CN1659608B - 多部分解码透镜 - Google Patents

Abstract

本发明为用于解码至少一个潜像(20)的至少两次编码的多部分透镜(14、16)，该编码为透镜部分(12、18)参数的函数，该潜像由计算机系统上的软件程序来实现，用于诸如判定对象可靠性的安全措施。编码潜像(20)为不同双凸透镜参数的函数，该参数可能包含特定透镜部分的频率和透镜曲率半径(12、18)。每部分(14、16)具有相应的编码潜像，从而允许多个潜像(20)和多个编码，这使得几乎不可能仿造编码对象(24)或解码装置。

Description

多部分解码透镜

技术领域

本发明通常涉及防伪图像领域，更具体涉及用于产生由多部分透镜可分别解码的多个防伪图像的方法和装置。

背景技术

为了防止对文件未经授权的复制或更改，提供了标记或者背景图案。例如，如果不使用防伪图像，可以容易地伪造包括票据、支票、护照、钞票、货币、产品标签等文件。施加于文件的标记通常是通过诸如胶印、平板印刷、凸版印刷或其它类似的机械系统，或者是通过静电印刷的各种摄影方法、以及诸多其它方法来完成的。可以使用普通墨水复制图案或标记，这些普通墨水是来自磁性、荧光或其它的特殊墨水，来自可烘干的粉末，或者来自诸如银盐或偶氮染料等的光敏材料。绝大多数这些放置在板材上的图案依靠其复杂度和分辨率来防止复制。因此，它们增加了板材的成本，且在许多情况下不能完全有效地提供免于未经授权的复制或更改的预期保护。

已经提出了多种防伪策略，包括Moire(莫尔)感应的线结构、尺寸可变化的点图案、潜像、透明条、条形码、以及基于衍射的全息图。然而，这些方法没有一个采用了真实编码图像，或是从其衍生的附加保密中受益。

本发明人已经被授予多项关于不同解码方法的专利，包括U.S.专利号3,937,565、3,524,395、4,092,654、4,198,147、4,914,700、以及5,708,717，其内容在此引入作为参考。U.S.专利号5,708,717公开了一种用于数字化防伪软件方法和装置的系统和方法，其中潜像放置在由计算机软件程序实现的源图像上，使得只有通过一种特殊的解码透镜才能看到该潜像。这些原理和实施方案在此引入作为参考。

频率越高，编码的复杂度越高，因而对使用本发明人技术进行编码的产品的伪造难度越大。然而人们发现，使用多频率编码的图像(使其通过不同透镜或透镜组合可以读取)产生一个新颖独特的编码水平。因此，本领域需要的是一种用于产生多个防伪图像的方法和装置，这些防伪图像可由具有多个主动(active)解码部分或解码层的一个透镜、或通过使用透镜组合来单独或联合解码。多个图像提供了更加复杂的潜像解码，用于增强保密性。

本发明包含一个其中具有至少两个主动解码部分的透镜，每部分可具有一个基于透镜曲率的唯一频率。出于本发明的目的，透镜被定义为任何能够根据特别定义的参数(例如双凸透镜参数)来改变透射或反射光性质的器件。防伪软件将用于匹配透镜参数，从而至少一次提供一个潜像或多个潜像的编码，每个编码为具有特定频率和/或透镜曲率参数的解码透镜部分参数的函数。曲率角度进一步允许更低的频率，但当结合双重编码时，导致编码潜像复杂度的增加。此外，通过调整曲率，可以调整与特定频率对应的透镜厚度，提供只有纸张厚薄的透镜。因此，在一个实施方案中，只能通过具有部分参数对应每个编码的多部分透镜解码器才能看到潜像。在另一个实施方案中，通过使用允许不同保密级别的多个透镜，可以解码在相同图像内发现的不同潜像。因此，本发明人大幅度地增强了其发明的防伪功能。

发明内容

本发明提供一种软件方法和装置，用于数字化编码并将具有不同频率读数的潜像结合到源图像中；以及一种具有至少两部分的透镜，该至少两部分适于分辨用来解码潜像的不同参数(例如频率)。由计算机软件程序实现的潜像放置在光栅化的源图像内，使得潜像此后只能在通过具有特定调整参数的多部分透镜解码器观看时才可读取。因此，每个编码为这些特定参数的函数，例如诸如特定透镜部分的频率和曲率的双凸透镜(lenticular)参数。

一个或多个数字化形式的潜像至少可以被编码一次，用于通过用户选择的多种双凸透镜进行解码，每个透镜具有不同的光学特性，例如不同的每英寸线密度和/或不同的双凸透镜的曲率半径。编码潜像的特性取决于解码透镜的参数。因此，两次编码的一个潜像可能包含依赖于第一透镜部分的频率和曲率半径的第一编码，并且第二编码图像可能基于第二透镜部分的相应参数。在另一个实施方案中，可以把两个或多个潜像编码到源图像中，每个潜像与两个或多个独立透镜或其中部分的双凸透镜参数相关。

调整双凸透镜的曲率，从而降低每英寸的线或频率，但仍与没有调整曲率的高密度相当。本发明人使相同或不同图像进行两次或多次编码，进一步增强了潜像的复杂度。这需要一个多部分透镜，每个编码对应一部分。在一个实施方案中，最终的透镜可以是一个相对较厚的、能够解码复杂潜像的透镜，或者是包含多部分的一个透镜，每部分具有特定的并且不同的双凸透镜参数。还可选择不同编码程度，其中潜像被分割成多重性(multiplicity)更高的线或单元(element)。此外，出于解码目的，单元的多重性将是透镜密度和/或曲率的函数。

当一个(或多个)潜像被编码用来与当前透镜一起使用时，源图像被光栅化，或者分割成一系列线，其数目与构成编码潜像的线的数目相同。通常，当打印硬拷贝图像时，图像由一系列“打印机点”组成，这些点的密度会根据图像各个组成部分内发现的颜色而变化。一种专有的软件程序获取源图像的光栅化线，并把它们重新形成与编码潜像的线相同的普通图案。最终，在源图像较暗的位置，形成的编码线成比例地加粗，类似地，在源图像较亮的位置，形成的编码线成比例地变细。随后的组合图像，裸眼看上去完全和原始源图像一样。然而，由于是以一个(或多个)编码潜像的编码方式形成组成的光栅化线，双透镜解码器将揭示潜在的潜像。由于复杂编码线需要高的分辨率，试图用其它透镜或方式来解码印刷图像通常是无法成功地再现潜在的多编码的一个(或多个)潜像。

由于使用了多部分透镜，分别对应一部分透镜的参数的多个潜像可以被编码，并随后重新形成光栅化源图像。或者，可将相同的潜像两次或更多次地编码，以对应于透镜各部分的参数，随后重新形成光栅化的源图像。这可以通过把光栅化线分成适当数目的图像(或相位)，并在每个光栅线(raster line)单元内交织相位化图像来实现。每个单独潜像可以定向成任意角度，并编码成不同程度，只要每个图像的编码为已知解码器频率和曲率的函数性倍数。或者，灰度级源图像可以被分割成原始组成(primary component)的印刷色(例如青色、品红色、黄色、黑色、或称CMYK；红色、绿色、蓝色、或称RGB)。对于某些应用，也可以使用单颜色位图格式。编码潜像或多相位图像，随后可以分别重新形成为各个组成色。当重新加入颜色以形成最终源图像时，解码器将揭示隐藏在不同颜色段内的不同潜像。

解码器包括至少两个主动解码区域，该区域定义频率、曲率半径、或者频率之间角度的任何组合，并可定义两个或多个部分。

有用的应用可能包括，将某人的签名隐藏编码到含有某人照片的源图像内部。这种技术将使通过用假照片替换原有照片的普通技术来制造假身份证或驾照几乎成为不可能。还可以把除了某人签名以外的其它重要信息(例如身高、体重、身份证号码等)包含在潜像中，用于编码到源图像中。

其它有用的应用还包括但不限于下述方面：信用卡、护照、带照片的身份证、货币、特定比赛项目票据、股票及债券、银行及旅行支票、防伪标签(例如用于设计者的服装、药品、酒、录像磁带、音频CD、化妆品、机器零部件、和医药品)、印花税票及邮票、出生证明、车辆修复卡、土地证、签证。

在任一上述例子中，可以以不同频率、不同曲率、或不同角度对同一个潜像进行两次或更多次编码，或者以相同频率和曲率但不同角度，或不同频率和曲率及不同角度对两个或多个潜像进行编码。标准为，编码图像为多部分解码器参数的函数，使得每部分的特性具有相应的编码潜像。

因此，本发明一个目的在于，公开一种多层或多部分透镜，用于对光栅化成源图像的至少一个潜像的至少两次编码进行解码，其中每层或每部分透镜能够使相应编码图像可见，该相应编码图像为该部分的参数的函数。

本发明另一个目的在于，公开一种多部分透镜，用于对与每个透镜部分的频率和曲率匹配的相应的编码潜像进行解码，它由计算机系统上的软件程序通常以印刷形式来实现。

本发明又一个目的在于，公开一种多部分透镜，用于基于至少一个潜像的不同透镜部分参数对至少两次编码进行解码，它由计算机系统上的软件程序实现，其中源图像转化成灰度级图像用于结合隐藏的编码图像。

本发明一个相关目的在于，公开一种多部分透镜，用于基于至少一个潜像的不同透镜部分的参数对至少两次编码进行解码，它由计算机系统上的软件程序实现，其中灰度级源图像进一步分离成其颜色部分，有可能把隐藏编码图像结合到每个组成色部分，各个部分重新结合以形成最终的编码源图像。

本发明一个相关目的在于公开一种多部分透镜，用于基于至少一个潜像的不同单个透镜部分的参数对至少两次编码进行解码，它由计算机系统上的软件程序实现，其中，在需要时或者在由用户选择时，可将编码图像的单元线绕其轴旋转或者翻转。

本发明另一个目的在于公开一种多部分透镜，用于基于至少一个潜像的不同透镜部分的参数对至少两次编码进行解码，它由计算机系统上的软件程序实现，其中，“单相”编码图像由切割并编码成用户选择的解码器密度和编码因子的函数的第一潜像组成。

本发明另一个目的在于公开一种多部分透镜，用于基于至少一个潜像的不同透镜部分的参数对至少两次编码进行解码，它由计算机系统上的软件程序实现，其中，“双相”编码图像切割成用户选择的解码器密度的函数，每个切块平分为两个子切块，第一和第二潜像在子切块中被交替地交织，且各潜像由用户选择的编码因子进行编码。

本发明另一个目的在于公开一种多部分透镜，用于基于至少一个潜像的不同透镜部分的参数对至少两次编码进行解码，它由计算机系统上的软件程序实现，其中，“三相”编码图像切割成用户选择的解码器密度的函数，每个切块被分成三个子切块，第一、第二、和第三潜像在子切块内被交替地交织，且各潜像由用户选择的编码因子进行编码。

本发明又一个目的在于公开一种多部分透镜，用于基于至少一个潜像的不同透镜部分的参数对至少两次编码进行解码，它由计算机系统上的软件程序实现，其中产生类似于双相编码图像、但只有一个源文件的“标记色调”，且输入图像的每个第二子切块为第一子切块的补充。

本发明另一个目的在于公开一种多部分透镜，用于基于至少一个潜像的不同透镜部分的参数对至少两次编码进行解码，它由计算机系统上的软件程序实现，其中源图像由其中含有编码图像的单色或色调图案组成，但单元线只在潜在的潜像中出现字母或对象的位置被翻转。

本发明又一个目的在于公开一种多部分透镜，用于基于至少一个潜像的不同透镜部分的参数对至少两次编码进行解码，它由计算机系统上的软件程序实现，其中潜像直接编码到源图像上的某个可视图形中，从而创造一个“隐藏图像”效果。

本发明又一个目的在于公开一种多部分透镜，用于基于至少一个潜像的不同透镜部分的参数对至少两次编码进行解码，它由计算机系统上的软件程序实现，其中位图源图像(而非灰度级图像)用于创建单色源图像或源图像部分之后的隐藏图像。

本发明又一个目的在于公开一种多部分透镜，用于基于至少一个潜像的不同透镜部分的参数对至少两次编码进行解码，它由计算机系统上的软件程序实现，其中通过解码对应于每部分参数的不同编码参数，解码出一种多层次的三维立体效应。

本发明的另一个可能目的在于公开一种解码器透镜，其具有通过线衍射技术得到的、用于指示透镜可靠性的全息图像。

结合附图，通过本发明某些实施方案、说明和示例，本发明的其它目的和优点将变得显而易见。附图构成本发明说明书的一部分，并且其包括本发明的示例性实施方案，并且说明了本发明的各个目的和特点。

附图说明

图1示出了多部分解码透镜的水平视角截面图；以及

图2示出了校正后的多部分解码透镜的第一及第二部分的双凸透镜。

具体实施方式

虽然结合具有某些备选方案的特定实施方案来描述本发明，但是对于本领域的技术人员而言，很明显，在不脱离本发明的精神内，可以进行各种改变、重排及替换。本发明的范围由所附的权利要求书定义。

物体在透镜下被观看到的样子取决于透镜的焦距和曲率半径。当光线穿过透镜时，发生两次折射。当光线从一个媒质穿过到另一个媒质时，如果两个材料的折射率不同，光线就会发生折射或弯曲。在第一表面上，光线进入透镜时，它从空气进入塑料或者玻璃。随后光线传输经过透镜。在透镜的另一个侧面，光线从透镜进入空气时再次折射。可以弯曲透镜的表面以引导光线沿特定方向前进。在透镜本身内，可以改变曲率以进一步折射光线。

现在参考图1，示出了多部分解码透镜的水平视角的截面图。一束光(10)进入第二透镜(14)的曲率(12)。曲率(12)已被调整，以将光线(10)折射成一预定角度。因此，光线以特定的方式被改向，以解码内嵌在对象(24)中光栅化源图像内的相关联的第二隐藏编码图像(22)。光线(10)然后穿过具有不同曲率半径(18)的第一透镜(16)，该透镜(16)第二次折射光线(10)。穿过第一透镜(14)的光线(10)解码内嵌在文件(24)中光栅化源图像内的相关联的第一隐藏编码图像(20)。

本发明人发现，通过修改曲率半径，可以采用更低的频率。与这种双重编码结合的修正的曲率，增加了编码潜像的复杂度。此外，通过修改曲率，对应于特定频率的透镜厚度可以增加3。因此，可以使用更低的频率，而解码透镜仍保持致密，这对于解码复杂度越来越高的编码潜像有着实际的用处。此外，通过利用多部分透镜及多编码，编码潜像的复杂度明显增大，使得越来越难伪造对象和复制多部分解码透镜。

现在参考图2，其中示出了校正后的多部分解码透镜的第一及第二部分的双凸透镜。第一部分(10)即底部部分，示出了300线的校正后双凸透镜10度角的透镜，方向角为105度。部分的可修正参数为其频率和曲率。因此，透镜的频率为每英寸300线，曲率为10度，使得光线指向105度。第二部分(12)即顶部部分，示出了250.1线的双凸透镜30度角的透镜，方向角为15度。本发明人的软件程序将会对潜像进行扰频，随后将该潜像嵌入一光栅化的源图像中。该程序将对应于第一透镜参数的潜像的第一编码与对应于第二透镜参数的第二潜像的第一编码相互关联。因此，潜像的编码为特定透镜的频率和曲率的函数。可以编程该软件，以对同一潜像进行至少两次的扰频或对不同的图像进行扰频。双重编码使保密级别提高，而这在先前是不可能的，使得伪造含有本发明的对象更为困难。此外，需要获得所有部分的曲率半径和频率的知识才能复制多部分透镜解码器，使得这样的复制成为难以解决的、不可实现的任务。

本发明的一个预期应用为需要多层保密的场合。例如，公司将对所有雇员配发一个标准解码器透镜。多部分透镜的第一部分允许雇员进入所有最低限度的保密区域。有权进入最高限度保密区域的雇员，应当具有其第二部分参数不同于第一部分参数的透镜，以允许第二潜像被解码，然而那些未被授权的雇员，其第二部分的参数应当与第一部分的参数相同，并且第二图像无法被解码。因此，为进入最高保密区，被授权的雇员必须具有一个能够解码两个潜像的解码器。为防止未经授权的使用，解码器可含有雇员的签名或照部分。此外，可在解码透镜内印上一个全息图，用于解码器本身可靠性的视觉验证。

编码标记过程涉及根据双凸透镜解码器透镜的频率(或密度)，把源图像或可视图像光栅化或分成线。线的数目还是应用于潜像或次级图像的编码因子或缩放因子的函数。潜像被处理和编码后，存在一组编码线，它可随后被并入到可视图像的光栅化线中。根据编码潜像线的图案，从而重新形成或重新光栅化该可视图像。在重新形成可视图像光栅化线的过程中，在可视图像较暗的位置，编码线成比例地加粗；类似地，在可视图像较亮的位置，编码线成比例地变细。最终，创建出一个新的可视图像，但从透明解码器透镜观看时可以看到“在下面的”编码潜在图案。

至于透镜密度，本发明人为具有不同频率(或每英寸的线密度)的透镜指定了参考名称，例如，包括如下所列：177线/英寸的D-7X、152.5线/英寸的D-7、134线/英寸的D-6、69线/英寸的D-9。(见参考6)。用于执行该过程的软件还提供了“X2”(或加倍因子、df)的选项，该选项使有效线密度加倍，从而将输出图像分成的切块数目翻倍。选定的透镜仍将可以解码结果图像，这是因为线的数目为透镜频率的偶数倍。

输出图像切块的宽度为h，是作为输出切块宽度i(见参考8)的函数而被处理。依次地，宽度i为由用户选择的宽度h、透镜密度、基代码因子(或编码因子)的函数。

这些公式如下：

df＝2(如果选择“X2”)；1(默认值)

o＝h×密度/100(见参考10)

i＝o×基代码(B)(见参考8)

重新整理这些公式，h的值为：

因此，宽度h的值随着基代码和/或密度值的增大而减小。因此越大的基代码或编码因子就创建出越多的线，从而形成更为扭曲的或编码的图像。

这个效果将允许潜像只有在通过解码器观看时才可见。此外，潜像可能由一个、两个、或三个多相图像组成，该多相图像使用先前的多相图像的界面屏幕创建并存储在一个合适的文件里。本发明人将这种技术称为编码微线(Encoded Micro Lines)。

本说明书内提及的所有专利和文献表明了本领域技术人员的水平。所有专利和文献在此引入作为参考，其相同程度类似于分别明确指明要被引入参考的每个单独文献。

本领域的技术人员将容易地理解到，本发明将适于执行上述及其内在的目的，并获得上述及其内在的结果和优点。这里描述的这些方法、程序及技术目前代表了优选实施方案，它们只是起示范性作用，而非用于限制其范围。在由所附权利要求范围定义的本发明的精神之内，本领域技术人员可以进行改变或者其它的使用。尽管结合特定的优选实施方案描述了本发明，但应该理解，根据权利要求的本发明不应该被过分地限制在这些特定实施方案中。实际上，对于本领域技术人员显而易见的是，为执行本发明而对所描述模式进行的各种修改，应该属于下述权利要求的范围之内。

Claims (15)

1.一种可靠性验证装置，包括：

至少包含第一部分和第二部分的透镜，每个所述部分包含双凸透镜参数；

构建并设置所述第一部分，用于解码第一编码潜像；

构建并设置所述第二部分，用于解码第二编码潜像；

藉此对包含多个潜像的对象可靠性进行验证，每个潜像由一组双凸透镜参数来定义。

2.根据权利要求1的装置，其中每组参数包括透镜部分的频率和曲率半径。

3.根据权利要求1的装置，其中所述编码潜像被嵌入在光栅化的源图像内。

4.根据权利要求1的装置，其中至少所述第一部分和所述第二部分的所述参数相同。

5.根据权利要求1的装置，其中至少所述第一部分和所述第二部分的所述参数不相同。

6.根据权利要求1的装置，其中至少所述第一和所述第二潜像是相同的图像。

7.根据权利要求1的装置，其中所述装置具有至少三个透镜部分，每个所述部分由一组双凸透镜参数来定义。

8.根据权利要求1的装置，其中所述装置的所述透镜内嵌入了一个全息图。

9.一种用于鉴定包含编码图像的对象的方法，包含：

选择至少第一组双凸透镜参数；

选择至少第二组双凸透镜参数；

把至少所述第一组参数结合到所述透镜的第一部分内，并把至少所述第二组参数结合到所述透镜的第二部分内，从而创建一个多部分解码透镜；

把每个所述参数组输入到一个软件程序中；

经所述软件程序，把至少第一潜像编码成所述第一透镜部分的所述参数的函数；

经所述软件程序，把至少第二潜像编码成所述第二透镜部分的所述参数的函数；

经所述软件程序，把源图像光栅化；

经所述软件程序，把至少所述第一和所述第二编码潜像与所述光栅化的源图像组合起来；

通过把所述源图像内的所述潜像印在对象上，对所述对象进行编码；以及

通过使用所述多部分解码透镜对至少所述第一和所述第二潜像进行解码，来验证所述对象的可靠性。

10.根据权利要求9的方法，其中每组参数包含透镜部分的特定频率和曲率半径。

11.根据权利要求9的方法，其中至少所述第一和所述第二透镜部分的所述参数相同。

12.根据权利要求9的方法，其中至少所述第一和所述第二透镜部分的所述参数不相同。

13.根据权利要求9的方法，其中至少所述第一和所述第二潜像为相同的图像。

14.根据权利要求9的方法，其中至少所述第一和所述第二潜像为不同的图像。

15.根据权利要求9的方法，其中所述多部分解码透镜具有至少三个透镜部分，每个所述部分具有特定的双凸透镜参数组。

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