображением, плавающим над или под листовым материалом или и то и другое.
В одном предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы эта система содержит далее базу данных, включающую в себя информацию о составных изображениях, которые плавают над или под листовым материалом или и то и другое, и их расстояниях плавания относительно листового материала. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы компьютер сравнивает первое изображение составного изображения, которое плавает над или под листовым материалом или и то и другое, с базой данных составных изображений, чтобы идентифицировать составное изображение. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы эта система сравнивает вычисленное воспринимаемое расстояние между листовым материалом и составным изображением с расстояниями плавания в базе данных, чтобы получить информацию о листовом материале.
В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы вычисленное воспринимаемое расстояние плавающего изображения над или под листовым материалом или и то и другое согласуется с расстоянием плавания в базе данных для идентифицированного составного изображения, и благодаря этому система аутентифицирует листовой материал. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы вычисленное воспринимаемое расстояние не согласуется с расстояниями плавания в базе данных для идентифицированного составного изображения, и благодаря этому система определяет, что листовой материал не является аутентичным. В еще одном предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы листовой материал располагается в фиксированном положении.
В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется под отраженным светом плавающим над листовым материалом. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется в проходящем свете плавающим над листовым материалом. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется под отраженным светом плавающим под листовым материалом. В еще одном предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется в проходящем свете плавающим под листовым материалом. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется также для невооруженного глаза находящимся по меньшей мере частично в плоскости листового материала. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы камера перпендикулярна к листовому материалу.
Другой объект настоящего изобретения обеспечивает альтернативную систему для считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале. Эта система для считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале содержит: листовой материал, включающий в себя составное изображение, которое представляется для невооруженного глаза как плавающее над или под листовым материалом или и то и другое; считыватель, содержащий: камеру и держатель листового материала, имеющий возможность перемещаться между первым положением и вторым положением, причем микролинзовый листовой материал располагается на держателе листового материала, при этом в первом положении камера фиксирует первое изображение листового материала и первое изображение составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое, а во втором положении камера фиксирует второе изображение микролинзового листового материала и второе изображение составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое; и компьютер для сравнения первого изображения и второго изображения листового материала и для сравнения первого изображения и второго изображения составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое, чтобы вычислять воспринимаемое расстояние между листовым материалом и составным изображением, плавающим над или под листовым материалом или и то и другое.
В одном предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы эта система содержит далее базу данных, включающую в себя информацию о составных изображениях, которые плавают над или под листовым материалом или и то и другое, и их расстояниях плавания относительно листового материала. В другом объекте данного варианта осуществления компьютер сравнивает первое изображение составного изображения, которое плавает над или под листовым материалом или и то и другое, с базой данных составных изображений, чтобы идентифицировать составное изображение. В другом объекте данного варианта осуществления вышеприведенной системы эта система сравнивает вычисленное воспринимаемое расстояние между листовым материалом и составным изображением с расстояниями плавания в базе данных, чтобы получить информацию о листовом материале. В другом объекте данного варианта осуществления вышеприведенной системы вычисленное воспринимаемое расстояние плавающего изображения над или под листовым материалом или и то и другое согласуется с расстоянием плавания в базе данных для идентифицированного составного изображения, и благодаря этому система аутентифицирует листовой материал. В еще одном объекте данного варианта осуществления вышеприведенной системы вычисленное воспринимаемое расстояние не согласуется с расстояниями плавания в базе данных для идентифицированного составного изображения, и благодаря этому система определяет, что листовой материал не является аутентичным.
В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы первая камера и вторая камера перпендикулярны листовому материалу. В еще одном объекте данного варианта осуществления листовой материал располагается в фиксированном положении. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется под отраженным светом плавающим над листовым материалом. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется в проходящем свете плавающим над листовым материалом. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется под отраженным светом плавающим под листовым материалом. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется в проходящем свете плавающим под листовым материалом. В еще одном предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляет также для невооруженного глаза находящимся по меньшей мере частично в плоскости листового материала.
Другой объект настоящего изобретения обеспечивает способ считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале. Способ содержит этапы, на которых: обеспечивают листовой материал, включающий в себя составное изображение, которое представляется невооруженному глазу плавающим над или под листовым материалом или и то и другое; записывают первое изображение микролинзового листового материала и записывают первое изображение составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое; записывают второе изображение микролинзового листового материала и записывают второе изображение составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое; вычисляют воспринимаемое расстояние между листовым материалом и составным изображением, плавающим над или под листовым материалом или и то и другое путем сравнения первого изображения и второго изображения микролинзового листового материала и путем сравнения первого изображения и второго изображения составного изображения, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое.
В одном предпочтительном варианте осуществления вышеприведенного способа этот способ включает в себя далее этап, на котором: обеспечивают базу данных, включающую в себя информацию о составных изображениях, которые плавают над или под листовым материалом или и то и другое, и их расстояниях плавания относительно листового материала. В другом объекте данного варианта осуществления способ включает в себя далее этап, на котором: идентифицируют составное изображение путем сравнения первого изображения составного изображения, которое плавает над или под листовым материалом или и то и другое, с базой данных составных изображений. В другом объекте данного варианта осуществления способ включает в себя далее этап, на котором: сравнивают вычисленное воспринимаемое расстояние между листовым материалом и составным изображением с расстояниями плавания в базе данных, чтобы обеспечить информацию о листовом материале. В другом объекте данного варианта осуществления способ включает в себя далее этап, на котором: обеспечивают сигнал к пользователю, что листовой материал аутентичен, когда вычисленное воспринимаемое расстояние согласуется с расстоянием плавания в базе данных для идентифицированного составного изображения и системы. В другом объекте данного варианта осуществления способ включает в себя далее этап, на котором: обеспечивают сигнал к пользователю, что листовой материал не аутентичен, когда вычисленное воспринимаемое расстояние не согласуется с расстоянием плавания в базе данных для идентифицированного составного изображения.
В одном предпочтительном варианте осуществления вышеприведенного способа составное изображение представляется под отраженным светом плавающим над листовым материалом. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенного способа составное изображение представляется в проходящем свете плавающим над листовым материалом. В другом предпочтительном варианте осуществления вышеприведенного способа составное изображение представляется под отраженным светом плавающим под листовым материалом. В одном предпочтительном варианте осуществления вышеприведенного способа составное изображение представляется в проходящем свете плавающим под листовым материалом. В еще одном предпочтительном варианте осуществления вышеприведенной системы составное изображение представляется также для невооруженного глаза находящимся по меньшей мере частично в плоскости листового материала.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет поясняться далее со ссылкой на приложенные чертежи, причем подобные структуры именуются одинаковыми числовыми позициями на нескольких видах, и на которых:
Фиг.1 представляет собой вид в перспективе одного примерного варианта осуществления считывателя для считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале по настоящему изобретению;
Фиг.2 представляет собой вид сверху паспорта, включающего в себя составные изображения, которые представляются плавающими над или под листовым материалом;
Фиг.2а представляет собой микрофотоснимок паспорта, включающего в себя составные изображения, которые представляются плавающими над или под листовым материалом;
Фиг.3 представляет собой вид в перспективе паспорта по фиг.2, считываемого считывателем по фиг.1;
Фиг.4 представляет собой условный вид сбоку в поперечном сечении считывателя паспорта и паспорта по фиг.3;
Фиг.5 иллюстрирует условный вид одного примерного варианта осуществления камер в системе для считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале по настоящему изобретению;
Фиг.6 иллюстрирует условный вид другого примерного варианта осуществления камеры в системе для считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале по настоящему изобретению;
Фиг.7 иллюстрирует условный вид еще одного примерного варианта осуществления камер в системе для считывания и аутентификации составного изображения на листовом материале по настоящему изобретению;
Фиг.8 иллюстрирует оптику, связанную с вариантами осуществления систем, иллюстрированных на фиг.5-7.
Подробное описание изобретения
Система по настоящему изобретению считывает составное изображение, которое представляется подвешенным или плавающим над листовым материалом, в плоскости листового материала и (или) под листовым материалом. Система по настоящему изобретению полезна также для предоставления информации пользователю, аутентичен ли листовой материал с таким составным изображением. Система по настоящему изобретению предназначена для считывания и аутентификации составного изображения, которое представляется для невооруженного глаза плавающим над или под листовым материалом или и то и другое, например плавающее составное изображение, как рассмотрено в патенте США №6288842 («патент '842») «Листовой материал с составным изображением, которое плавает» (на имя Florczak et al.), обладателем которого является то же самое лицо, что и по настоящей заявке и который включен сюда посредством ссылки. Эти составные изображения являются на деле трехмерными оптическими иллюзиями, и они могут восприниматься пользователем как плавающие либо над, либо под листовым материалом, или и то и другое. Система по настоящему изобретению принимает участие в вычислении расстояния, которое воспринимается пользователем между составным изображением и листовым материалом в этой оптической иллюзии.
Составные изображения, которые представляются для невооруженного глаза плавающими над листовым материалом, под листовым материалом или и то и другое, являются висячими изображениями и называются для удобства плавающими изображениями. Термин «невооруженный глаз» означает нормальное (или скорректированное до нормального) человеческое зрение, не улучшенное, например, усилением. Эти взвешенные или плавающие изображения могут быть либо двух-, либо трехмерными изображениями, могут быть черными или белыми либо цветными и могут представляться движущимися с наблюдателем или меняющими форму. Листовой материал, который имеет составное изображение, может наблюдаться с помощью света, который падает на листовой материал с той же самой стороны, что и наблюдатель (отраженный свет), или с противоположной стороны от листового материала относительно наблюдателя (проходящий свет) или и то и другое. Один пример листового материала, включающего в себя такие составные изображения, показан на фиг.2а, которая подробнее поясняется ниже.
В одном примерном варианте осуществления листового материала, содержащего такие составные изображения, как описано выше, листовой материал включает в себя: (а) по меньшей мере один слой микролинз, причем этот слой имеет первую и вторую стороны; (б) слой материала, размещенного рядом с первой стороной слоя микролинз; и (в) по меньшей мере частично полное изображение, сформированное в материале, связанном с каждой из множества микролинз, где изображение контрастирует с этим материалом. Микролинзы можно также называть двояковыпуклыми линзами или элементарными микролинзами. Составное изображение обеспечивается отдельными изображениями и оно представляется невооруженному глазу плавающим над или под листовым материалом, или и то и другое. Патент '842 предоставляет полное описание микролинзового листового материала, слои примерного материала для такого листового материала, некоторые из которых являются предпочтительно слоями чувствительного к излучению материала, примеры источников излучения для создания отдельных изображений и примерные процессы получения изображений.
Листовой материал с составным изображением, как описано в патенте '842, можно использовать во множестве применений, таких как защитные от фальсификации изображения в паспортах, идентификационные жетоны, разовые пропуска, кредитные карточки для группы лиц или иные ценные документы, артикулы продуктов и рекламные предложения, для верификации и аутентификации, изображения усовершенствования брендов, которые обеспечивают плавающее или потонувшее либо плавающее и потонувшее изображение бренда, идентификационные изображения презентаций, в таких графических приложениях, как эмблемы для полицейских, пожарных или иных спасательных транспортных средств; идентификационные изображения презентации в таких графических приложениях, как киоски, ночные огни и дисплеи приборных щитков транспортных средств, и усиление новизны через использование составных изображений на таких продуктах, как бизнес-карты, висячие этикетки, художественные товары, обувь и бутилированные продукты. Система по настоящему изобретению для считывания и аутентификации листового материала с составным изображением включает в себя считыватель для считывания и аутентификации любого из упомянутых выше объектов. Ради простоты чертежи настоящей заявки иллюстрируют паспорт, имеющий плавающее изображение и считыватель паспорта для считывания и аутентификации плавающего изображения. Однако система по настоящему изобретению может включать в себя любой считыватель для считывания и аутентификации любого объекта с плавающим изображением.
Фиг.1 иллюстрирует один вариант осуществления считывателя 10, который является частью системы по настоящему изобретению для считывания и аутентификации плавающего изображения. В данном варианте осуществления считыватель 10 выполнен с возможностью считывать паспорта, имеющие плавающие изображения. Считыватель 10 паспортов включает в себя корпус 50. Этот корпус 50 включает в себя первую часть 42 и вторую часть 44. Первая часть 42 включает в себя окно 40, предпочтительно сделанное из стекла, которое пригодно для просмотра оптической информации, найденной в паспорте, такой как отпечатанные изображения, фотографии, подписи, персональную алфавитно-цифровая информация и штрих-коды, и для просмотра плавающих изображений на паспорте. Вторая часть 44 считывателя паспортов включает в себя выступ, который удобен для поддержания половины паспорта, когда паспорт 14 вводится в считыватель 10 паспортов для считывания (показано на фиг.2). Другая половина паспорта помещается на стекло 40, когда паспорт 14 вводится в считыватель паспортов 10 для считывания и аутентификации или верификации.
Фиг.2 иллюстрирует один вариант осуществления условного ценного документа, включающего плавающее изображение. Фиг.2а представляет собой микрофотографию крупнопланового вида части действительного ценного документа, включающего в себя плавающие изображения. В данном варианте осуществления ценный документ представляет собой паспортную книжку 14. Паспорт 14 обычно представляет собой книжку, наполненную несколькими скрепленными страницами. Одна из страниц обычно включает в себя данные 18 персонализации, зачастую представленные как отпечатанные изображения, которые могут включать в себя фотографии 16, подписи, персональную буквенно-цифровую информацию и штрих-коды, и эта страница обеспечивает человеческую или электронную верификацию, которую лицо, представляющее документ для проверки, является лицом, кому этот паспорт 14 выдан. Эта же самая страница паспорта может иметь множество скрытых и открытых признаков безопасности, таких как признаки безопасности, описанные в заявке на патент США 10/193850 «Пригодный для печатания лист с индикацией фальсификации для охраны ценного документа и способы его изготовления (запись поверенного №59777US002), которая подана 6 августа 2004 года обладателем прав на настоящую заявку и которая включена сюда посредством ссылки. Помимо того, эта же страница паспорта 14 включает в себя ламинат микролинзового листового материала 20 с составным изображением 30, которое представляется для невооруженного глаза плавающим либо над, либо под листовым материалом 20, или и то и другое. Этот признак представляет собой признак безопасности, который используется для проверки того, что паспорт является аутентичным паспортом, а не поддельным паспортом. Одним примером подходящего микролинзового листового материала 20 является ламинат безопасности 3М™ Confirm™ c плавающими изображениями, который продается компанией 3М, расположенной в Сент-Поле, штат Миннесота.
В данном варианте осуществления паспорта 14 составные изображения 30 или плавающие изображения 30 включают в себя три различных типа плавающих изображений. Первым типом плавающего изображения 30b является «3М», которое представляется невооруженному глазу плавающим над страницей в паспорте 14. Вторым типом плавающего изображения 30bb является «3М», которое представляется невооруженному глазу плавающим под страницей в паспорте 14. Третьим типом плавающего изображения 30с является синусоидальная волна, которая представляется невооруженному глазу плавающей над страницей в паспорте 14. Когда паспорт 14 наклоняется пользователем, плавающие изображения 30а, 30b, 30с могут представляться наблюдателю движущимися. В действительности плавающие изображения 30а, 30b, 30с являются оптическими иллюзиями, которые представляются невооруженному глазу плавающим над или под страницей листовым материалом 20 или и то и другое. Паспорт 14 или ценный документ могут включать в себя комбинацию плавающих изображений, которые плавают над, под и (или) в плоскости паспорта 14. Плавающие изображения могут быть любой конфигурации и могут включать в себя слова, символы или особые рисунки, которые соответствуют ценному документу. Например, паспорта, выданные Австралийским правительством, включают в себя микролинзовый листовой материал с плавающими изображениями в форме кенгуру и бумерангов, двух символов, представляющих страну. Другие страницы паспортной книжки могут содержать пустые страницы для приема печати страны, когда лицо проходит через таможню.
В прошлом, когда паспорт представлялся таможенному служащему при прохождении лицом через таможню, чтобы либо покинуть, либо въехать в страну, таможенный чиновник обычно просматривал паспорт 14 невооруженными глазами, чтобы увидеть, включает ли паспорт соответствующие плавающие изображения 30, чтобы удостоверить, что паспорт был аутентичный. Однако по мере того, как подделыватели становятся все более и более изощренными, может появиться необходимость в будущем обеспечить системы, которые помогают чиновникам в удостоверении того, что паспорт аутентичный, на основе признака безопасности плавающих изображений. Система по настоящему изобретению прежде всего проверяет, что паспорт или ценный документ содержит по меньшей мере одно плавающее изображение 30. Затем система проверяет, является ли плавающее изображение 30 правильным плавающим изображением 30. В заключение система проверяет воспринимаемое расстояние между плавающим изображением 30 и паспортной страницей, имеющей микролинзовый листовой материал, известное как «расстояние плавания». Если это расстояние плавания является правильным расстоянием или лежит в некоторых границах ошибки, тогда система верифицирует или аутентифицирует либо иным образом сообщает таможенному чиновнику, что этот паспорт является аутентичным паспортом. Если же, однако, расстояние плавания не является правильным расстоянием, система указывает таможенному чиновнику, что паспорт является подделкой или фальшивкой. Система также помогает снизить время и усилия, затрачиваемые таможенным чиновником на обработку паспорта.
Фиг.3 иллюстрирует считыватель паспортов 10 системы в комбинации с паспортом 14. Чтобы считать паспорт, паспортную книжку 14 открывают до страницы, содержащей плавающие изображения, создавая первую часть 46 паспорта и вторую часть 48 паспорта. В этом случае страница паспорта 14 с плавающими изображениями является той же самой страницей, которая содержит данные 18 персонализации, такие как портрет 16 индивидуума, носящего паспорт. Далее, паспортную книжку вводят в считыватель 10 паспортов, так что плавающие изображения 30 и данные 18 персонализации в первой части 46 паспорта 14 находятся рядом со стеклом 40 (или помещаются поверх него) в считывателе 10. Вторая часть 48 паспорта 14 находится в контакте с выступом 44 считывателя, а шов паспорта 14 проходит вдоль соединения между краями стекла 40 и выступа 44. Это размещение паспорта 14 на считывателе 50 паспортов удобно для считывания плавающих изображений 30 и данных 18 персонализации, что подробнее поясняется ниже со ссылкой на фиг.4-7.
Фиг.4 удобна для иллюстрации внутренности считывателя паспортов 10, когда паспорт считывается и верифицируется. Считыватель паспортов 10 может считывать данные 18 персонализации с паспорта, и для выполнения этого признака считыватель паспортов 10 содержит много тех же самых частей (не иллюстрируются), что считыватели всей страницы, продававшиеся под маркой 3М от компании 3М, расположенной в Сент-Поле, штат Миннесота. Например, камеры в считывателе 10 также используются для записи и передачи информации персонализации на паспорте в компьютер. Однако разница между считывателем паспортов 10 системы по настоящему изобретению и считывателями всей страницы состоит в том, что считыватель паспортов 10 по настоящему изобретению может считывать и аутентифицировать плавающие изображения 30.
Считыватель паспортов 10 включает в себя источник 52 света, зеркало 54 и по меньшей мере первую камеру 58. Считыватель 10 может необязательно включать в себя вторую камеру 60 (фиг.5). Зеркало предпочтительно является полусеребряным зеркалом, которое может как отражать, так и пропускать свет. Микролинзовый листовой материал 20 паспорта 14 виден через стеклянное окно 40. Как упомянуто выше, микролинзовый листовой материал 20 предпочтительно включает в себя слой микролинз 22 и слой 24 чувствительного к излучению материала.
В примерном варианте осуществления зеркало 54 располагается под углом 45° относительно как источника 52 света, так и камеры 58. Это размещение таково, что свет от источника 52 света отражается от полусеребряного зеркала вверх к микролинзовому листовому материалу или подложке 20 через стекло 40, а затем отражается назад вниз через полусеребряное зеркало 54 и в камеру 58, как иллюстрируется на фиг.4. Источник 52 света может подавать свет определенной длины волны, поляризованный свет или свет с обратным отражением. Термин «с обратным отражением», как он используется здесь, относится к характеристике отражения падающего светового луча в направлении, антипараллельном его направлению падения, или около того, так что он возвращается к источнику света или в непосредственной близости от него. Свет с обратным отражением предпочтителен, потому что он помогает исключить просмотр напечатанной информации персонализации на паспорте 14, делая плавающее изображение 30 более легким для просмотра.
Считыватель 10 может включать в себя стационарную камеру 58, одну подвижную камеру 58а или две камеры 58, 60, как подробнее обсуждается со ссылкой на фиг.5-8. Одним примером пригодного источника 52 света является продаваемый компанией Lumex, Inc., расположенной в Палатине, штат Иллинойс, белый с бесцветным защитным стеклом светодиод (СД) формата TI под инвентарным номером SSL-LX3054 UWC/A. Одним примером пригодной камеры 58 является продаваемый компанией Micron Technology, Inc., расположенной в Бойзе (Boise), штат Айдахо, камера с 1,3 мегапиксельным КМОП цветным датчиком. Одним примером пригодного полусеребряного зеркала 54 является продаваемое компанией Edmund Industrial Optics, расположенной в Баррингтоне, штат Нью-Джерси, имеющее инвентарный номер NT43-817.
Система включает в себя компьютер 56 (проиллюстрированный как бокс 56), связанный с камерой 58. Компьютер 56 обрабатывает информацию, полученную либо от первой камеры 58, либо от второй камеры 60, или от обеих камер 58, 60. Любой компьютер, известный в уровне техники, пригоден для использования в считывателе 10 паспортов.
Фиг.5-8 иллюстрируют три различных варианта осуществления считывателя 10. В первом варианте осуществления, который иллюстрируется на фиг.5, считыватель 10 включает в себя первую камеру 58 и вторую камеру 60. Во втором варианте осуществления, который иллюстрируется на фиг.6, считыватель включает в себя первую подвижную камеру 58а. Камера 58а может перемещаться вдоль дорожки внутри считывателя и приводится в движение двигателем. В третьем варианте осуществления, который иллюстрируется на фиг.7, камера 58 является стационарной, но держатель 38а паспорта 14 является перемещаемым относительно камеры 58. Держатель 38а может перемещаться вдоль дорожки на верху считывателя и приводится в движение двигателем. Держатель 38а предпочтительно включает в себя стекло 40. Три варианта осуществления, проиллюстрированные на фиг.5-7, устроены так, чтобы обеспечивать по меньшей мере два вида микролинзового листового материала 20 и плавающего изображения 30. Изображения микролинзового листового материала 20 и плавающего изображения 30 фиксируются на плоскостях 66, 68 изображений камеры и передаются в компьютер 56 для дальнейшей обработки. Первое изображение 70 и второе изображение 72 микролинзового листового материала показано графически боксами 70 и 72. Первое изображение 74 и второе изображение 76 составного плавающего изображения 30 показано графически боксами 74 и 76. Первое изображение 70 и второе изображение 72 микролинзового листового материала сравниваются компьютером 56. Первое изображение 74 и второе изображение 76 плавающего изображения 30 сравниваются компьютером 56. В одном примерном варианте осуществления изображения 70, 72, 74, 76 измеряются относительно центра плоскостей 66, 68 камеры, как обсуждается со ссылкой на фиг.8.
Фиг.8 иллюстрирует оптику, связанную с вариантами осуществления системы, проиллюстрированными на фиг.5-7. Для простоты фиг.8 иллюстрирует первую плоскость 66 изображения камеры и вторую плоскость 68 изображения камеры. В одном варианте осуществления первая плоскость 66 изображения может быть частью первой камеры 58, а вторая плоскость 68 изображения может быть частью второй камеры 60, как иллюстрируется на фиг.5. Однако первая плоскость 66 изображения может представлять одну камеру 58а в первом положении, а вторая плоскость 68 изображения может представлять ту же самую камеру во втором положении, как иллюстрируется на фиг.6. Оптика, проиллюстрированная на фиг.8, представляет те же самые относительные измерения для варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.7, где микролинзовый листовой материал 20 перемещается относительно камеры 58. Помимо этого, оптика, проиллюстрированная на фиг.8, представляет те же самые измерения для случая, плавает ли составное изображение 30 над или под листовым материалом 20. Предпочтительно, положение листового материала фиксируется в то время, когда получают первую и вторую картинки листового материала 20 либо первой и второй камерами 58, 60 либо единственной камерой 58а. Альтернативно, единственная камера 58 фиксируется в то время, когда получаются первая и вторая картинки листового материала 20, и листовой материал 20 перемещается из первого положения и до второго положения с помощью держателя 38а. Независимо от этого, система предпочтительно фиксирует два изображения составного листового материала 20 и плавающего изображения 30 с двух различных перспектив.
Измерения, проиллюстрированные на фиг.8, служат для вычисления расстояния «р» между микролинзовым листовым материалом 20 в паспорте 14 и плавающим изображением 30, плавающим над или под листовым материалом, которое полезно для аутентификации или верификации листового материала 20. По существу, система сравнивает первое изображение и второе изображение микролинзового листового материала и сравнивает первое изображение и второе изображение составного изображения, плавающего над или под листовым материалом, так что изображения взаимно уничтожают друг друга кроме расстояния плавания.
Первая камера 58 включает в себя первый объектив 62 камеры и первую плоскость 66 изображения камеры, а вторая камера 60 включает в себя второй объектив 64 камеры и вторую плоскость 68 изображения камеры. Первая и вторая камеры 58, 60 обе включают в себя фокусное расстояние «f» своих объективов 62, 64. Предпочтительно, первая и вторая камеры 58, 60 являются одинаковыми камерами с одними и теми же фокусными расстояниями. Первая плоскость 66 изображения камеры имеет центральную точку 78. Вторая плоскость 68 изображения камеры имеет центральную точку 80. Фокусное расстояние «f» измеряется от центральной точки плоскостей изображения камер до объектива камер. Первая камера 58 получает первую картинку, записывает или фиксирует первое изображение листового материала 20 и плавающего изображения 30. Вторая камера 60 получает первую картинку, записывает или фиксирует второе изображение листового материала 20 и плавающего изображения 30. Первое изображение микролинзового листового материала 20 условно представлено на первой плоскости 66 изображения камеры ссылочной позицией 70. Первое изображение плавающего изображения 30 условно представлено на первой плоскости 66 изображения камеры ссылочной позицией 72. Второе изображение микролинзового листового материала 20 условно представлено на второй плоскости 68 изображения камеры ссылочной позицией 74. Второе изображение плавающего изображения 30 условно представлено на второй плоскости 68 изображения камеры ссылочной позицией 76. Объективы 62, 64 камер 58, 60 предпочтительно ортогональны относительно микролинзового листового материала 20.
Расстояние «а» представляет собой расстояние между вторым изображением 74 микролинзового листового материала на плоскости 68 изображения камеры и центром 80 плоскости 68 изображения камеры. Расстояние «b» представляет собой расстояние между вторым изображением 76 плавающего изображения на плоскости 68 изображения камеры и центром 80 плоскости 68 изображения камеры. Расстояние «d» представляет собой расстояние между первым изображением 72 плавающего изображения на плоскости 66 изображения камеры и центром 78 плоскости 66 изображения камеры. Расстояние «с» представляет собой расстояние между первым изображением 70 микролинзового листового материала на плоскости 66 изображения камеры и центром 78 плоскости 66 изображения камеры. Расстояние «е» является известным расстоянием между центрами объективов 62, 64 камер. Расстояние «g» является известным ортогональным расстоянием между объективами 62, 64 камер 58, 60 и микролинзовым листовым материалом 20. Относительная точка иная, нежели центральная точка объектива, может быть использована с соответствующей модификацией математических формул.
В результате система может измерять расстояния «а», «b», «с» и «d». Расстояния «е», «f» и «g» являются известными расстояниями на основе того, как построен считыватель 10. Расстояние плавания или расстояние р является неизвестным расстоянием. Система вычисляет расстояние «р» с помощью измеренных расстояний и известных расстояний следующим образом:
h/e=f/(d-b) и g/e=f(c-a).
Разделим h/e и g/e друг на друга, чтобы исключить расстояния «е» и расстояния «f»:
что обеспечивает вычисление расстояния «h»:
h=g(c-a)/(d-b).
Теперь, когда это расстояние «h» можно вычислить, расстояние «р» плавания можно вычислить следующим образом:
р=g-h.
Приведенный ниже пример представляет вычисление реального расстояния плавания на основе приведенных выше формул.
Системный компьютер 56 вычисляет расстояние «р» плавания. Затем компьютер может сравнить расстояние плавания с базой данных расстояний плавания. Это позволяет проверяющим идентифицировать любые аномалии или расхождения между данными, представленными путешественником, и данными, хранящимися в базах данных. Если вычисленное расстояние плавания согласуется с расстоянием плавания в базе данных для идентификации составного изображения 30, тогда система аутентифицирует листовой материал 20. Если вычисленное расстояние плавания не согласуется с расстоянием плавания в базе данных для идентификации составного изображения 30, тогда система определяет, что листовой материал не аутентичен.
В вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг.5-8, система включает в себя по меньшей мере одну камеру, которая получает первое изображение и второе изображение микролинзового листового материала 20 с плавающим изображением 30. Камера может перемещаться в любом направлении относительно листового материала 20, чтобы получить эти первое и второе изображения. Например, камера может перемещаться в направлении х, у или z относительно листового материала 20. Альтернативно, камера может поворачиваться вокруг своего центра масс относительно листового материала. Помимо этого, камера может получать множество изображений листового материала и составных изображений.
В другом альтернативном варианте осуществления считывателя 10 (не иллюстрируется) этот считыватель может иметь одну камеру с фиксированным фокусным расстоянием. В данном варианте осуществления единственная фокусирующая камера может перемещаться между первым положением и вторым положением перпендикулярно листовому материалу 20. Камера перемещается вдоль дорожки между первым положением и вторым положением. Сначала камера перемещается до тех пор, пока микролинзовый листовой материал 20 не попадет в точный фокус, что задает первое положение камеры. Затем камера фиксирует первое изображение листового материала 20 и составного изображения 30. Далее, камера перемещается по тех пор, пока в точный фокус не попадет составное изображение 30, что задает второе положение камеры. Во втором положении камера фиксирует второе изображение микролинзового листового материала 20 и составного изображения 30. Расстояние между первым положением камеры и вторым положением камеры является расстоянием «р» между микролинзовым листовым материалом 20 в паспорте 14 и воспринимаемым расстоянием плавающего изображения 30, плавающего над или под листовым материалом или и то и другое.
Считыватель 10 способен определять местоположение плавающего изображения 30 и идентифицировать плавающее изображение 30. Камера запишет плавающее изображение 30, а затем компьютер сравнит записанное плавающее изображение 30 с базой данных плавающих изображений, чтобы идентифицировать плавающее изображение. Компьютер 56 предпочтительно включает в себя программу сопряжения шаблонов или матрицу нормированной корреляции, которая сравнивает известное изображение с записанным изображением. Один пример нормированной корреляции описан в книге Computer Vision by Dana Bollard and Christopher Brown, copyright 1982, published by Prentice Hall, Inc., pages 65-70, которая включена сюда посредством ссылки.
Считыватель 10 может включать в себя способности считывания высокочастотной идентификации (ВЧИ). Например, считыватель 10 может включать в себя признаки, раскрытые в заявке на патент США №10/953200 «Считыватель паспортов для обработки паспорта с элементом ВЧИ» (Jesme), которая включена сюда посредством ссылки. Система будет считывать и аутентифицировать множество различных плавающих изображений.
В дополнительном варианте осуществления расстояние плавания может меняться от одного листового материала к другому. Необязательно, система считывает встроенный в листовой материал код безопасности, который содержит информацию, относящуюся к расстоянию плавания этого листового материала, и аутентифицирует листовой материал только если вычисленное расстояние плавания согласуется с расстоянием плавания, заданным кодом безопасности. Альтернативно, код безопасности используется для извлечения надлежащего расстояния плавания из базы данных расстояний плавания.
Работа настоящего изобретения будет описана далее в отношении нижеследующего подробного примера, который для удобства ссылается на чертежи. Эти примеры предложены для дальнейшей иллюстрации различных конкретных и предпочтительных вариантов и методов осуществления. Следует понимать, что можно сделать много изменений и модификаций, оставаясь в объеме настоящего изобретения.
В данном примере единственная камера на 1,3-мегапиксельном цветном датчике Micron Semiconductor от фирмы Micron Semiconductor, находящейся в Бойзе, штат Айдахо, и микролинзовый листовой материал с составным изображением, плавающим на известном расстоянии в 1 сантиметр +/-1 миллиметр, размещались, как показано на фиг.6. Объектив 52 камеры располагался на измеренном расстоянии 12,5 сантиметров («g» на фиг.8) от микролинзового листового материала 20. Микролинзовый листовой материал с плавающим изображением был образцом ламината безопасности 3М™ Confirm™ с плавающими изображениями, который продается компанией 3М, расположенной в Сент-Поле, штат Миннесота, под инвентарным номером ES502.
Фиксировалось первое изображение микролинзового листового материала и составного изображения. Камера затем перемещалась в поперечном направлении, фиксировалось второе изображение микролинзового листового материала и составного изображения.
Первое изображение микролинзового листового материала и составного изображения сначала использовалось для идентификации того, имел ли микролинзовый листовой материал составное изображение, и для верификации того, что составное изображение было правильным изображением. Компьютер выполнял программу сопряжения шаблонов, которая основывалась на матрице нормированной корреляции, раскрытой в книге Computer Vision by Dana Bollard and Christopher Brown, copyright 1982, published by Prentice Hall, Inc., pages 65-70, которая включена сюда посредством ссылки. С помощью программы сопряжения шаблонов компьютер был способен идентифицировать по меньшей мере одно из плавающих изображений и верифицировать, что плавающее изображение было тем, которое ожидалось.
Расстояния «с-а» и «d-b» (фиг.8) определялись компьютером. Поскольку камера фиксирует изображения на дискретных пикселах, а плотность пикселов в изображениях, сформированных камерой, известна, т.е. известно число пикселов на миллиметр, компьютер может вычислить расстояния а, b, с и d. Компьютер вычисляет «а» - расстояние между точками 72 и 80, «b» - расстояние между точками 76 и 80, «с» - расстояние между точками 70 и 78, и «d» - расстояние между точками 74 и 78 путем подсчета числа пикселов в каждом соответствующем расстоянии, т.е. а, b, с и d, а затем преобразует число подсчитанных пикселов с помощью плотности пикселов в длину. В этом примере, найденные компьютером значения с-а и d-b были 7,6 мм и 8,3 мм соответственно.
При известном g и найденных теперь с-а и d-b величина h вычислялась следующим образом:
h=g(c-a)/(d-b)=12,5(0,76)/(0,83)=11,45 см.
При найденном теперь h и известном g величина р - высота плавания составного изображения - вычислялась следующим образом:
р=g-h=12,5-11,45=1,05 см
поскольку известная высота плавания составного изображения была 1 см +/-1 мм, измеренная высота плавания в 1,05 см была в этих пределах. Следовательно, система верифицирует ламинат с плавающими изображениями как аутентичный ламинат безопасности.
Тесты и результаты тестов, описанные выше, предназначены только для иллюстрации, а не прогнозирования, и можно ожидать, что изменения в процедуре тестирования дадут отличные результаты.
Настоящее изобретение описано сейчас со ссылкой на несколько вариантов его осуществления. Предшествующее подробное описание и пример даны только для ясности понимания. Их не следует понимать, как какие-либо ненужные ограничения. Все патенты и заявки на патент, приведенные здесь, включены сюда посредством ссылки. Для специалистов понятно, что в описанных вариантах осуществления можно сделать много изменений без отхода от объема изобретения. Таким образом, объем настоящего изобретения следует ограничивать не точными деталями и конструкциями, описанными здесь, а конструкциями, описанными в тексте формулы изобретения, и эквивалентами этих конструкций.