用于在表面上編碼數(shù)字信息的圖案、以及標記和讀取方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于在表面上編碼數(shù)字信息的圖案，該圖案包括屬于符號集(ENS1)的多個符號的特定排列(P1)，其中所述排列中的每個符號旨在編碼所述數(shù)字信息的一部分，其特征在于每個符號由以特定方式布置的至少一個差分元素對(E1、E2)構(gòu)成，每個元素以參數(shù)為特征，每個差分對的第一元素的參數(shù)具有第一值，每個差分對的第二元素的參數(shù)具有不同于第一值的第二值。
【專利說明】用于在表面上編碼數(shù)字信息的圖案、以及標記和讀取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過一個或多個圖案(尤其是指二維圖案)在表面上編碼數(shù)字信息以識別物品或安全裝置。
[0002]本發(fā)明還涉及包括此類圖案的物品或安全裝置，以及用于標記和讀取此類物品或安全裝置上的此類圖案的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]目前，物品和安全裝置可通過在物品包裝上或物品本身上刻印的標記或標志而被識別。這些刻印是可見的，并且使物品能夠被所有用戶識別。
[0004]還可使用其它包含加密信息的可視標識符，這樣，并非所有用戶可識別標識符的內(nèi)容。例如，存在條形碼類型的一維標識符或數(shù)據(jù)矩陣類型的二維標識符，它們通常印制在表面上并且使用最為廣泛。
[0005]條形碼使用由具有不同厚度和間距的條紋構(gòu)成的圖案來表示信息。但是，這些圖案很容易被解密。
[0006]而且，“數(shù)據(jù)矩陣”類型的標識符使用形成標識圖案并在矩形或二次型形式的圖案內(nèi)排列的黑白像素。此類數(shù)據(jù)矩陣通過“L”形的兩個相鄰的實心區(qū)識別，其整體被稱為“識別圖案”，由交替的黑白像素形成的兩個邊被稱為“時鐘”?！癓”形圖案用于定位和定向標識圖案，所謂的“時鐘”圖案用于計算標識圖案中的行數(shù)和列數(shù)。此外，“數(shù)據(jù)矩陣”還需要所謂的“空白”區(qū)(有時也稱為“靜區(qū)”)，用于要被檢測的識別圖案。該所謂的“空白”區(qū)用于將識別圖案與其它任何可能混淆的物品的元素清楚地隔離。
[0007]但是，這些用戶可見的標識符(顯著地通過標識符的識別圖案及其檢測區(qū)域)必須在物品的選定位置中標記，以便不會減損其外觀。而且，識別圖案是公知和固定的圖案，與要識別的物品無關(guān)。這種識別圖案不包含任何信息，僅用于檢測標識圖案。
[0008]此外，無論是否設(shè)置錯誤糾正機制，這些數(shù)據(jù)矩陣都存在魯棒性不足，因為它們依賴于它們所施加到的基板。實際上，由于基板不平坦，當在物品上作標記時可能使圖案質(zhì)量降低。此類圖案的魯棒性還依賴于印刷質(zhì)量，因為印刷缺陷(例如，油墨擴散或缺乏像素印刷)會極大地影響圖案。在某些情況下，大小為16像素xl6像素的數(shù)據(jù)矩陣還可能因為大于六個的像素的破壞而被模糊呈現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明，提出一種用于編碼數(shù)字信息項的圖案，該圖案增強了傳統(tǒng)物品或安全裝置的標識的魯棒性。
[0010]還提出一種用于編碼數(shù)字信息項的圖案，該圖案用戶不可見，但是可被適合的檢測系統(tǒng)檢測到。
[0011]此外，提供一種用于編碼數(shù)字信息項的圖案，該圖案可被印刷，甚至可在印刷質(zhì)量較差以及使用精細分辨率時(例如，至少每英寸300點(DPI)，優(yōu)選地在300DPI與600DPI之間)被讀取。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于在表面上編碼數(shù)字信息項的圖案，其包括屬于符號集的多個符號的特定排列，所述排列中的每個符號旨在編碼所述數(shù)字信息項的一部分，每個符號由以特定方式布置的至少一個差分元素對構(gòu)成，每個元素以參數(shù)為特征，每個差分對的第一元素的參數(shù)具有第一值，每個差分對的第二元素的參數(shù)具有不同于所述第一值的第二值。
[0013]所述符號集的所述符號可以全部不同。
[0014]作為變形，所述符號集的所述符號相同，換言之，所述符號集僅包括一個符號，該符號包括至少一個具有不同參數(shù)值的差分元素對。
[0015]在本描述中，差分對應(yīng)被理解為元素對，其中第一元素可以參數(shù)的第一值為特征，第二元素可以該參數(shù)的第二值為特征，所述第二值不同于該參數(shù)的第一值。該參數(shù)值之差可以是任何可檢測的差值，即使該差值無法通過肉眼檢測到。
[0016]以差分對的兩個元素為特征的參數(shù)值可分別大于和小于第一基準值和/或這兩個值之差可以大于第二基準值。
[0017]元素應(yīng)該被理解為被標記的表面部分，從而通過使其相對于任何鄰近或緊鄰的表面部分可被檢測到，為其分配能夠以該表面部分為特征的參數(shù)值。作為非限制實例，元素可以是采取點或局部浮雕形式的表面部分，該部分可具有近似圓形的輪廓。很明顯，其它形式也是可能的。所述元素可通過在表面上印刷油墨，通過壓光、壓印或其它任何適當?shù)姆椒ㄖ圃臁?br> [0018]所述符號可以屬于符號集，并且它們可對應(yīng)于一個或多個差分對的特定布置。在符號中，差分對的元素具有固定的相對位置，但是這些元素的參數(shù)值不同。
[0019]此外，在本描述中，包括差分對的符號的特定排列被稱為基準圖案。
[0020]所述符號集中的每個符號可以具有至少一個第一表示和一個不同于所述第一表示的第二表示，所述符號的至少一個差分對的所述元素的參數(shù)值在所述第一表示與所述第二表示之間均不同。
[0021]具有單個差分對的符號的所述至少兩個表示例如通過符號配置中的差分對排列和所述兩個元素在所述兩個表示之間的不同參數(shù)值來獲取。
[0022]這樣，由于每個符號可以其多種表示來表示，因此，符號的相同排列或“圖案”可通過多種不同的方式表示。此外，符號數(shù)的增加或符號差分對數(shù)的增加可大量增加一個或同一排列的標記可能性的數(shù)量。
[0023]需要注意，之前不了解所用符號及其表示、以及這些符號排列的用戶無法辨認編碼圖案。即使用戶可檢測到在表面上標記的元素，但是不了解符號和其“圖案”排列，對于他或她也很難，或者甚至不可能判定根據(jù)不同表示所標記的符號。因此，在不了解符號、符號表示及其排列的情況下，幾乎不可能獲取通過編碼圖案而編碼的數(shù)字信息。
[0024]此外，本發(fā)明的編碼圖案不需要使用用于其后續(xù)讀取的“L”形圖案、時鐘、或者甚至靜區(qū)類型的特定的附加標識符。與數(shù)據(jù)矩陣圖案相比，根據(jù)本發(fā)明的編碼圖案不包括任何用于識別編碼圖案的特定的檢測區(qū)域。通過符號的特定排列便可對其進行識別。
[0025]需要注意，本發(fā)明編碼圖案的符號不同于數(shù)據(jù)矩陣符號:數(shù)據(jù)矩陣符號實際上為像素，例如黑或白像素，而非差分元素對。[0026]在一個實施例中，符號的表示中的差分元素對中的第一元素和第二元素的位置與同一符號的另一表示中的同一差分對中的所述第一元素和所述第二元素的位置相反。
[0027]換言之，所述符號在一表示中的所述差分對中的所述第一元素與所述第二元素之間的所述參數(shù)值之差可以為正，而所述符號在另一表示中的所述差分對中的所述第一元素與所述第二元素之間的所述參數(shù)值之差可以為負。同樣可以適用于全部或部分其它差分符號對。
[0028]因此，在一表示中，符號的差分對包括具有高級別(針對所述參數(shù))的第一元素和具有低級別的第二元素。在另一符號表示中，所述第一元素具有低級別，所述第二元素具有高級別。需要注意，在優(yōu)選實例中，差分對的元素內(nèi)參數(shù)的平均值在兩種表示中相同。
[0029]很明顯，對于包括多個差分對的符號，一個差分對可以在兩種不同表示之間保持不變，即使所述符號的至少一個其它差分對在這兩種表示之間被修改。
[0030]需要注意，其中差分對的元素的參數(shù)只有兩個值(或者兩個不同的值附近的值)的符號集可以形成相對于所述參數(shù)具有統(tǒng)一外觀的圖案。因此，這些符號很難區(qū)分，符號檢測變得更加困難。
[0031]此外，差分對的兩個元素的參數(shù)值之差可大于閾值(例如，所述第二基準值)。因此，符號表示的差分對包括兩個元素，其分別具有參數(shù)值，并且所述兩個元素之間的值差大于閾值。
[0032]作為變形，差分元素對的所述兩個元素的參數(shù)值分別大于和小于鄰近所述差分對的差分對內(nèi)的所述參數(shù)的平均值。
[0033]因此，當檢測差分對時，可計算對應(yīng)于該差分對附近的區(qū)域(例如，包括多個差分對或多個被標記的元素)中的參數(shù)平均值，然后將所關(guān)心的對的每個元素的參數(shù)值與所述平均值進行比較。因此可檢查該對實際上為差分對，然后檢查其所對應(yīng)的表示。
[0034]所述元素可從包括點、印記和浮雕的組中選擇，并且所述參數(shù)可包括在由色度分量、深度、高度、電磁吸收、磁性質(zhì)(例如，導(dǎo)磁率或磁化系數(shù))、形狀、所用的油墨量、導(dǎo)電性、發(fā)光性(熒光和/或磷光)形成的組中。
[0035]所述色度分量可以是色調(diào)、飽和度、亮度，以縮略詞“HSL”(Hue SaturationLightness)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知。所述參數(shù)可以是這些分量之一，例如黑色和白色或者甚至灰色和深灰色的差分對的兩個元素的亮度。還可以使用另一體系，例如紅綠藍體系，以縮略詞RGB為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知。
[0036]所述符號的所述數(shù)字信息的所述部分可以是所述符號表示所定義的二進制值。
[0037]因此，符號的差分對可對應(yīng)于一個或多個信息位，這些信息位的值例如根據(jù)所述差分對的所述第一元素的參數(shù)值與所處差分對的所述第二元素的參數(shù)值之差的符號和/或幅度定義。還可以例如使用多個參數(shù)為單個差分元素對分配多個位。而且，差值幅度可以是包括多個位的數(shù)值。
[0038]所述圖案的所述符號可定義與通過所述圖案編碼的所述數(shù)字信息對應(yīng)的二進制值。
[0039]還可以定義讀取圖案中排列的符號的順序以恢復(fù)通過所述圖案編碼的值的所有位。
[0040]所述圖案可在包括像素的圖像中標記，所述元素是所述圖像的修正像素并且所述參數(shù)是至少一個色度像素分量。
[0041]根據(jù)另一方面，提供一種包括至少一個上述定義的圖案的物品或安全裝置。
[0042]所述物品或安全裝置可包括多個相同和/或不同的圖案。
[0043]憑借所述編碼圖案的重復(fù)性，可提高關(guān)于其后續(xù)識別的魯棒性。由于圖案具有重復(fù)性，因此，一圖案的損壞或劣化不會妨礙從物品上標記的所有圖案中檢測至少一個其它圖案的存在。通過使用具有統(tǒng)一外觀的圖案，可以在不損壞物品或安全裝置的可視外觀的情況下標記多個圖案。
[0044]所述物品或安全裝置可以從標簽、包裝、墨盒、容納食品、營養(yǎng)產(chǎn)品、藥用物品或飲品的容器、銀行水單、信用卡、戳記、印花稅票、篡改指示器、安全文件、護照、身份證、駕駛證、門禁卡、通行證、入場券、優(yōu)惠券、印刷版、反射膜、鋁箔或商品中選擇。
[0045]所述物品或安全裝置可以包括至少一個在圖像或標志、或從由一維、二維或三維的條形碼、散點圖、線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)矩陣形成的組中選擇的另一數(shù)字信息項的編碼表示內(nèi)標記的圖案。
[0046]因此，可以在編碼另一信息項的表示中編碼信息。作為非限制實例，可以通過印刷根據(jù)本發(fā)明的圖案，在條形碼的條紋中標記圖案，其中分辨率小得足以在條形碼條紋中標記具有不同參數(shù)值的元素。
[0047]還需要注意，所標記的表面可以隱蔽在另一材料層下，例如在塑料層和/或聚合物膜下。因此可以穿過此類塑料層和/或聚合物膜容易地讀取所述圖案。
[0048]通過標記大量小圖案，可以在保留讀取至少一個被標記圖案的可能性的同時，使被標記的表面(和/或位于上面的層)發(fā)生褶皺，或者大幅改變它。與之相比，迄今為止使用的條形碼或數(shù)據(jù)矩陣一般僅在物品上標記一次，而改變將使其變得難以辨認。
[0049]根據(jù)另一方面，提供一種用于在表面上標記編碼數(shù)字信息項的圖案的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0050]-定義屬于符號集(ENSl)的多個符號的特定排列，所述排列中的每個符號旨在編碼數(shù)字信息的一部分，每個符號由以特定方式布置的至少一個差分元素對構(gòu)成，每個元素以參數(shù)為特征，第一元素的參數(shù)具有第一值，第二元素的參數(shù)具有不同于所述第一值的第
二值，
[0051]-借助多個符號的所述特定排列創(chuàng)建用于編碼所述數(shù)字信息項的圖案，
[0052]-提供表面，
[0053]-在所述表面上標記多個元素(E1、E2)，所述元素分別以所述參數(shù)為特征，
[0054]用于標記所述多個元素的步驟通過某些被標記的元素形成所述數(shù)字信息項編碼圖案的方式來執(zhí)行。
[0055]所述符號集的所述符號可以全部不同。
[0056]作為變形，所述符號集的所述符號可以全部相同，則所述符號集包括單個符號。
[0057]差分對的兩個元素的參數(shù)值可以分別大于和小于第一基準值和/或這兩個值之
差大于第二基準值。
[0058]對于所述符號集的每個符號，可定義至少一個第一表示和一個不同于所述第一表示的第二表示，所述符號的至少一個差分對的所述元素的參數(shù)值在所述第一表示與所述第二表示之間均不同。[0059]符號的表示中的差分元素對中的所述第一元素和所述第二元素的位置可以與同一符號的另一表示中的同一差分對中的所述第一元素和所述第二元素的位置相反。
[0060]差分對的所述兩個元素的參數(shù)值之差可以大于閾值。
[0061]作為變形，差分元素對的所述兩個元素的參數(shù)值分別大于和小于鄰近所述對的差分對內(nèi)所述參數(shù)的平均值。
[0062]所述元素的標記可以包括印刷或蝕刻或沉積或壓印或施加激光束,并且所述參數(shù)可以包括在由色度分量、深度、高度、電磁吸收、磁性質(zhì)、形狀、所用的油墨量、導(dǎo)電性、發(fā)光性(熒光和/或磷光)形成的組中。
[0063]所述符號的所述數(shù)字信息項的所述部分可被定義為所述符號表示所定義的二進制值。
[0064]所述圖案的所述符號可以定義與通過所述圖案編碼的所述數(shù)字信息項對應(yīng)的二進制值。
[0065]所述圖案可在包括像素的圖像內(nèi)標記，所述元素是所述圖像的像素并且所述參數(shù)是至少一個色度像素分量。
[0066]所述方法還可以包括，在所述表面上標記所述元素的步驟之前，創(chuàng)建所述圖案的所述符號的所述差分對，該創(chuàng)建包括測量圖像的旨在形成符號的差分對的兩個像素的至少一個色度分量，計算所述兩個像素的測量差值，如果所述差值小于閾值，則修改所述兩個像素的所述至少一個色度分量的值。
[0067]修改所述兩個像素的所述至少一個色度分量的值包括，在所述差分對的第一像素的所述值上增加附加值以及在所述差分對的第二像素的所述值上減少所述附加值。因此，一個像素值的增加量等于所述差分對中的另一像素的減少量。這樣，在不改變所述差分對的所述兩個像素的平均值的情況下做出所述修改，并且保留所述圖像。
[0068]很明顯，所述圖像在被標記之前可以是數(shù)字圖像，從而便利所述像素值的修改。
[0069]可以標記物品或安全裝置的表面。
[0070]可以在所述物品或安全裝置上標記多個相同和/或不同的圖案。
[0071]所述物品或安全裝置可以從標簽、包裝、墨盒、容納食品、營養(yǎng)產(chǎn)品、藥用物品或飲品的容器、銀行水單、信用卡、戳記、印花稅票、篡改指示器、安全文件、護照、身份證、駕駛證、門禁卡、通行證、入場券、優(yōu)惠券、印刷版、反射膜、鋁箔和商品中選擇。
[0072]可以在所述物品或安全裝置上標記至少一個位于圖像或標志、或從由一維、二維或三維的條形碼、散點圖、線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)矩陣形成的組中選擇的另一數(shù)字信息項的編碼表示之內(nèi)的圖案。
[0073]根據(jù)又一方面，提供一種用于讀取在表面上標記的圖案中編碼的數(shù)字信息項的方法，所述表面包括被標記的元素，每個元素以參數(shù)為特征，所述方法包括以下步驟:
[0074]-存儲屬于符號集的多個符號的特定排列，所述排列中的每個符號旨在編碼所述數(shù)字信息的一部分，每個符號由以特定方式布置的至少一個差分兀素對構(gòu)成，每個差分對的第一元素的參數(shù)具有第一值，每個差分對的第二元素的參數(shù)具有不同于所述第一值的第二值。
[0075]-捕捉包含至少一部分所述圖案的所述表面區(qū)域的元素圖像，
[0076]-借助所存儲的排列識別形成所述圖案的所述元素，[0077]-借助所存儲的排列識別所述圖案的所述符號。
[0078]所述符號集的所述符號可以全部不同。
[0079]作為變形，所述符號集的所述符號可以全部相同。
[0080]術(shù)語“圖像”應(yīng)被理解為表示所述區(qū)域內(nèi)至少參數(shù)值的二維表示。
[0081]需要注意，該讀取方法與光學字符識別(OCR)法的不同之處在于:根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述符號是具有不同參數(shù)值的元素對，即差分對。所謂的“OCR”法的所述符號不包括差分元素對，而是包括待識別字符的單一形式。
[0082]所述符號的識別還可以包括將差分對的兩個被標記元素的參數(shù)值與第一基準值進行比較和/或?qū)⑦@兩個值之差與基準值進行比較。
[0083]所存儲的排列的每個符號具有至少一個第一表示和一個不同于所述第一表示的第二表示，所述元素的參數(shù)值在所述第一表示與所述第二表示之間均不同。
[0084]符號的表示中的差分元素對中的所述第一元素和所述第二元素的位置可以與同一符號的另一表示中的同一差分對中的所述第一元素和所述第二元素的位置相反。
[0085]所述符號的識別還可以包括與差分對的兩個元素的參數(shù)值之差的閾值進行比較。
[0086]作為變形，所述符號的識別還可以包括測量鄰近差分元素對的差分對內(nèi)所述參數(shù)的平均值，并將該平均值與所述差分對的每個元素的參數(shù)值進行比較。
[0087]所述參數(shù)可以包括在由色度分量、深度、高度、電磁吸收、磁性質(zhì)、形狀、所用的油墨量、導(dǎo)電性、發(fā)光性(熒光和/或磷光)形成的組中，并且所捕捉的圖像包括所述區(qū)域上該參數(shù)值的表示。
[0088]所述數(shù)字信息的所述部分可以是所述符號表示所定義的二進制值。
[0089]所述圖案的所述符號可以定義與通過所述圖案編碼的所述數(shù)字信息項對應(yīng)的二進制值。
[0090]所述圖案可以在包括像素的圖像中標記，所述元素是所述圖像的像素并且所述參數(shù)是至少一個色度像素分量。
[0091]所述被標記的表面可以是物品或安全裝置的表面，并且所述被標記的表面可以是所述安全物品或所述安全裝置的表面的一部分或全部。
[0092]多個相同和/或不同的圖案可以在所述物品或安全裝置上標記。
[0093]所述物品或安全裝置可以包括在由標簽、包裝、墨盒、容納食品、營養(yǎng)產(chǎn)品、藥用物品或飲品的容器、銀行水單、信用卡、戳記、印花稅票、篡改指示器、安全文件、護照、身份證、駕駛證、門禁卡、通行證、入場券、優(yōu)惠券、印刷版、反射膜、鋁箔和商品形成的組中。
[0094]所述圖案可在所述物品或安全裝置上，圖像或標志、或從由一維、二維或三維的條形碼、散點圖、線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)矩陣形成的組中選擇的另一數(shù)字信息項的編碼表示之內(nèi)標記。
[0095]根據(jù)又一方面，提供一種適合于實現(xiàn)所述標記方法的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括適合于定義所述特定排列和所述編碼圖案的處理裝置(例如計算機設(shè)備、包括微處理器和/或邏輯電路的設(shè)備)，以及用于在表面上標記以所述參數(shù)為特征的元素的裝置。
[0096]根據(jù)另一方面，提供一種適合于實現(xiàn)所述讀取方法的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括配備相機的移動電話、配備相機的平板計算機、便攜式或固定相機、便攜式或固定掃描儀。一般地，該系統(tǒng)可以包括用于存儲所述特定排列的裝置、具有其大小至少等于被標記圖案大小的讀取窗口的讀取裝置、元素識別裝置、符號識別裝置。[0097]根據(jù)另一方面，提供使用所述圖案驗證物品或安全裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0098]通過學習對一些非限制性的示例性實現(xiàn)和實施例的詳細描述以及附圖，本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征將變得顯而易見，其中:
[0099]-圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的圖案的創(chuàng)建實現(xiàn)，
[0100]-圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的圖案的另一創(chuàng)建實現(xiàn)，
[0101]-圖3示意性地示出在物品或安全裝置上標記圖1中的圖案的方法實現(xiàn)，
[0102]-圖4示意性地示出用于讀取應(yīng)用于物品的標識圖案的方法實現(xiàn)，
[0103]-圖5示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的圖案的實施例，
[0104]-圖6示出根據(jù)本發(fā)明的另一實現(xiàn)和實施例。
[0105]在附圖中，相同的附圖標記對應(yīng)于相同的要素。附圖中的要素并非按比例繪制。【具體實施方式】
[0106]圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的符號排列Pl的創(chuàng)建實現(xiàn)SI。
[0107]排列Pl中以A、B、C、D表不的符號屬于符號集ENSl。
[0108]在該實例中，四個符號A、B、C、D(顯然可具有更多符號)包括在圖1中表不為El和E2的元素的差分對。元素El和E2在附圖中通過示例表示，以通過示出不同參數(shù)值的格子狀圓點或陰影圓點更好地理解本發(fā)明，所述參數(shù)例如是灰度級。在所示的實例中，格子狀圓點El具有比陰影圓點E2的參數(shù)值大的參數(shù)值。換言之，形成元素El的圓點比形成元素E2的圓點更暗。因此，元素El和E2形成根據(jù)本發(fā)明的差分對。
[0109]差分對的元素El和E2各自的位置定義符號(A到D)。
[0110]在所示的實例中，差分對的元素El和E2彼此分離近似的元素大小。其它定位也是可能的。差分符號對的兩個元素可以接近，甚至接觸，或者另一方面，可以進一步分離。元素形狀(在這種情況下為圓點形)還可以不同，例如，在本發(fā)明的變形中，可以是矩形、三角形或橢圓形。
[0111]此外，在符號集ENSl中，符號全部不同，并且這些符號中的每個包括兩個可能的表示。對于差分對的兩個表示，差分對元素的相對位置在此保持不變。在兩個表示之間，元素的參數(shù)值可能變化，或者元素可以倒置，但是它們在差分對以及符號中的位置保持不變。
[0112]這樣，符號A包括在兩個表示Al和A2的垂直排列中定位的元素El和E2的差分對。在符號A的第一表示Al中，作為格子狀圓點的元素El被置于作為陰影圓點的元素E2上方。在第二表示A2中，元素E2位于元素El上方。因此，符號A包括垂直設(shè)置的差分元素對，以及其中元素El和E2已被倒置的兩個表示。
[0113]符號B也包括元素El和E2的差分對，但是這兩個元素水平設(shè)置。在第一表示BI中，元素El位于元素E2左側(cè)，在第二表示B2中，元素El位于元素E2右側(cè)。
[0114]符號C包括沿第一對角線方向設(shè)置的元素El和E2的差分對。在第一表示Cl中，元素El被置于元素E2的左上方，在第二表示C2中，元素El被置于元素E2的右下方。
[0115]最后，符號D包括沿與符號C的所述第一對角線方向相反的第二對角線方向設(shè)置的元素El和E2的差分對。在第一表示Dl中，元素El被置于元素E2的右上方，在第二表示D2中，元素El被置于元素E2的左下方。
[0116]因此，這種分別通過兩種表示定義的四個符號A、B、C、D定義被用來創(chuàng)建(SI)基準圖案Pl的符號集ENSl。
[0117]需要注意，符號集ENSl的每個符號的兩種表示可以定義二進制的位。例如，表示AUBU CUDl對應(yīng)于值1，表示A2、B2、C2、D2對應(yīng)于值O。
[0118]可通過排列符號集ENSl的符號，在不定義這些符號的表示的情況下，創(chuàng)建形成基準圖案Pl的符號排列。在所示的實例中，符號在矩形區(qū)域中排列，在該區(qū)域中，使用空間以便在該區(qū)域中包括最大數(shù)量的符號。這些符號例如相互嵌套，并且這些符號的元素在排列Pi內(nèi)垂直和水平對齊。將理解，在形成基準圖案Pi的符號排列中，符號可以在具有不同幾何形狀的區(qū)域中排列，例如，正方形、圓形、橢圓形、三角形或其它形狀的區(qū)域。
[0119]在所示的實例中，符號A被置于排列Pl的右上角，該符號的一個元素被置于橫軸X-X和縱軸Z-Z的交叉處上,一個兀素被置于橫軸Y-Y的交叉處上，相對于橫軸χ-χ和縱軸Z-Z偏移近似元素El或E2的大小?？赏ㄟ^使符號B的右側(cè)元素與軸Z-Z對齊來將該符號B置于該符號A的下方。還可以將符號B置于符號A的右側(cè)，其兩個元素然后與軸X-X對齊。
[0120]在所示的實例中，基準圖案Pl包括符號集ENSl的32個符號。由于這些符號中的每一者具有兩種表示，因此在該實例中，可創(chuàng)建232 = 4294967296個不同的基準圖案P1。此夕卜，通過將位與每個符號關(guān)聯(lián)，可通過該符號排列Pl編碼232個二進制值。
[0121]需要注意，通過增加基準圖案Pl的符號數(shù)，相同圖案的可能的表示數(shù)量和可通過該圖案編碼的數(shù)值的數(shù)量也在增加。一般而言，對于每個符號包括一個差分對并具有兩種不同表示的符號集，可以為具有η個符號的“圖案”獲取2η個不同的表示和值。
[0122]為了使用“圖案”編碼數(shù)值，需要將讀取順序分配給構(gòu)成“圖案”的符號。
[0123]因此，對于包括32位的二進制值，所謂的最高有效位(MSB)可被分配給圖案Pl的符號MSB1，此處為位于“圖案叩I左上角的符號A。所謂的最低有效位(LSB)可被分配給符號LSB1，此處為位于“圖案”Pl右下角的符號A。分配其它位的順序例如為“圖案”Pl中的從左到右以及從上到下的方式。根據(jù)一方面，還可以分配位的隨機順序，其中連續(xù)的位不相鄰。
[0124]在圖中以S2表示的操作用于創(chuàng)建編碼數(shù)字信息的圖案，這些數(shù)字信息包括屬于符號集ENSl并根據(jù)基準圖案Pl排列的符號。示出通過操作S2獲取的兩種可能的圖案實例Ml和M2。圖案Ml和M2對應(yīng)于兩個不同的數(shù)值。很明顯，可通過操作S2獲取的圖案數(shù)Mn不受限制。
[0125]在所示的實例中，在圖案Ml中編碼的值的最高有效位MSBl等于在圖案M2中編碼的值的最高有效位，在此對應(yīng)于表示Al:l。這些值的第二位(對應(yīng)于符號SB2，符號B)在圖案Ml中通過表示BI示出，在圖案M2中通過表示B2示出。因此，在圖案Ml中編碼的值的第二位對應(yīng)于1，在圖案M2中編碼的值的第二位對應(yīng)于O。其它符號通過兩種圖案Ml和M2的不同表示來示出，例如符號SB3和SB4。同樣的原理適用于通過操作S2獲取的不同編碼圖案的所有符號。
[0126]圖2示意性地示出符號排列或基準圖案P’ I的另一創(chuàng)建實現(xiàn)S’ I。在該實例中，符號集ENS’ I僅包括單個符號，但也可包括多個不同的符號。[0127]符號集ENS’ I在此包括含有兩個差分元素對的單個符號A’。符號A’包括兩個差分對，這兩個差分對的元素水平對齊，而這兩個差分對被垂直地設(shè)置。
[0128]使用兩個差分對，可以顯著地定義四種表示。獲取其中差分對PA’I被置于差分對PA’ 2上方的表示A’ I。在表示A’ I中，差分對PA’ I和差分對PA’ 2均包括位于右側(cè)的元素El和位于左側(cè)的元素E2。通過修改表示A’ 2、A’ 3和A’ 4中差分對PA’ I和PA’ 2內(nèi)的元素El和E2各自的位置，可獲得符號A’的其它表示。
[0129]需要注意，一表示中的差分對之一的元素位置的倒置使得能夠獲取符號集ENS’ I的符號A’ I的另一表不。
[0130]需要注意，可將二進制值分配給這些表示。例如，將值00分配給表示A’l，將值01分配給表示A’ 2，將值11分配給表示A’ 3，將值10分配給表示A’ 4。
[0131]在該實例中，符號集ENS’ I僅包括一個符號。很明顯，實際可以提供類似于符號A’并且具有可通過不同方式排列的一個或多個差分對的更多符號。
[0132]在操作S’I中，可以排列大量符號A’以形成基準圖案P’I。該“圖案”在所示的實例中包括9個符號，每個符號能夠編碼兩位。因此可以編碼22x9 = 262144個不同的值。這些值可使用下面的符號順序進行編碼=VBI (最高有效)、VB2、VB3、VB4、VB5、VB6、VB7、VB8，然后是VB9 (最低有效)。
[0133]在所示的實例中，在操作S’ 2中，已創(chuàng)建兩個圖案M’ I和M’ 2，其中對兩個不同的
數(shù)值進行編碼。
[0134]更具體地說，依照順序VBl到VB9以及使用上面針對表示A’ 1、A’ 2、A’ 3、A’ 4定義的二進制值，在圖案Μ’ I中編碼二進制值100000010010100001 = 132257。在圖案Μ’ 2中，已編碼二進制值011110101010000100 = 125572。很明顯，一般而言，可以借助這些二進制值獲取字符，例如使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的ASCII碼系統(tǒng)。
[0135]圖3示意性地示出使用圖1所示的兩種圖案Ml和M2標記物品或安全裝置SUP的方法實現(xiàn)，其中編碼兩個不同的數(shù)字信息項。
[0136]此方法包括借助符號集ENSl創(chuàng)建符號排列或“圖案”Pl的步驟SI。然后實現(xiàn)操作S2以獲取圖案M1，在該圖案中，借助包括32個符號的“圖案”Pl編碼數(shù)字信息項?？蓞⒖忌厦嬗嘘P(guān)圖1的描述以獲取有關(guān)操作SI和S2的更詳細信息。通過圖案Ml和也由操作S2創(chuàng)建的其它任何圖案然后可存儲在計算設(shè)備上。
[0137]步驟S3包括在物品或安全裝置SUP上標記已存儲的圖案Ml。表達“標記”可被理解為表示例如使用可見或不可見的油墨印刷、蝕刻、沉積、壓印、壓光、施加激光束或其它任何操作使得在物品或安全裝置上設(shè)置編碼圖案Ml和其它任何編碼圖案。物品或安全裝置SUP可以是標簽、包裝、墨盒、容納食品、營養(yǎng)產(chǎn)品、藥用物品或飲品的容器、銀行水單、信用卡、戳記、印花稅票、篡改指示器、安全文件、護照、身份證、駕駛證、門禁卡、通行證、入場券、優(yōu)惠券、印刷版、反射膜、鋁箔、商品，或者一般是指設(shè)置有在無適當設(shè)備的情況下很難識別的標識裝置或編碼數(shù)據(jù)的物品或設(shè)備。
[0138]標記步驟S3很明顯對應(yīng)于標記所示實例中的符號A、B、C、D的差分對的元素El和E2。需要注意，物品或安全裝置SUP在其外表面或其包裝上具有分散的元素，這種元素類似于編碼圖案Ml中的元素，但是整體上不形成編碼圖案。不存在任何用于在物品上形成標識符的標記，只有基準圖案Ml的差分對的元素標記在實際位于分散的上述無差別元素內(nèi)的物品上。因此，與現(xiàn)有技術(shù)中使用的數(shù)據(jù)矩陣不同，所有被標記的元素對應(yīng)于編碼圖案中的編碼值信息項。通過使用精細分辨率，例如每英寸數(shù)百個元素級的分辨率(每英寸點數(shù)，DPI)，例如，在150與600DPI之間，或者優(yōu)選地在300與600DPI之間，可以標記根據(jù)本發(fā)明的圖案，該圖案不是用戶可檢測的，而是只有包括電子讀取系統(tǒng)的適當設(shè)備才能進行檢測和解譯。此類解決方案還可以標記多個小圖案:這樣信息標記具有很好的魯棒性，因為一個甚至數(shù)個圖案的改變不會使所有圖案都難以辨認。使用此類精細分辨率還可以防止圖案復(fù)制，例如借助復(fù)印機復(fù)制。
[0139]為了使根據(jù)本發(fā)明的圖案無法通過肉眼檢測，還可以通過類似的參數(shù)值(尤其是差分對的元素值)標記圖案。更具體地說，可以選擇人眼無法辨別但是設(shè)備可檢測到的參數(shù)值。在不管怎樣用戶都不能夠辨別構(gòu)成圖案的不同元素的情況下，還可以使用粗分辨率，例如，比150DPI寬。很明顯，作為整體的圖案，或者多個相鄰的圖案對用戶可見，用戶僅看見均勻的區(qū)域，例如，均勻著色的區(qū)域。
[0140]需要注意，圖案Ml可在物品或安全裝置SUP的圖形元素內(nèi)標記，該圖形元素可以是圖像或標志，或者是另一數(shù)字信息項的編碼表示(例如，一維、二維或三維的條形碼、散點圖、線網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)矩陣的編碼表示)。[0141]作為非限制實例，可以使用條形碼的條紋標記根據(jù)本發(fā)明的圖案。
[0142]在所示的實例中，在執(zhí)行標記步驟S3的同時，在圖案Ml外部標記特定數(shù)量的El或E2類型的其它附加元素EADD。在所示的實例中，附加元素EADD形成一個圍繞圖案Ml的行。附加元素在此與圖案Ml的元素對齊，這是一種導(dǎo)致難以讀取編碼圖案Ml的方式。附加元素還可以具有更多，其數(shù)量可以遠多于形成編碼圖案Ml的元素數(shù)，并且具有不同的位置。
[0143]這些附加元素EADD例如可以形成安全物品或安全裝置的圖形區(qū)域的一部分。附加元素EADD還可用于嵌入編碼圖案Ml以增加檢測難度。由于這些附加元素不以基準圖案中差分對的形式排列，因此它們不會歪曲編碼圖案Ml中編碼的數(shù)字信息的讀取。還可以理解，這些附加元素EADD可預(yù)先存在于物品上，在這種情況下，不需要在步驟S3進行它們的
T 己 O
[0144]在所有情況下，可以有利的是，選擇盡可能接近附加元素EADD表示的元素El和E2表示，從而增加檢測和讀取編碼圖案Ml的難度。
[0145]需要注意，可使用多種手段來增加肉眼檢測被標記圖案的難度。例如，可使用其化學性質(zhì)使肉眼不可見但是僅在特定光照(例如，使用紅外光或紫外光)下可見的油墨。這些油墨的成分可包括一種或多種吸收可見或不可見電磁譜的顏料和/或染料，和/或可包括一種或多種發(fā)光的顏料和/或染料。通過非限制示例，吸收可見或不可見電磁譜的適合顏料和/或染料的非限制實例包括酞菁染料的衍生物，但也包括二萘嵌苯、四萘嵌三苯類型的衍生物，用作或不用作替代。適合的發(fā)光顏料和/或染料的非限制實例包括鑭系元素的衍生物。(多種)顏料和/或(多種)染料的存在可增加和增強防偽造的標記安全性。上述某些化合物可賦予根據(jù)本發(fā)明的標記的可追溯性和/或驗證性。實際上，這些特定的化合物不同于傳統(tǒng)的油墨及其檢測(例如通過化學或物理分析方式)，可判定被標記產(chǎn)品的來源。
[0146]還可以將一個或多個被標記的編碼圖案與噪聲混合，例如通過將編碼圖案并入在包括不規(guī)則或預(yù)存圓點的物品或安全裝置SUP的表面環(huán)境中。這些不規(guī)則圖案或這些圓點應(yīng)該優(yōu)選地具有與被標記的編碼圖案的大小和外觀可比的大小和外觀。
[0147]在物品或安全裝置SUP上標記的編碼圖案Ml、以及以類似的方式創(chuàng)建的其它任何附加編碼圖案可對使安全物品或安全裝置SUP能夠被驗證的信息項進行編碼，甚至可對與安全物品或安全裝置SUP的使用相關(guān)的信息項進行編碼。
[0148]需要注意，使用其中每個符號包括類似元素的符號集、以及包括大量符號的基準圖案可以獲取具有統(tǒng)一外觀的標記，在該標記中可讀取編碼信息，而無需了解符號、符號表示和所用的基準圖案。而且，使用包括具有兩個可能參數(shù)值的兩個元素(例如，此處借助實例示出的元素El和E2)的差分對可以獲取包括與元素E2同樣多的元素El的圖案，因此，獲取物品或安全裝置的外表面的統(tǒng)一外觀。
[0149]可以在物品或安全裝置SUP上標記大量根據(jù)本發(fā)明的編碼圖案。可以標記大量相同的圖案以及大量不同的圖案，還可覆蓋物品或安全裝置SUP的表面。
[0150]作為非限制實例，可以在旨在覆蓋對象的包裝的整個表面上標記根據(jù)本發(fā)明的編碼圖案。然后可基于覆蓋對象的包裝的任一表面部分實現(xiàn)對編碼圖案的讀取。例如可以標記基本透明的塑料膜，也可標記鋁箔類型的不透明薄膜。還可以使用適當?shù)臉擞浭侄卧跇O為粗糙或不均勻的表面上標記根據(jù)本發(fā)明的編碼圖案，例如在酒瓶塞，或者甚至對應(yīng)的封口上標記。
[0151]而且，基于美觀的原因或與生產(chǎn)相關(guān)的約束，所銷售的特定物品可用于支持標記的空間很小。根據(jù)本發(fā)明的標記可克服這些約束。實際上，可在保持肉眼不可見、以及保留根據(jù)本發(fā)明方法的讀取魯棒性的同時，在空間減小的支持物上標記一個或多個圖案。
[0152]圖4示出用于讀取在根據(jù)本發(fā)明的編碼圖案中編碼的數(shù)字信息的方法實現(xiàn)，其中所述編碼圖案被標記在物品或安全裝置SUP的表面上。
[0153]在實現(xiàn)讀取之前，將符號集(例如，已經(jīng)參考圖1并借助實例提及的符號集ENSl或已經(jīng)參考圖2并借助實例提及的符號集ENS’ I)以及一個或多個符號排列或基準圖案存儲在讀取系統(tǒng)的存儲器中。
[0154]然后，在所示的實例中，此方法包括步驟D1，其中捕捉物品SUP表面的區(qū)域ZOl的圖像。適合于實現(xiàn)步驟Dl的系統(tǒng)可包括讀取裝置，例如，固定或便攜式讀取器或掃描儀、相機、配備數(shù)碼相機的電話、配備數(shù)碼相機的平板計算機，以及一般而言，適合于使被標記的元素可見的任何裝置，例如在紅外線或紫外線范圍中發(fā)光的燈。然后存儲所獲取的圖像。
[0155]然后實現(xiàn)元素識別步驟D2。顯然可根據(jù)對符號集(例如，集合ENS1)中符號的了解識別元素。對于其元素為形狀可變的點的符號(例如，圖1所示的集合ENSl的符號)，在步驟Dl中獲取的圖像內(nèi)檢測多個元素，例如類型為El、E2的元素。此外，可以針對每個元素測量參數(shù)值并存儲所測量的值。
[0156]然后，在步驟D3，可借助所存儲的基準圖案(例如，圖1所示的符號排列Pl)識別符號。由于區(qū)域ZOl可能包括附加元素(例如，附加元素EADD)，因此，符號的識別可包括大量步驟，直到借助所存儲的單個基準圖案識別一個或多個編碼圖案的符號。
[0157]現(xiàn)在參考圖1的實例描述該識別的簡化實現(xiàn)實例，將理解，過程類似于圖2的實例。我們可從通過借助包括第一組元素GEL(包括位于網(wǎng)格中的64個元素構(gòu)成的組)的讀取裝置的研究窗口將符號排列Pl與第一組元素GEL進行比對來開始。通過比對符號排列Pl (即，所存儲的基準圖案)與第一組元素GEL，可看出與符號排列Pl對應(yīng)的組GEL中一定數(shù)量的符號對不是差分對。對NDl和ND2包括作為排列Pl的兩個符號對而布置的元素對，但是這些對不是差分對。實際上，它們分別包括兩個元素E2以及兩個元素El。在這兩種情況下，兩個元素之間沒有參數(shù)差別。需要注意，兩個不同的元素并非總是形成差分對。特別指出，一個好的主意是，測量兩個元素的兩個參數(shù)值之差以將該差值與閾值進行比較，或者是測量每個參數(shù)值與平均值之差。
[0158]讀取裝置的研究窗口可具有至少等于被標記的編碼圖案的大小。該研究窗口尤其可具有被標記的編碼圖案兩倍大的尺寸(寬度和高度)。
[0159]因此可使用在步驟D2獲取的參數(shù)值判定元素對是否為差分對。還可將值之差與所存儲的閾值進行比較，甚至檢查每個參數(shù)的值是否分別大于或小于另一值(例如，平均值)。該平均值可被預(yù)先存儲，或通過觀察物品表面在步驟Dl或步驟D2中被測量和計算。
[0160]通過比對符號排列Pl與元素組GEL獲取的非差分對NDl和ND2顯示出元素組GEL的元素不形成包括根據(jù)排列或基準圖案Pi所排列的符號的編碼圖案。
[0161]讀取裝置或研究窗口然后相對于物品移動位置以將基準圖案Pl與另一元素組(例如，元素組IMl)比對(圖4)。組Ml的所有元素對應(yīng)于根據(jù)基準圖案Pl排列的符號的差分元素對。例如需要注意，差分對PDl對應(yīng)于與最高有效位MSBl對應(yīng)的符號，差分對PD2對應(yīng)于符號SB2，差分對PD3對應(yīng)于符號SB3，差分對PD4對應(yīng)于符號SB4，差分對Η)5對應(yīng)于與最低有效位LSBl對應(yīng)的符號。
[0162]然后估計編碼圖案已在元素組頂1中找到。需要注意，通過瀏覽在物品或安全裝置SUP上標記的元素組以及通過比對基準圖案Pl與元素組，已找到編碼數(shù)字信息項的編碼圖案的表示，而不使用任何指示物品上編碼圖案布置的坐標系。
[0163]需要注意，可以不需要識別基準圖案Pl的全部符號。在這種情況下，可以計算所識別的符號數(shù)，并將所計算的數(shù)目與概率閾值比較。如果所計算的數(shù)目大于該閾值，則可估計存在借助根據(jù)本發(fā)明的基準圖案而產(chǎn)生的編碼圖案。因此這些圖案魯棒性很好，修改圖案符號不會妨礙識別基準圖案和讀取尚未被損壞的符號。
[0164]作為非限制實例，對于包括128個符號的基準圖案，可采用以下概率閾值:S卩，從128個符號中識別30個符號的級別(即，概率為24% )。可使用其它概率閾值，具體而言，可選擇高閾值以肯定地判定編碼圖案被識別。
[0165]最后，一旦按照上面所述的方式已識別符號，便可在步驟D4讀取通過形成編碼圖案的被標記元素所編碼的信息。只需了解讀取符號排列的順序便可執(zhí)行該讀取?？墒褂蒙厦娑x的從上到下、從左到右執(zhí)行讀取的順序。通過了解符號集及其各自的表示，可檢測與被標記的符號關(guān)聯(lián)的二進制值。在步驟D2測量的參數(shù)值用于判定所用的表示。通過讀取每個符號的二進制值，可判定在被標記的編碼圖案中編碼的二進制值。
[0166]步驟D4還可包括傳統(tǒng)的錯誤糾正步驟，以便判定尚未被識別的符號表示。
[0167]此外，在讀取方法的實現(xiàn)中，可容忍每個被標記元素的高度和寬度移位容限。作為非限制實例，元素的細微直徑差別不會影響讀取。細微的位置差別也不會影響讀取。
[0168]現(xiàn)在更具體地參考圖5和6更詳細地描述本發(fā)明的變形。
[0169]圖5示出編碼圖案PC0，其中信息項根據(jù)八個符號的排列進行編碼，在這八個符號中，符號的元素為圖像像素的差分對。這八個符號在4x4的像素矩陣中排列。每個像素以參數(shù)為特征，該參數(shù)可以是色度分量之一。因此，該圖案PCO的符號分別包括與圖1中的符號集ENSl的符號類似的差分元素對，只是其中元素為像素。
[0170]此外，像素對是由色度分量值(例如，差分對的每個像素的色調(diào)、飽和度或亮度)定義其表示的差分對。更具體地說，差分對的一像素具有以H表示的高值，另一像素具有以L表示的低值。通過倒置這些級別各自的位置，可編碼不同的數(shù)字信息。
[0171]編碼圖案PCO旨在包括在圖像中，如圖6所示。在該圖中，示出初始圖像頂GI，該圖像一般包括多個像素以及由形成4x4像素矩陣的16個像素構(gòu)成的組GPI。在像素組GPI中，將包括編碼圖案PC0。初始圖像MGI可以是存儲在存儲器中并且可被處理裝置(例如，配備微處理器和/或邏輯電路的處理裝置)修改的數(shù)字圖像。一旦被修改為包括編碼圖案PCO，該圖像便可在安全物品或元件的表面上被標記。
[0172]像素組GPI的每個像素具有以VIJ表示的選定的色度分量值，I的范圍從I到4，指示4x4矩陣中的像素列，J的范圍從I到4，指示4x4矩陣中的像素行。然后可以檢查像素組GPI中每對像素是否對應(yīng)于根據(jù)圖案PCO的差分對。
[0173]在像素組GPI中，比較像素對PCl的像素Vl I和V22的值，如果Vl I大于V22，并且這兩個值之差小于閾值，則有必要修改這些像素的色度分量值，例如通過將Vll增加和將V22減少同一值，以獲取修正圖像MGM的修正像素V’ 11和V’ 22。
[0174]增加和減少同一值特別有利，因此，對于值Vll和V22以及值V’ 11和V’22而言，對PCl內(nèi)的參數(shù)平均值完全相同。
[0175]因此，可修改其它像素對。例如，對PC4的像素可具有值V24和V34，但是V24可大于V34。換言之，V24對應(yīng)于高值，V34對應(yīng)于低值。為了標記圖案PCO的對PC4，可倒置像素值，并且獲取值V’ 24和V’ 34。還可根據(jù)上述方式執(zhí)行倒置、增加和減少像素值(例如，對PC6的像素值)，以獲取值V’ 42和V’ 43。
[0176]像素組GPI的剩余對的像素值尚未被修改，因為初始圖像的像素值也可已經(jīng)對應(yīng)于編碼圖案PCO的差分對。
[0177]因此，在修正圖像MGM(此處在物品或安全裝置SUPC上標記)內(nèi)，圖案PCO已通過修改初始圖像MGI的像素值而被標記。用戶感覺不到像素值的修改，因為這些修改應(yīng)用在可包括數(shù)百萬像素的圖像中的鄰近像素上。
[0178]需要注意，還可使用其它色度分量，例如紅綠藍體系的分量。
[0179]而且，為了判定是否在像素對中，一個像素具有高值，而另一像素具有低值，可將這些值與通過計算若干鄰近像素的分量值而獲得的平均值進行比較。也可計算與另一分量相關(guān)的平均值。作為非限制實例，差分對的鄰近像素的紅色等級可定義與該對的值比較的平均值或閾值。
[0180]還提供一種適合于實現(xiàn)諸如圖3的方法之類的標記方法的系統(tǒng)。在一個實施例中，該系統(tǒng)可包括被配置為存儲符號集、形成基準圖案的這些符號的排列、以及要被編碼的數(shù)字信息的存儲器。該系統(tǒng)可包括用于在物品或安全裝置的表面上作標記的裝置，例如用于印刷、蝕刻、壓印、壓光、沉積、施加激光束或任何其它可修改所涉及表面部分的方法的裝置。這些標記裝置可標記肉眼不可見的元素。
[0181]還提供一種適合于實現(xiàn)諸如圖4的方法之類的讀取方法的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括用于存儲形成基準圖案的符號排列和符號集的裝置、以及適合于捕捉圖像的裝置(例如相機、固定或便攜式讀取器或掃描儀、配備相機的便攜式電話、配備相機的平板計算機)、用于顯現(xiàn)被標記元素的裝置(例如，在紫外線或紅外線范圍中發(fā)光的燈)、以及適合于基于所捕捉的圖像識別元素和符號的處理裝置(例如，包括微處理器和/或邏輯電路)。
[0182]需要注意，根據(jù)一方面，所獲取的編碼圖案可用于驗證物品，從而增強其可追溯性并檢測偽造物品。還可以標記與物品使用相關(guān)的信息。
[0183]標記根據(jù)本發(fā)明的編碼圖案具有特別高的魯棒性?？梢允褂镁毞直媛?例如，300DPI)標記圖案，以便獲取各自具有小于平方毫米級的大小的圖案,最后以覆蓋例如一平方厘米或多個平方厘米級的表面。很明顯，其它分辨率和大小也是可能的。
[0184]作為非限制實例，此類根據(jù)本發(fā)明的編碼圖案可在平方厘米級的表面上標記。這些圖案可對于用戶而言全部可見或不可見。整個被標記的表面可具有例如類似于數(shù)據(jù)矩陣的大小。在圖案可見的情況下，這些圖案對于用戶而言可具有統(tǒng)一外觀，或者平等地嵌入圖像內(nèi)。
[0185]對被標記表面做出任何改變都不會妨礙檢測所用的基準圖案，也不會妨礙讀取在圖案中編碼的數(shù)字信息。表面例如可能已被鋼筆或鉛筆更改，可能已起皺、折疊、劃損或被撕破。這樣的多種改變可能已經(jīng)組合，而不妨礙讀取圖案中編碼的數(shù)字信息。
[0186]與之相比，施加于傳統(tǒng)的條碼或數(shù)據(jù)矩陣類型標記的這些改變過程可能導(dǎo)致完全無法讀取這些標記中包含的信息。
【權(quán)利要求】
1.用于在表面上編碼數(shù)字信息項的圖案，該圖案包括屬于符號集(ENSl)的多個符號的特定排列(P1、P’ 1)，所述排列中的每個符號旨在編碼所述數(shù)字信息項的一部分，其特征在于每個符號包含以特定方式布置的至少一個差分元素對(El、E2)，每個元素以參數(shù)為特征，每個差分對的第一元素的參數(shù)具有第一值，每個差分對的第二元素的參數(shù)具有不同于所述第一值的第二值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖案，其中所述符號集的所述符號全部不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圖案，其中所述符號集的所述符號全部相同。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的圖案，其中差分對的兩個元素(E1、E2)的參數(shù)值分別大于和小于第一基準值和/或這兩個值之差大于第二基準值。
5.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的圖案，其中所述符號集的每個符號具有至少一個第一表示(Al、B1、Cl、Dl)和一個不同于所述第一表不的第二表不(A2、B2、C2、D2),所述符號的至少一個差分對的所述元素的參數(shù)值在所述第一表示與所述第二表示之間均不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的圖案,其中符號的表不中的差分兀素對中的所述第一兀素和所述第二元素的位置與同一符號的另一表示中的同一差分對中的所述第一元素和所述第二元素的位置相反。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項的圖案，其中差分對的所述兩個元素的參數(shù)值之差大于閾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項的圖案，其中差分元素對的所述兩個元素的參數(shù)值分別大于和小于鄰近所述差分對的差分對內(nèi)所述參數(shù)的平均值。
9.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的圖案，其中所述元素從包括點、印記和浮雕的組中選擇，并且所述參數(shù)位于由色度分量、深度、高度、電磁吸收、磁性質(zhì)、形狀、所用的油墨量、導(dǎo)電性、發(fā)光性形成的組中。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任一項的圖案，其中所述符號的所述數(shù)字信息的所述部分是所述符號的表示所定義的二進制值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的圖案，其中所述圖案的所述符號定義與通過所述圖案編碼的所述數(shù)字信息對應(yīng)的二進制值。
12.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的圖案，其中所述圖案被置于包括像素的圖像(IMGM)內(nèi)的表面上，所述元素是所述圖像的修正像素并且所述參數(shù)是至少一個色度像素分量(VIJ)。
13.安全物品或裝置(SUP)，包括至少一個根據(jù)上述任一權(quán)利要求的圖案。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的物品或安全裝置，包括多個相同和/或不同的圖案。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的物品或安全裝置，其中所述物品或安全裝置(SUP)從標簽、包裝、墨盒、容納食品、營養(yǎng)產(chǎn)品、藥用物品或飲品的容器、銀行水單、信用卡、戳記、印花稅票、篡改指示器、安全文件、護照、身份證、駕駛證、門禁卡、通行證、入場券、優(yōu)惠券、印刷版、反射膜、鋁箔和商品中選擇。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項的物品或安全裝置(SUP)，包括至少一個在圖像或標志、或從由一維、二維或三維的條形碼、散點圖、線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)矩陣形成的組中選擇的另一數(shù)字信息項的編碼表示之內(nèi)標記的圖案。
17.用于在表面上標記編碼數(shù)字信息項的圖案的方法，其特征在于包括以下步驟: -定義屬于符號集(ENSl)的多個符號的特定排列，所述排列中的每個符號旨在編碼數(shù)字信息的一部分，每個符號包含以特定方式布置的至少一個差分兀素對，每個兀素以參數(shù)為特征，第一元素的參數(shù)具有第一值，第二元素的參數(shù)具有不同于所述第一值的第二值， -借助多個符號的所述特定排列創(chuàng)建用于編碼所述數(shù)字信息項的圖案， -提供表面， -在所述表面上標記多個元素(E1、E2)，所述元素分別以所述參數(shù)為特征， 用于標記所述多個元素的步驟通過某些被標記的元素形成數(shù)字信息項編碼圖案的方式而被執(zhí)行。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述符號集的所述符號全部不同。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述符號集的所述符號全部相同。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中任一項的方法，其中差分對的兩個元素的參數(shù)值分別大于和小于第一基準值和/或這兩個值之差大于第二基準值。
21.根據(jù)權(quán)利要求17至20中任一項的方法，其中對于所述符號集的每個符號，定義至少一個第一表不(A1、B1、C1、D1)和一個不同于所述第一表不的第二表不(A2、B2、C2、D2),所述符號的至少一個差分對的所述元素的參數(shù)值在所述第一表示與所述第二表示之間均不同。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中符號的表示中的差分元素對中的所述第一元素和所述第二元素的位置與同一符號的另一表示中的同一差分對中的所述第一元素和所述第二元素的位置相反。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項的方法，其中差分對的所述兩個元素的參數(shù)值之差大于閾值。
24.根據(jù)權(quán)利要求20至23中任一項的方法，其中差分元素對的所述兩個元素的參數(shù)值分別大于和小于鄰近所述差分對的差分對內(nèi)所述參數(shù)的平均值。
25.根據(jù)權(quán)利要求17至24中任一項的方法，其中所述元素的標記包括印刷或蝕刻或沉積或壓印或施加激光束，并且所述參數(shù)包括在由色度分量、深度、高度、電磁吸收、磁參數(shù)、形狀、所用的油墨量、導(dǎo)電性、發(fā)光性形成的組中。
26.根據(jù)權(quán)利要求17至25中任一項的方法，其中所述符號的所述數(shù)字信息項的所述部分被定義為所述符號表示所定義的二進制值。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中所述圖案的所述符號定義與通過所述圖案編碼的所述數(shù)字信息項對應(yīng)的二進制值。
28.根據(jù)權(quán)利要求17至27中任一項的方法，其中所述圖案在包括像素的圖像(IMGM)內(nèi)標記，所述元素是所述圖像的像素并且所述參數(shù)是至少一個色度像素分量。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，還包括:在所述表面上標記所述元素的步驟之前，創(chuàng)建所述圖案的所述符號的所述差分對，該創(chuàng)建包括測量圖像的旨在形成符號的差分對的兩個像素的至少一個色度分量(VIJ)，計算所述兩個像素的測量差值，如果所述差值小于閾值，則修改所述兩個像素的所述至少一個色度分量(VIJ)的值。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中修改所述兩個像素的所述至少一個色度分量(VIJ)的值包括在所述差分對的第一像素的所述值上增加附加值以及在所述差分對的第二像素的所述值上減少所述附加值。
31.根據(jù)權(quán)利要求17至30中任一項的方法，其中所述元素在安全物品或安全裝置(SUP)的表面上標記。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中多個相同和/或不同的圖案在所述物品或安全裝置(SUP)上標記。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32的方法，其中所述物品或安全裝置(SUP)從標簽、包裝、墨盒、容納食品、營養(yǎng)產(chǎn)品、藥用物品或飲品的容器、銀行水單、信用卡、戳記、印花稅票、篡改指示器、安全文件、護照、身份證、駕駛證、門禁卡、通行證、入場券、優(yōu)惠券、印刷版、反射膜、招猜和商品中選擇。
34.根據(jù)權(quán)利要求27至29中任一項的方法，其中在所述物品或安全裝置(SUP)上標記至少一個位于圖像或標志、或從由一維、二維或三維的條形碼、散點圖、線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)矩陣形成的組中選擇的另一數(shù)字信息項的編碼表示之內(nèi)的圖案。
35.用于讀取在表面上標記的圖案中編碼的數(shù)字信息項的方法，所述表面包括被標記的元素，每個元素以參數(shù)為特征，所述方法的特征在于包括以下步驟: -存儲屬于符號集(ENSl)的多個符號的特定排列(P1、P’ 1)，所述排列中的每個符號旨在編碼所述數(shù)字信息的一部分，每個符號包含以特定方式布置的至少一個差分元素對，每個差分對的第一元素的參數(shù)具有第一值，每個差分對的第二元素的參數(shù)具有不同于所述第一值的第二值。 -捕捉包含至少一部分所述圖案的所述表面區(qū)域的元素圖像， -借助所存儲的排列識別形成所述圖案的所述元素， -借助所存儲的排列識別所述圖案的所述符號。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中所述符號集的所述符號全部不同。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中所述符號集的所述符號全部相同。
38.根據(jù)權(quán)利要求35至37中任一項的方法，其中計算所識別的符號數(shù)并且將計算結(jié)果與概率閾值進行比較。
39.根據(jù)權(quán)利要求35至38中任一項的方法，其中所述符號的識別還包括將差分對的兩個被標記元素的參數(shù)值與第一基準值進行比較和/或?qū)⑦@兩個值之差與基準值進行比較。
40.根據(jù)權(quán)利要求35至39中任一項的方法，其中所存儲的排列的每個符號具有至少一個第一表不(A1、B1、C1、D1)和一個不同于所述第一表不的第二表不(A2、B2、C2、D2),所述元素的參數(shù)值在所述第一表示與所述第二表示之間均不同。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中符號的表示中的差分元素對中的所述第一元素和所述第二元素的位置與同一符號的另一表示中的同一差分對中的所述第一元素和所述第二元素的位置相反。
42.根據(jù)權(quán)利要求39至41中任一項的方法，其中所述符號的識別還包括與差分對的兩個元素的參數(shù)值之差的閾值進行比較。
43.根據(jù)權(quán)利要求39至42中任一項的方法，其中所述符號的識別還包括測量鄰近差分元素對的差分對內(nèi)所述參數(shù)的平均值，并將該平均值與所述差分對的每個元素的參數(shù)值進行比較。
44.根據(jù)權(quán)利要求35 至43中任一項的方法，其中所述參數(shù)包括在由色度分量、深度、高度、電磁吸收、磁性質(zhì)、形狀、所用的油墨量、導(dǎo)電性、發(fā)光性形成的組中，并且所捕捉的圖像包括所述區(qū)域上的該參數(shù)值的表示。
45.根據(jù)權(quán)利要求40至44中任一項的方法，其中所述符號的所述數(shù)字信息項的所述部分是所述符號表示所定義的二進制值。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中所述圖案的所述符號定義與通過所述圖案編碼的所述數(shù)字信息項對應(yīng)的二進制值。
47.根據(jù)權(quán)利要求35至46中任一項的方法，其中所述圖案在包括像素的圖像中標記，所述元素是所述圖像的像素并且所述參數(shù)是至少一個色度像素分量。
48.根據(jù)權(quán)利要求35至47中任一項的方法，其中所述被標記的表面是物品或安全裝置(SUP)的表面。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中多個相同和/或不同的圖案在所述物品或安全裝置(SUP)上標記。
50.根據(jù)權(quán)利要求48或49的方法，其中所述物品或安全裝置(SUP)包括在由標簽、包裝、墨盒、容納食品、營養(yǎng)產(chǎn)品、藥用物品或飲品的容器、銀行水單、信用卡、戳記、印花稅票、篡改指示器、安全文件、護照、身份證、駕駛證、門禁卡、通行證、入場券、優(yōu)惠券、印刷版、反射膜、鋁箔和商品形成的組中。
51.根據(jù)權(quán)利要求48至50中任一項的方法，其中至少一個圖案在所述物品或安全裝置(SUP)上，圖像或標志、或從由一維、二維或三維的條形碼、散點圖、線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)矩陣形成的組中選擇的另一數(shù)字信息項的編碼表示之內(nèi)標記。
52.適合于實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求17至34的方法的標記系統(tǒng)，該標記系統(tǒng)包括適合于定義所述特定排列和所述編碼圖案的處理裝置、以及用于在表面上標記以所述參數(shù)為特征的元素的裝置。
53.適合于實 現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求35至51的方法的讀取系統(tǒng)，該讀取系統(tǒng)包括用于存儲所述特定排列的裝置、具有其大小至少等于被標記圖案大小的讀取窗口的讀取裝置、元素識別裝置、符號識別裝置。
54.使用根據(jù)權(quán)利要求1至12的圖案驗證物品或安全裝置(SUP)。
【文檔編號】G06K19/06GK103946869SQ201180074868
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月15日
【發(fā)明者】E·德庫, D·威斯汀納 申請人:錫克拜控股有限公司