CN1207818A - 数字防伪软件方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用计算机系统中的软件程序通常以打印形式实现的数字化地产生防伪加扰或编码的标记图像的方法和装置。该方法和系统能够将源图像与潜像组合,以便仅当通过专用解码透镜观看时才能看到加扰的潜像。该数字处理允许根据不同参数对不同潜像编码。因此,可相互以各种角度把潜像编码成单组成色原始可见图像。

Description

数字防伪软件方法和装置
本发明涉及用计算机系统中的软件程序通常以打印形式实现的用于产生防伪加扰或编码的标记图像的方法和装置。该方法和系统能够将源图像与潜像组合，以便只有在通过专用解码器透镜观看时才能看见潜像。
为了防止未经允许复制或变更文件，通常为诸如票券、支票、货币之类的纸张材料设置的特殊标记或背景图案。该标记或背景图案通常是利用诸如胶版印刷、平版印刷、凸版印刷之类的某种印刷工艺或其它类似机械系统，通过各种照相法，通过静电印刷，和许多其它方法排版在纸张材料上的。可以用普通油墨，由可以是磁性的、荧光的、或类似的专用油墨，由可以烘干的粉末，由如银盐或偶氮染料之类的光敏材料产生图案或标记。排列在纸张材料上的这些图案中的大多数依赖于复杂程度和分辨率来避免易于复制。因此，对纸张材料来说，它们加大了成本的增长，在许多情况下不能完全有效地提供所希望的防止未经允许的复制或变更。
已经建议了许多种防伪策略的方法，包括莫尔感应线结构、尺寸可变点图案、潜像、透视、条码、和基于全息图的衍射。然而，这些方法中没有一种采用真正的加扰图像或由此获得的增强的安全效果。
本发明的同一发明人早期公开了一种通过产生视差全景图像，对印刷品上的标记编码和解码的新系统。将1976年2月10日发表的美国专利No.3,937,565的这些原理和实施例引入本文作为参考。最好使用双凸线屏(lenticular line screen)(即一个双凸屏)用已知空间透镜密度(spaticallens density)(例如每英寸69线)用照相法产生标记。可使用专用自动立体照相机产生象本发明人的1970年8月18日发表的美国专利No.3,524,395和1973年11月6日发表的美国专利No.3,769,890中所描述的视差图像。
编码标记图像的摄影、或模拟、产生具有需要专用照相机的缺陷。另外，模拟图像受其通用性的限制，其中一般在由非加扰图像围绕时可看到加扰标记的区域。另外，由于在产生加扰的、摄影图像的过程中不能有效地重复曝光胶片段，用可能不同的加扰参数难以组合几个潜像。
因此，需要一种通过计算机系统和相关软件，有效地数字化模仿摄影过程及其结果的方法和装置。另外，需要一种可把加扰潜像混入源图像、或其单独的彩色分量中，以便用肉眼可看见源图像，而仅当解码时才能看见潜像的系统。还需要把表示不同“相位”的多个潜像混入源图像以增加安全性的能力。
本发明提供一种用于对潜像数字加扰并将其混入源图像的软件方法和装置。可对数字化形式的潜像加扰，以便按用户的选择用各种双凸透镜(lenticular lens)解码，每个透镜具有不同的光学特性，例如每英寸不同的线条密度和/或双凸透镜的不同曲率半径。也可选择不同的加扰程度，其中把潜像分割成较高相重数的线条或单元。为了解码，单元的相重数应是透镜密度的函数。
然后光栅化源图像，或将源图像分割成其数目与构成加扰潜像的线条数相等的一系列线条。通常当印刷硬复制时，由根据在图像的各组成部分中发现的色彩来改变密度的一系列“印刷点”组成。本发明的软件方法和装置采集源图像的光栅化线条并将它们重新组成与加扰潜像的线条相同的普通图案。因此，源图像较深的地方，成比例地形成较粗的加扰线条；源图像较浅的地方，成比例地形成较细的加扰线条。所得到的组合图像在肉眼看来象原始源图像一样。然而，由于在加扰潜像的编码图案中形成合成的光栅化线条，解码器将展现潜藏的潜像。由于这种复杂的加扰线条所需的高印刷分辨率，对用机电装置复制印刷图像的尝试或是其它方面在重现潜藏潜像过程中常常失败。
作为这种数字方式的结果，可加扰几种不同潜像并组合成完整的潜像，然后可将该潜像重新组成光栅化源图像。这是通过将光栅化线条分割成适当数量的图像(或相位)并交错每个光栅线条单元中的已调相图像实现的。可以以任何角度定向每个单独的潜像并加扰成不同度数，只要每个图像的加扰是已知解码器频率的函数倍数。作为替换，可将灰度级源图像分成基本组成印刷色(例如青色、品红、黄、和黑或CMYK；红、绿、蓝，或RGB)。对于具体应用也可采用单色位映像格式。然后可将加扰潜像，或多相图像分别变换成每种组成色。在重新结合这些颜色以形成最终的源图像时，解码器将展现不同色段中隐藏的不同潜像。
本发明还允许在潜像的每个单元已被分割或加扰成其单元线条部分后任意翻转潜像的每个单元。正如本发明人已经发现的，当把每个单元绕其轴翻转一百八十(180)度时，该特有步骤产生相对更清晰的解码图像。通过一个物品的固有翻转，当在透镜焦点之后观看时，达到了与美国专利No.3,937,565的方法及其所引用的立体照相机相同的效果。然后把翻转的单元线条重新组成光栅化源图像。虽然增强了潜像的清晰度，或者甚至可以看见，单元的翻转对最终编码源图像的显现无害。此外，通过组合构成一个图像的两个图像，即在一个地方翻转单元而在另一个地方不翻转单元，在解码时将出现两个图像空间分离的状况。
根据需要，源图像可简单地由单色调或纹理背景组成，当通过适当的解码器观看时会包含隐藏的潜像。这种单色、套色区经常在支票、货币、票据等中发现。
其它有效应用可包括在由个人照片构成的源图像中的个人签名的潜藏编码。这种技术使其实际上不可能通过用假画面代替现有画面的普通技术生产伪造ID或驾驶执照。也可把除个人签名外的其它重要信息(例如，身高、体重、身份证号码等)也包括在编码成源图像的潜像中。
也可包括其它有效应用如下，例如，信用卡、护照、光识别卡、货币、特种场合的票证、股票和证券单据、银行和旅行支票、防伪标签(例如，服装设计者的品牌服装、药物、酒、录像带、音频CD、化妆品、机器部件、和药品)、税票和邮票、出生证、车辆修理卡、土地契约所有权凭证、和签证。
因此，本发明的一个目的是提供一种用计算机系统中的软件程序通常以打印形式实现的用于产生加扰或编码的标记图像的防伪方法和装置。然后利用与编码处理参数的软件匹配的专用透镜可解码和观看该编码图像。
本发明另一个目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中把源图像光栅化，并将潜像分解成对应的单元线条，并根据加扰图像的编码图案重新形成光栅化源图像。
本发明再一个目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中源图像被转换成灰度级图像，用于混入隐藏的加扰图像。
本发明再一个目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中将灰度级源图像进一步分解成其组成色成分，以便能够将隐藏的加扰图像混入每种组成色成分中，重新结合这些成分以形成最终的编码源图像。
本发明一个相关目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中可以根据需要或按使用者的选择把加扰图像的单元线条绕其轴转动或翻转。
本发明再一个目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中“单相”加扰图像包括已按使用者选择的解码器密度和加扰因数的函数关系分片和加扰的第一潜像。
本发明再一个目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中按使用者选择的解码器密度的函数关系分片“双相”加扰图像，每一片等分成两个子片，并且用由使用者选择的加扰因数加扰的每个潜像在子片中交替地交错第一和第二潜像。
本发明再一个目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中按使用者选择的解码器密度的函数关系分片“三相”加扰图像，把每一片分成三个子片，并且用由使用者选择的加扰因数加扰的每个潜像在子片中交替地交错第一、第二、和第三潜像。
本发明再一个目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中与双相SI相似，但用一个源文件产生“标记色调”，并且输入图像的每个第二子片是第一子片的互补部分。
本发明再一个目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中源图像包括有加扰图像混入其中的单色或套色图案，但仅在潜藏潜像中出现字母或目标的地方翻转单元线条。
本发明再一个目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中将潜像直接编码成在源图像上确实可见的图形，从而产生“隐藏图像”的效果。
本发明再一个目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中使用位映像源图像(而不是灰度级图像)在单色源图像或源图像截面后面产生隐藏图像。
本发明再一个相关目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中通过向图像和其背景施加不同加扰参数而产生多层的、3维浮雕花纹效果。
本发明再一个相关目的是提供一种用计算机系统中的软件程序实现的防伪方法和装置，其中如果尝试对它们进行照相复制，可能产生“空白色”截面和贯穿整个文件会出现文字“空白”或类似的其它文字。
本发明再一个可能的目的是用软件程序和计算机系统在纸制品上产生“水印”的等同物。
本发明再一个可能的目的是用软件程序和计算机系统通过线条衍射技术产生或帮助产生全息图像。
本发明的其它目的和优点从下面结合作为本发明的说明和实例、特定实施例给出的附图所做的描述将变得显而易见。附图构成本说明书一部分并包括本发明的典型实施例和说明其各种目的和特性。
图1示出“单相”加扰标记(SI)处理的实例，其中按照使用者选择的解码透镜的频率和加扰因数(或图像缩放因数，或基码)的函数关系把输出图像分片成单元。
图2(a)示出经加扰的“P”(上图)和将其放大400％所得到的单元(下图)，其中这些单元绕其垂直轴翻转180度。
图2(b)示出图2(a)的经加扰“P”(上图)和将其被放大400％所得到的单元(下图)，其中这些单元未被翻转或变换。
图3示出“双相”SI分片输出图像的实例，其中片的宽度是单相实例的一半，其中每个奇数片来自一个“源一”文件，而每个偶数片来自一个“源二”文件。
图4示出“三相”SI分片输出图像的实例，其中片的宽度是单相实例的三分之一，每隔两片来自同一个源输入文件。
图5示出单、双，和三相加扰和编码结果的比较。
图6示出作为从10至100增加透镜频率(或每英寸线条密度)的函数关系的一系列加扰图像对比。
图7示出对于给定透镜频率，作为从30至250范围增加图像缩放因数(或基码)的函数关系的一系列加扰图像对比。
图8示出双相加扰图像的一系列对比，其中第一潜像和第二潜像相互相对转动10到90度范围。
图9示出关于把作为隐藏图像的两个分离加扰标记图案编码成从原始源图像提取的两种不同基色的步骤。
图10示出与图9所示过程相关步骤的流程图。
图11示出运行S.I.软件和进行SI处理的硬件结构实例。
图12示出加扰标记软件(SIS)的介绍屏幕。
图13示出一个单相型SI选择的普通屏幕上出现的选项系列。
图14(a)示出点击文件菜单选项得到的选择。
图14(b)示出当从文件菜单选项选择装载或保存时得到的屏幕。
图15示出并详述了单相SI选择的普通屏幕的进一步选项。
图15(a)示出从图15所示屏幕选择的浏览选项屏幕。
图16示出双相型SI选择的普通屏幕。
图17示出三相型SI选择的普通屏幕。
图18示出标记色调型SI选择的普通屏幕。
图18(a)示出“标记色调”分片输出图像的实例，其中片的宽度是单相实例的一半，每隔一个子片是前一个子片输入的互补。
图19示出隐藏图像型SI选择的普通屏幕。
图20示出多层型SI选择的普通屏幕。
图21示出S.I.光栅型选择的普通屏幕。
图22示出带有表示整个图案一部分放大图的圆环的光栅技术实例。
虽然已利用带有特定方案的一个具体实施例描述了本发明，很显然，本领域技术人员在不脱离本发明精神的情况下可做出各种改进、重新构成和替换。本发明的范围由所附权利要求定义。
加扰标记(SI)处理包括根据双凸解码器透镜的频率(或密度)使源或可见图像光栅化、或分割成线条。线条数量也是施加到潜藏或第二图像的加扰因数、或图像缩放因数的函数。潜像被处理和加扰之后，存在一组加扰线条，然后该加扰线条可组合到可见图像的光栅化线条中。于是，根据加扰潜像线条的图案来重新组成、或重新光栅化可见图像。可见图像较深的地方，加扰线条在重新组成可见图像光栅化线条的过程中被成正比地加粗；同样，可见图像较浅的地方，加扰线条被成正比地变细。因此，生成新的可见图像，但已被编码，通过透明解码器透镜观看时，可在下面看见潜藏的SI图案。
现在参考图1，示出该处理的特定实例的细节。在该实例中，将一个潜像处理成可见源图像，该处理通常被称为“单相”SI操作。在任何SI操作中，输出图像是解码器透镜密度的函数。示出输出图像2，将该图像分片成宽度为h(参见4)的单元片、或段。每片的宽度h是诸如密度和基码之类几个因素的函数。
对于透镜密度，发明人已通过各种频率(或每英寸的线条密度)为透镜指定了参考名，包括例如下列线条密度：D-7X为177线/英寸；D-7为152.5线/英寸；D-7X为134线/英寸；D-9为69线/英寸(参见6)。执行该处理的软件还提供一个对有效线条密度加倍的“x2”(或双倍因数df)选项，因此输出图像被分割成这些片的两倍。由于线条数量是透镜频率的偶数倍，仍可由所选透镜对得到的SI图像解码。
按输入片宽度i(参见8)的函数来处理宽度为h的输出图像片。同样，宽度i是使用者选择的宽度h、透镜密度和基码因数(或加扰因数)的函数。这些公式如下：
df＝2(如果选择“x2”)；1(缺省值)
o＝h*密度/100(参见10)
i＝o*基码(B)(参见8)重新整理这些公式，h值变为：因此，随着基码和/或密度值的增加，宽度h将减小。基码或加扰因数越大，产生的线条越多，并导致更大变形或加扰图像。
另外，SI处理允许翻转输入片的选项12以影响图像清晰度。现在参考图2(a)，示出根据S.I.处理加扰的字母“P”30。放大400％的图像34进一步示出特征单元38。在该例子中，单元已绕其垂直轴分别逐一翻转180度。图2(b)示出同一个实例的“P”32，和单元未翻转的放大的变形体36。当通过适当解码器透镜观看这些特定S.I.参数时，翻转的“P”看起来比未翻转的“P”更清晰，或用肉眼看起来更清楚。对于任何加扰图像，该软件为使用者提供翻转或不翻转单元的选项，如下面进一步详细描述的。
现在参考图3，示出“双相”SI处理，该方法与单相SI的类似。然而，这种情况下，宽度为h的每个片再分成第一和第二子片。由软件程序把第一和第二加扰图像的单元线条存储在“源单”和“源双”文件中。在所得到的输出图像中，奇数片14由来自源单文件的单元线条组成，偶数片16由来自源双文件的单元线条组成。解码时，第一和第二加扰图像可单独辨别地显现出来。
现在参考图4，示出“三相”SI处理，与单和双相SI处理类似。这种情况下，宽度h被分成三部分。第一、第二和第三加扰图像被存储在三个计算机源文件中。在所得到的输出图像中，每隔两个片18、20和22来自同一个相应的第一、第二、或第三源文件。再次解码时，第一、第二、和第三加扰图像可单独辨别地显现出来。
参考图5，该图示出单、双、和三相加扰结果针对给定透镜密度和基码的对比。图6示出加扰结果针对给定的基码和在每英寸从10至100的范围变化的一组透镜密度的对比。随着透镜密度的增加，每条单元线条的相对宽度减小并使加扰图像更难辨别。在图7中，透镜密度固定，而图像缩放因数，或基码在30-250范围内从头到尾的一系列值增加。同样，按照上面的公式，随着基码增加，每条单元线条的相对宽度减小并使加扰图像更难辨别。如图所示，图像缩放因数为30的加扰图像的分辨率比图像缩放因数为250的分辨率高得多。
多相的另一个好处或特点是可在不同角度定向每个潜像以增加安全性。现在参考图8，示出一系列双相图像，其中第一潜像保持固定，而第二潜像在10-90度范围内从头到尾的一系列角度相对于第一图像转动。
现在参考图9，示出通过S.I.处理的软件版本提供的易变性的一个实例。在该实例中，利用S.I.处理把相互取向90度的两个不同潜像混合到可见源图像的两种不同基色中来生产一枚邮票。把由其原始RGB色构成的可见源图像扫描到诸如ADOBE PHOTOSHOP之类的程序中作为数字高分辨率图像。然后，以另一种通常采用的颜色格式CMYK将该图像分解成其组成色“板”，其中示出青色42、品红44、黄46、和黑48的组成图像。S.I.软件的易变性允许用可见图像的任何一种组成色轻易组成潜藏的S.I.图像。这种情况下，对带有重复符号USPS的潜藏不可见图像50加扰并与青色色板42合并。如上所述得到的青色色板52在肉眼看来是在光栅化图案中呈现原始可见图像，但隐藏的不可见图像被编码到光栅化图像中。带有重复商标SCRAMBLED INDICIA(或该发明人)的第二隐藏不可见图像合并到品红色板44中，生成经编码的品红图像56。然后用原始的黄和黑板与经编码的青色和品红板重新组合成最终的可见图像(与40相同)。
现在参考图10，示出由图10中的S.I.软件执行的步骤的实例流程图。首先把源图像数字化(方框41)，然后分解成其组成色CMYB色(方框43)。利用实施的任何一种S.I.程序对每个色板单独进行处理(方框45、47、49和51)。这种情况下，执行隐藏图像技术(或在单色中光栅化)。光栅化目标色板(方框53、55)，并对第一潜像(方框57)和第二潜像(方框59)进行S.I.加扰处理。然后把第一加扰图像与光栅化的青色色板合并(方框61)，第二加扰图像与光栅化的品红色板合并(方框63)。通过把经编码的青色和品红色板与未变换的黄和黑色板重新组合生成最后的输出图像(方框65)。在该实例中，仅对青色和品红色编码。其它实例可选择对一种颜色、三种颜色、或所有颜色编码。
虽然可在任何计算机系统上实施该过程，优选实施例使用如图11所示的配置。按“tif”格式存储的各种文件60被送到运行S.I.软件的SILICON GRAPHICS INC.(SGI)工作站62。虽然该软件可在能够处理高分辨率图形的任何计算机上运行，但SGI机因其出色的速度和图形处理能力而被采用。由S.I.软件打开该文件并由程序使用者64设定加扰标记类型、值和参数。由S.I.软件执行编码算法，将潜像与可见图像合并以生成新的加扰“tif”文件66。然后将新“tif”文件送到MACINTOSH计算机68以实施最后的设计程序，在此将文件转换成EncapsulatePostScript(EPS)文件格式70。然后把所完成的设计送到能以保持和展现解码时隐藏的潜像所需分辨率打印最终图像，而选择的输出设备70。优选SCITEX DOLVE制造的输出设备。
现在参考图12，示出S.I.软件整个操作的流程图。进入程序时(方框80)，产生(方框82)或从缺省文件84读取(方框86)一组界面设定。然后向使用者提供一系列输入屏幕，用于选择将要执行的S.I.处理的类型，以及用于执行该操作的相关参数。一个选项可以把已选择的设定保存(方框90)到使用者选择的文件(方框92)中。一个相关选项会把已保存的设定装载(方框94)到使用者选择的文件(方框96)中。
如上所述。使用者可选择执行单、双、或三相S.I.处理。因此，使用者将指示执行S.I.处理的适当源文件并指示应进行单、双、或三相计算(如方框98、100、和102所示)。可选择用于计算的其它S.I.操作包括“色调”法(方框104)、“隐藏”法(方框106)、“多层”法(方框108)、和“光栅”法(方框110)。另外，使用者可选择退出该程序(方框112)，或重新进入选择的处理(方框114)。
在选择处理的进行过程中，该程序检查使用者选择的各种输入设定(方框166-128)。该程序检测与每个选择有关的差错(方框117-129)，并以适当方式显示适当的差错信息(方框131)。根据所选择的输入设定进行各种操作，例如，用单相法加扰(方框130)并将单相结果保存到一个输出文件(方框132)；用双相法加扰(方框134)并将双相结果保存到一个输出文件(方框136)；用三相法加扰(方框138)并将三相结果保存到一个输出文件(方框140)；用色调法加扰(方框142)并将色调法结果保存到一个输出文件(方框144)；用隐藏法加扰(方框146)并将隐藏结果保存到一个输出文件(方框148)；用多层法加扰(方框150)并将多层结果保存到一个输出文件(方框152)；或用光栅法加扰(方框154)并将光栅化结果保存到一个输出文件(方框156)。然后通过一个结果观看窗(方框162)可显示和观看(如果希望)这些方法中任何一种结果(方框160)。如果选择的话(方框164)，也可用一个声音指示器指示软件的进程(方框166)。
S.I.软件采用便于选择将执行何种S.I.处理和在何种参数条件下进行处理的各种用户界面屏幕。图13示出进入SIS程序时的介绍屏幕，该屏幕向用户显示与该程序相关的所有权。SIS的用户界面基于“X视窗”环境。它与大多数GUI(图形用户界面)相似。当用户把鼠标指针移到一个选择的字段并按下鼠标键时，用户将得到一个下拉或上弹窗口。该窗口将允许用户做出更多选择。
图14示出与进行SI操作相关的基本用户界面屏幕。当用户在文件菜单选项上点击时，会出现图14(a)中的选择(例如，关于SIS、装载设定、保存设定、声音、和放弃)。当用户从文件菜单选择装载或保存时，会出现图14(b)中的屏幕。用户可拖拽滑动条200或点击箭头键201以从头到尾移动可提供的文件表。此外，用户可使用目录条钮202在所示的目录分级中向后移动。“筛选”钮203带出另一个窗口204，允许用户规定观看何种类型的文件；例如，“通配”指示符“*”可以与“*.GIF”一起使用，以给出所有“tif”文件，从所列文件中进行可能的选择。一旦发现所希望的文件，“OK”钮205接受并装载/保存文件。或者按取消钮206结束当前的操作。此外，如果用户启动声音设定，SIS程序将提供语音提示信号，以使用户了解正在进行什么；否则，SIS程序将在操作期间保持沉默。用户通过选择放弃、或执行Alt-Q敲击，在任何时候放弃SIS软件。
再次参考图14，“解码器”框170示出所选择的解码器类型(例如D-7X)。“类型”框示出所选择的加扰类型176(例如单相S.I.、双相S.I.、隐藏图像S.I.等)。“密度”滑动条172允许用户控制编码处理期间所生成的图像线条的粗细程度。该特性将影响被编码对象的“正”(发黑)和“负”(发白)间隔。可根据你正在对什么进行编码和最终打印目的是什么来调节该值。“基码”滑动条174允许用户控制编码阶段期间所应用的加扰量，如上所述。“翻转”框允许用户使每个单独的加扰单元绕其垂直轴转过180度。当原始项即使在加扰后也很容易被看到时，该选项帮助隐藏该原始项。换句话说，有时当加扰一个单个的文字或几个符号时，尽管应用加扰处理，仍然可分辨这些字母。通过翻转这些单元，经常可实现更深的加扰，这种加扰仍可通过同一透镜解码。同样，如前所述，翻转这些单元经常产生更清晰的解码字符。
图15示出带有用户界面框进一步说明的同一个基本用户界面屏幕。“源文件”框178允许用户直接进入应用程序对其加扰的文件名。“目标文件”框180允许用户直接进入完成输出的文件名。源文件和目标文件框二者都有一个“浏览”钮182，该“浏览”钮拉出另一个框184(图15(a))，用于选择可能的源和目标文件。在浏览框中，用户可使用箭头、或滑动条从头到尾滚动文件目录并定位和选择一个特定文件。“筛选”框185允许用户选择特定文件名并由程序对其搜索。“分辨率”框186指示最后输出图像的分辨率。该数值应与目标打印设备的分辨率匹配。“预览”选项框188允许用户决定是否在S.I.计算完成时预览加扰的图像。“LZW”选项框190允许用户采用压缩方式保存文件。压缩使文件的整体规模更小并节省磁盘存储空间。“计算”钮192允许用户在准备最后应用S.I.加扰处理时在该条上点击。
图16示出进行双相S.I.操作的类似屏幕。然而，该屏幕提供两个源文件录入框210，潜像在此交错成双相加扰图像。用户可利用双相实例为每个图像选择不同基码。这在用户想使将要看到的两组不同文本产生重叠，而在解码时将其看作分开的字时特别有用。提供一个用于把第一和第二图像链接在一起的“限定”选项框212，由此向每个图像施加相同基码。其余选项与上面描述的那些相同。
图17示出进行三相S.I.操作的类似屏幕。该屏幕提供三个源文件输入框214，其中每个输入图像可应用不同基码，或者可通过启动限定选项216对所有图像应用相同基码。
现在参考图18，示出进行“标记色调”操作的界面屏幕。与隐藏图像S.I.(下文)不同，标记色调尽可能平滑地通过图像，忽略色调变化。可认为该图像为“单色调加扰”。现在参考图18(a)，示出与双相S.I.相似的输出图像(与图2相似)，但仅有一个输入文件。这种情况下，输出图像每隔一个子片222、224刚好是前一个输入子片的互补。互补是指：例如，当输入是黑色时，互补为白色，如果输入是红色，互补为青色等。
图19示出“隐藏图像”S.I.操作的界面屏幕，该屏幕提供了潜像218和可见图像220的输入框。该操作允许用户将两个图像混合在一起，图像之一变为潜像，另一个是可见的。该效果将允许只有通过解码器观看时可以看见潜像。隐藏图像S.I.还允许使用辅助文件补偿图像偏移。除去输出背景是画面而不是白色外，隐藏图像S.I.与双相S.I.(上文描述)和标记色调(下文)相同。第一步是将可见图像复制到输出图像。此后，该方法与标记色调相同，但密度参数控制图像的可见度。另外，隐藏图像技术与S.I.光栅类似(下文)，但用位映像(单色)代替灰度级图像。
图20示出用于多层S.I.操作的用户界面屏幕。该多层S.I.生成包含深度感觉的加扰图像。这种类型的加扰允许用户同时设定最小基码226和最大基码228。这种特殊版本的SIS程序采用两种图像，一种图像被称为纹理结构图像222，另一种被称为深度图像224。编码期间，深度图像单元的色调值将在纹理图像的单元中产生加扰变量。该变量将给出解码图像有深度的错觉，因此称其为多层S.I.
例如，通过在深度图像中定出一个面并应用较少基码，同时翻转单元来增加清晰度，可使这种多层技术模拟3维(“3-D”)照相效果。将背景放置在为提高加扰效果而施加更多基码的纹理图像中，但不翻转单元。通过将这两个加扰图像相互叠加，解码面看起来更清晰并且比周围背景更深。因此，该面会呈现“浮出”的感觉，从而产生3-D效果。
现在参考图21，示出S.I.光栅操作的界面屏幕。该S.I.光栅允许用户将两个图像混合在一起，图像之一变为潜像230，另一个为可见图像232。潜像按照可见图像的灰度级值与可见图像交错。该效果将允许只有通过一个解码器观看时才能看到潜像。另外，潜像可包括使用前述的多相图像的界面屏幕生成的并保存在适当文件中的单、双、或三多相图像。
S.I.光栅技术最有效的应用之一是可见图像为一张照片而潜像为此人的签名。使用SIS程序将可见图像光栅化，然后可对签名图像加扰并与可见光栅图案合并。所得到的编码图像将是一个人的照片的可见图像，而在解码时将出现此人的签名。潜像可包括诸如身高、体重等其它重要统计资料。这种高度安全的编码图像在诸如护照、驾照、照片ID等方面被证明是极为有效的。
上述方法采用了从建议的解码透镜双凸结构得到的线条光栅化技术。也可采用其它光栅化技术，这些技术附带有能对光栅化和加扰图案解码的对应解码器透镜。现在参考图22，示出一系列实例性的光栅化技术，这些技术同样可用来把加扰图像编码成光栅化可见源图像。每种光栅有一个表示光栅放大部分的圆环。这些实例类型包括：双线条厚度调制；线条厚度调制II；压纹线条光栅；凸纹；双凸纹；压纹圆形光栅；交叉光栅；潜藏圆形光栅；椭圆光栅和交叉线光栅；另一种交叉压纹光栅化技术可在垂直平面采用一种透镜密度频率，而在水平面采用另一种频率。然后，用户通过转动透镜检查每个潜像。再一种技术包括沿单个透镜面改变频率和/或折射特性的透镜。因此，可用不同频率对印刷品的不同部分编码，并且为方便起见用一个单透镜解码。毫无疑问，还存在许多其它光栅类型，都容易适合于SIS编码技术。
与所采用的光栅类型无关，可采用SIS程序和所涉及的基本原理进行各种其它安全检测。例如，可对在票或货币上发现的连续编号体系加扰，以进一步保证防复制的安全性。SIS程序可数字化地产生加扰条码。在本发明人的美国专利4,914,700中已描述了一种加扰和解扰条码的方法和装置。
另一种常用安全印刷技术包括采用复杂的打印线条、边框、绳纹和/或难以伪造或电子再现的小徽标(button)。SIS程序可引入沿印刷品上排列特定线条的加扰图案，因此，本发明人称这种技术为加扰微线条(Scrambled Micro Lines)。
在进行S.I.处理后，通过对图像进行青色、品红和黄的3种分色可进一步增强加扰标记的安全性。然后相互调节这些颜色以便在重新组合这些颜色时可在印刷纸张上获得自然的灰度。本发明人称该处理为：“灰度匹配”。因此，在印刷图像显现肉眼看上去的灰度时，呈现彩色解码图像。当采用油墨、纸张、和压印的不同组合时，调节分色以保持自然灰度变为另一个控制因素。保持这些组合对有价值的文件和货币增加了另一个安全等级。
另一种使用SIS程序的可能是产生干扰、或空白色、组合在印刷品上。该技术将在诸如音乐会票之类的物品上隐藏象“空白”或“无效”这样的特定文字。如果对该票进行照相复制，潜藏的文字“空白”将出现在复制品上，因此检票员对其进行无效处理。SIS软件提供一种有效和低成本的选择方案，以生产这种空白色的图案。
SIS程序还适用于生产通常借助渗透油或印刷调墨油掺入到纸中的水印类图案。此外，SIS程序可通过线条衍射法产生全息图。另外，SIS程序证明产生这些结果会更有效和经济。
应该理解，在我说明和描述了本发明特定形式时，并不是将本发明限定于在此描述和给出的特定形式或部分。很明显，本领域技术人员在不脱离本发明范围的情况下可做出各种改变，不应认为本发明局限于附图中给出的和说明书中所描述的内容。

Claims (14)

1.一种用计算机系统中的软件程序实现的数字化地产生混合在印刷品上的防伪加扰、编码标记的方法，所述方法包括下列步骤：
(i)对已分割成单元输入段的输入图像加扰，所述输入段是按使用者规定的透镜密度因数、基码因数、加倍因数和翻转选项的函数关系加扰的，所述加扰操作产生加扰单元输出段；
(ii)按所述产生的加扰单元输出段数量的函数关系光栅化可见源图像；
(iii)将所述光栅化源图像与所述加扰单元输出段合并，以便重新组成所产生的编码输出图像，而在保持加扰输入图像的潜藏图案时显示可见图像；和
(iv)以足够的分辨率打印所述编码输出图像，以便可使用解码装置显露出加扰输入图像。
2.根据权利要求1所述的软件方法，其中在数字化时把所述可见源图像在一组组成色的范围内按色调变化转换成灰度级图像。
3.根据权利要求2所述的软件方法，其中将所述组成色进一步分成单独的色板，由此可对每个色板单独光栅化，并可对不同潜像加扰并混合到每个色板，从而最终输出图像是编码和未编码组成色板重新组合的结果。
4.根据权利要求1所述的软件方法，其中加扰输入图像包括一个已分割成段并按使用者选择的加扰因数的函数关系加扰的单个潜像。
5.根据权利要求1所述的软件和方法，其中加扰输入图像包括两个潜像，每个潜像被分割成单元并按使用者为每个图像选择的加扰因数的函数关系加扰每个潜像，其中所述输出单元段进一步平分成子片，所述第一图像的所述加扰单元交错到每个偶数输出子片中，所述第二图像的所述加扰单元交错到每个奇数输出图像子片中。
6.根据权利要求1所述的软件和方法，其中加扰输入图像包括三个潜像，每个潜像被分割成单元并按使用者为每个图像选择的加扰因数的函数关系加扰每个潜像，其中所述输出单元段进一步三等分成子片，所述第一、第二、和第三图像中每一个的所述加扰单元交错到每隔两个的相应输出图像子片中。
7.根据权利要求1所述的软件和方法，其中加扰输入图像包括多个潜像，每个潜像被分割成单元并按使用者为每个图像选择的加扰因数的函数关系加扰每个潜像，其中所述输出单元段进一步分割成与潜像数量相等的多个子片，每个潜象的所述加扰单元交错到其相应的输出图像子片中。
8.根据权利要求1所述的软件和方法，其中加扰图像包括一个潜像，该潜像被分割成单元并按使用者选择的加扰因数的函数关系加扰该潜像，其中所述输出单元段进一步平分成子片，所述第一图像的所述加扰单元交错到每个奇数输出子片中，所述偶数子片是前一个奇数子片的互补片。
9.根据权利要求1所述的软件和方法，其中可见源图像包括带有混入其中的加扰潜像的色调图案，单元线条绕其垂直轴翻转180度，但仅在潜藏的潜像中存在字母或目标的地方翻转。
10.根据权利要求1所述的软件和方法，其中加扰输入图像直接混合到可见源图像的主要特征中，从而生成一个在解码和观看时显现的、直接隐藏在主要可见特征后面的潜像。
11.根据权利要求1所述的软件方法，其中在数字化时把所述可见源图像转换成一个单色位映像图像。
12.根据权利要求1所述的软件和方法，其中利用由加扰程度比前景目标的第二图像更高的背景图案构成的输入图像产生多层的3维效果，所述整个输入图像被混合到所述可见图像中，解码时，前景目标与背景图案按不同空间显现。
13.一种实施和执行权利要求1的软件方法的装置，包括一个使图像数字化的扫描器，一台能够运行所述加扰标记软件程序的高速计算机，所述计算机还能够处理和显示高分辨率图形，一台对所生成的编码图像最后定稿的第二高分辨率图形计算机，和一台打印所生成的编码图像的高分辨率打印设备。
14.一种用计算机系统中的软件程序实现的数字化地产生混合在印刷品上的防伪加扰、编码标记的方法，所述方法包括下列步骤：
(i)对已分割成单元输入段的输入图像加扰，所述输入段是按使用者规定的透镜密度因数、基码因数、加倍因数和翻转选项的函数关系加扰的，所述加扰操作产生加扰单元输出段；
(ii)把所述加扰输出图像分成组成色并调节每个组成色，以便在重新组合时组成色将产生灰度色调；
(iii)把所述组成色重新组合成灰度级彩色加扰输出图像；和
(iv)以足够的分辨率打印所述编码输出图像，以便可使用解码装置显露出加扰的、彩色输入图像。
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