二維識別圖案、包括此類圖案的物品以及用于標記和識別此類圖案的方法

專利名稱：二維識別圖案、包括此類圖案的物品以及用于標記和識別此類圖案的方法
二維識別圖案、包括此類圖案的物品以及用于標記和識別此類圖案的方法本發明涉及二維識別圖案，特別是用于識別物品的圖案。本發明還涉及包括此類圖案的物品以及在此類物品上標記和識別這些圖案的方法。目前，人們通過刻在物品包裝或該物品本身上的標記或商標來識別該物品。這些鐫刻的內容是可見的，并且允許所有使用者識別該物品。另外，也可以使用其他包含加密信息的可見標識符，使得該標識符的內容不被所有使用者辨認。例如，可能提及條形碼類型的一維標識符或數據矩陣類型的二維標識符這些最廣泛使用的標識符。條形碼使用由不同厚度及空間的條組成的圖案來表示信息。然而，這些圖案都能輕易解密。此外，數據矩陣標識符使用形成一個符號的黑色和白色像素，它們以一個矩形或四邊形的形狀布置在圖案中。此類數據矩陣的圖案由兩個L形的相鄰固體邊框(其組合被稱為“定位圖案”)以及通過黑色和白色像素交替形成的兩個邊框(稱為“參考邊框”)構成。該定位圖案用于對該符號進行定位和定向，而這些參考邊框使得能夠對該符號中的行和列的數目進行計數。此外，該數據矩陣還使用一個檢測區(有時稱為“安靜區”)來檢測該定位圖案。此檢測區用于清楚地將該定位圖案從物品的任何可能會與之混淆的其他元素中隔離。然而，這些(尤其是通過它們的定位圖案及它們的檢測區)使用者可見的標識符必須在該物品上的一個選定的點做出標記，以便不改變其大致外觀的性質。此外，該定位圖案為已知圖案，無論待識別的物品是什么，該定位圖案都相同。此定位圖案不包含任何信息一它僅用于檢測該符號。此外，這些數據矩陣雖然設置了錯誤更正機制，但是由于依賴于其放置在其上的基板它們仍不夠魯棒。這是因為，依據該基板的粗糙度，后者可在該圖案被用于標記該物品時而劣化它。此類圖案的魯棒性還依賴于印刷質量，因為印刷缺陷(例如暈染的油墨或符號的一個像素印刷缺失)可能會嚴重損壞該圖案。因此在某些情況下，一個以量定為16像素X 16像素的數據矩陣形式的圖案可能會因為毀掉的超過六個像素而導致無法辨認。本發明提供了一種改善常規物品識別的魯棒性的二維識別圖案。它還提供了一種對使用者不可見但仍可被合適的檢測系統識別的識別圖案。它還提供了一種包括此類識別圖案的物品以及用于標記和識別該識別圖案的方法。根據本發明的一個方面，提供的是一種二維識別圖案，該圖案包括對屬于一個字母表的符號的表示的布置，該字母表包括多個符號，該字母表的每個符號包括至少三個狀態，包括至少兩個有效狀態及至少一個無效狀態，所述布置中的符號的每個表示與所述符號的一個有效狀態相對應。
因此提供了一個非常魯棒的識別圖案，因為它包括若干個符號并且提供了大量用于組織所定義的參考圖案的可能方法。參考圖案被認為意指符號的布置，而識別圖案被認為意指來自該參考圖案的符號的所有表不中的一個可能表不。此外，該參考圖案的每個符號可能具有若干個可能表示，從而增加一個給定參考圖案的表示的組合數。具體地，具有定義的符號布置的一個參考圖案可能具有與每個符號的可能有效狀態相對應的若干個可能表示。因此，對于事先不知道該字母表用于生成該參考圖案的使用者，也就是說此人不知道這些符號的有效和無效狀態，則該參考圖案無法辨認。即使使用者能夠檢測刻在物品上的狀態，但由于他不知道該字母表，為了恢復該符號字母表而從有效和無效狀態的所有組合的重建中確定這些符號，對于他而言將是非常困難的，或者甚至是幾乎不可能的。無法確定刻在該物品上的符號的事實使得恢復該參考圖案變得不可能。特別是，這些符號的這個或這些無效狀態使得在不知道該字母表的情況下讀取該圖案變得幾乎不可能。特別是，如果該參考圖案包括不同的符號，組合的數量增加并且使得其辨認更加困難。此外，該識別圖案在隨后識別它時不要求使用一個特別的定位器。與一個數據矩陣形式的圖案相比，根據本發明的識別圖案不需要用于定位該參考圖案的特定檢測區。根據一個實施例，每個有效狀態包括至少兩個元素，這些元素具有一個第一可能表示以及不同于該第一表示的一個第二可能表示。根據一個有利的實施例，這些字母表符號的每個狀態包括一組元素，所述元素組的每一組包括至少兩個元素。每個元素包括來自一套表示中的一個可能表示，該一套表示包括一個第一表不以及不同于該第一表不的一個第二表不。此外，每個符號包括一個第一有效狀態以及一個第二有效狀態，該第一有效狀態包括由根據該第一表不被表不的至少一個兀素以及根據該第二表不被表不的至少一個兀素組成的一個第一組，該第二有效狀態包括由根據該第二表示被表示的至少一個元素以及根據該第一表示被表示的至少一個元素組成的一個第二組。因此，本發明提供了一種識別圖案，其符號具有兩個互補的有效狀態，因為一個有效狀態的一組的第一元素不同于與另一個有效狀態相對應的那一組的第一元素。同樣，一組的第二元素不同于另一組的第二元素，每個組與一個有效狀態相對應。因此提供了具有不同布置的表示的有效狀態。例如，當同一著墨區被用于在該物品上表示這些互補有效狀態時，該識別圖案在宏觀尺度上變得均勻，使之更難以檢測。這是因為，如果例如每個元素均由定義區域的一個墨點或墨潰產生，這些有效狀態都具有相同數量的墨點或墨潰的事實使得獲取該相同著墨區成為可能、因此以及所有有效狀態的該相同表面油墨密度、因此還有在它們的有效狀態中的一個或其他狀態中由不同符號的布置形成的識別圖案。根據另一個實施例，每一個所述元素組包括超過兩個元素。每個符號包括一個第一有效狀態，該第一有效狀態包括由根據一個第一表不被表不的若干個兀素以及根據一個第二表示被表示的若干個元素組成的一個第一組。每個符號還包括一個第二有效狀態，該第二有效狀態包括由根據該第二表不被表不的若干個兀素以及根據該第一表不被表不的若干個元素組成的一個第二組。例如，每個組中可能存在四個元素，此數目不受限制。因此，本發明提供了一種包括復雜符號的識別圖案。這增加了隨后嘗試未授權識別時辨認該參考圖案的難度。前面提到的元素組可以優選包括相同數目的元素，從而改善該識別圖案的均勻性，以便使得當所述元素由定義區域的墨點或墨潰形成時更難檢測。根據一個優選實施例，所述識別圖案的至少一個符號的至少一個有效狀態代表一個數字信息項。因此，可以使用該識別圖案的符號的有效狀態對數字信息項進行加密。因此，本發明提供了一種非常魯棒的加密方式，因為首先辨認該識別圖案并且其次在訪問它包含的信息之前識別其內容是必需的。該參考圖案的每個符號的有效狀態可以分別代表一個數字信息項的二進制值。因此，該參考圖案特別適合對二進制信息進行加密。根據本發明的另一個方面提供有一個物品，該物品包括至少一個以上定義的識別圖案。此物品可以是用于該識別圖案的任何類型的介質，例如罐、箔(如鋁箔)、可能包含例如可食用物質(如咖啡或輸液)的膠囊或盒子、瓶塞、紙幣、護照、安全文件、標簽、卡、券、藥丸、手表、或任何具有金屬或陶瓷表面的介質、包裹、半導體、計算機外圍設備(鼠標、鍵盤
坐、坐寸7寸o根據一個實施例，至少一個識別圖案出現在該物品上，例如在所述物品的一層上。該物品可包括若干個識別圖案，該若干個識別圖案與該相同參考圖案的一個或多個表示相對應。通過重復該識別圖案，它的后續識別變得更為魯棒。此重復防止檢測該參考圖案時的任何劣化，因為識別圖案的任何劣化不會阻止從該物品上標記出的那套識別圖案中檢測出的至少一個參考圖案的出現。這些識別圖案的表示可以全部相同或是全部不同。該物品可進一步包括在表示方式方面相同的識別圖案以及不同的識別圖案，也就是說用于表示這些不同符號的這些識別圖案的有效狀態對于所使用的該參考圖案的所有符號都不相同。根據另一個方面，本發明還提供了一種用于通過識別圖案對物品進行標記的方法，該識別圖案可包含與該物品和/或其使用相關的信息項。該方法包括以下步驟:-定義一個由若干個符號組成的字母表；-對于每個符號，定義至少兩個有效狀態及至少一個無效狀態；-生成一個參考圖案，該參考圖案包括上述字母表的一套符號；-通過向該參考圖案的每個符號分配一個特定有效狀態，生成所述參考圖案的至少一個表不；以及最后-向該物品應用一個標記,該標記重現了該參考圖案的所述表示。由于所使用的識別圖案的結構，該介質的粗糙度或印刷質量不能引起該圖案的劣化，因為該識別圖案的若干個符號可能被扭曲，卻并沒有以任何方式防止它被隨后識別。每個符號可由至少兩個元素表示，該兩個元素具有一個第一可能表示以及一個第二可能表示。優選地，每個有效狀態包括由根據該第一表示被表示的至少一個元素以及根據該第二表示被表示的至少一個元素組成的一個組，一個符號的每個有效狀態不同于另一個的有效狀態。根據另一個實施例，一個符號的每個無效狀態不同于該字母表的這些符號中任意一個的有效狀態。所有符號的有效狀態可由包括相同數量元素的一組元素表示。另一個方面，本發明還提供了一種用于對識別圖案進行識別的方法，該識別圖案應用于物品上并且可能包含與該物品和/或其使用相關的信息項。此方法包括以下步驟:-捕獲該物品的一個區域的一幅圖像，其上出現了至少一個存儲的參考圖案的表示的至少一部分，所述圖案包括屬于一個存儲的字母表的若干個符號的布置，每個符號包括至少兩個有效狀態及至少一個無效狀態，并且所述布置中的符號的每個表示與所述符號的一個有效狀態相對應，并且存儲該捕獲的圖像；-通過將該捕獲的圖像與該存儲的參考圖案的符號的表示的布置相比較，識別該存儲的符號字母表的這些符號；-對已識別的符號的數量進行計數，這些符號以有效狀態表示并且根據所述存儲的參考圖案的布置方式布置；-將該計算結果與一個概率閾值進行比較；以及-如果該結果達到所述閾值，發送一個識別信號。根據又一實施例，在該存儲的參考圖案的布置的一個第一位置定義一個第一符號；在該捕獲的圖像中尋找所述第一符號的至少一個有效狀態的表示；如果找到此表示，就認為所選擇的符號被識別；然后在該存儲的參考圖案的布置的另一個位置定義另一個符號；并且對于在此另一個位置的此另一個符號重復前一搜索步驟，直到該存儲的參考圖案的所有符號被識別或未被識別。在另一個實施例中，該方法包括對至少一個數字信息項進行解密的步驟，該數字信息項由該識別圖案的至少一個符號的至少一個有效狀態表示，該步驟包括識別來自至少一個已識別的符號的至少一個有效狀態的所述數字信息項。在所有情況下，該識別方法都特別魯棒，因為它既需要辨認多個存儲的符號的狀態又需要辨認一定數量的這些符號在有效狀態下的一個特定的布置，此布置構成了一個存儲的參考圖案。對一些完全無限制的實現性以及實施例示例以及附圖的詳細描述的檢查，將使本發明的其他優點及特性變得更加明確，其中:-

圖1示意性地示出了根據本發明的一個識別圖案形成過程中一個步驟的實現方式；-圖2示意性地示出了另一個識別圖案形成過程中一個步驟的實現方式；-圖3示意性地示出了用于在物品上標記圖1的識別圖案的方法的一個實現方式；以及-圖4示意性地示出了一種用于對識別圖案進行識別的方法的一個實現方式，該識別圖案應用于一個物品上。在圖中，相同的參考號與相同的元素對應。圖中這些元素不一定按照比例繪制。圖1示意性示出了在根據本發明的一個二維參考圖案Pl形成過程中步驟SI的一個實現方式。
此參考圖案Pl包括對來自字母表ATI的四個定義符號A、B、C和D的一種布置。此處，二維參考圖案本意在意指若干個二維符號的一種布置，每個符號都相對于另一個布置在一個定義的位置中。符號的布置理解為意指這些二維符號在該參考圖案中的一種特別布置。識別圖案應理解為意指在該參考圖案的符號的所有表示中的一個可能表示。此處，符號應理解為意指元素的一個二維組合。符號的元素可以是例如一個點或者點的組合，例如字母或凹凸(如壓痕、孔或突起)。元素還可以是例如一個顏色或是電磁波的反射。這套符號形成了此處稱為字母表的東西。在此字母表中，這些符號彼此不同，即使這些符號可能如上所述包括同類型的元素。根據本發明，該字母表的每個符號包括若干個狀態，尤其多于兩個狀態，也就是說至少三個狀態。狀態是一個符號的一個可能表示。例如，如果一個符號是一個字母，則狀態的一個可能表示是一個小寫的字母，另一個狀態或其他可能表示是大寫的同一字母，而另一個狀態或不同的表示是紅色的同一字母等。如果該符號是一個單詞，則狀態的表示可以是一個從左至右或者相反方式書寫的單詞。如果該符號是多個點的組合，狀態的一個可能表示可以是一個單個的點或一對點，另一個表不可以是一個非點(換言之不存在點)或者一對非點等。符號的有效狀態是從此符號所有可能狀態中任意選擇或允許的狀態。換言之，有效狀態是該符號的狀態的所有可能表不中的一個唯一的表不。更不用說，無效狀態是一個未被允許的狀態，也就是說另一個表示，不同于該相同符號的有效狀態所使用的表示。應當指出的是，對于一個定義的字母表，符號的無效狀態可以與該定義的字母表的另一個符號的有效狀態相同。圖1示出了字母表ATl的示例，該字母表包括四個符號A、B、C及D。每個符號A、B、C及D包括兩個有效狀態Vil和Vi2以及兩個無效狀態Iil和Ii2。所有符號的每個狀態包括兩個元素組Gl至G16。本實施例中，每個組Gl至G16包括兩個元素。每個元素包括與一個點(也就是說實心圓)相對應的一個第一表示E1，以及與一個非點(即空心圓或不存在的點)相對應的一個第二表示E2。如圖1所不,該字母表ATl的該符號A具有一個第一有效狀態Vil,為該第一有效狀態，由在頂部的點El及在底部的非點E2組成了垂直放置的該組G1。該符號A具有一個第二有效狀態Vi2，為該第二有效狀態，由在頂部的非點E2及在底部的點El形成了再次垂直放置的該組G2。這兩個有效狀態Vil及Vi2可以例如表示相應值0和1，以便提供二進制信息編碼。該相同的符號A具有兩個無效狀態Iil和Ii2，這兩個無效狀態包括由兩個元素組成的兩個組G3和G4，每個組垂直放置。在該第一無效狀態Iil中，該組G3由兩個非點E2上下排列組成，而在該第二無效狀態Ii2中，該組G4由兩個點El上下排列組成，但中間由縫隙隔開。該符號B具有一個有效狀態Vil，為該有效狀態，由圖1中左側的點El及圖1中右側的非點E2組成了水平放置的該組G5。該符號B具有一個第二有效狀態Vi2，為該第二有效狀態，由圖1中放在左側的非點E2及圖1中放在右側的點El組成了再次水平放置的該組G6。該相同的符號B具有兩個無效狀態Iil和Ii2,這兩個無效狀態包括由兩個元素組成的水平放置的兩個組G7和G8。在該第一無效狀態Iil中，該組G7由并排水平放置的兩個非點E2組成，而在該第二無效狀態Ii2中，該組G8由并排放置的兩個點El組成，但中間
由縫隙隔開。該符號C具有一個有效狀態Vil，為該有效狀態，由圖1中放在左上方的點El及放在右下方的非點E2組成了圖1中以一個第一方向對角放置的一個組G9。該符號C的該第二有效狀態Vi2具有與該組G9再次以相同方向對角放置的一個組G10，該組由圖1中左上方的非點E2及圖1中右下方的點El組成。該相同的符號C具有兩個無效狀態Iil和Ii2，這兩個無效狀態包括由兩個元素組成的兩個組Gll和G12，這兩個組以與該相同符號C的兩個有效狀態Vil和Vi2的組G9和GlO相同的方向對角放置。這些組Gll和G12分別由兩個非點E2和兩個點El形成，這些點放置在對角線的末端并且中間由一個縫隙隔開。該符號D具有兩個有效狀態Vil和Vi2，這兩個有效狀態由組G13和G14組成，以與組G9至G12的方向相反的方向對角放置。與該符號D的該第一有效狀態Vil相對應的該組G13由圖1中放在右上方的點El及放在左下方的非點E2組成。與該符號D的該第二有效狀態Vi2相對應的組G14由圖1中放在右上方的非點E2及放在左下方的點El組成。該符號D的這兩個無效狀態Iil和Ii2與這兩個組G15和G16相對應，每個組包括以與組G13和G14相同的方向對角放置的兩個元素。該組G15由兩個非點E2組成，而該組G16由兩個點El組成，這兩個點放置在該對角線的末端并且中間由一個縫隙隔開。在該形成步驟SI過程中，參考圖案Pl由屬于該字母表ATl的這些符號A、B、C和D構造而成。在本實施例中，該圖案Pl包括明確確定的特別布置下的32個符號，例如依據該參考圖案必須傳達的信息而確定。圖1示出了該參考圖案Pl由各種組Gl至G16以垂直、水平及對角布置構造而成。這32個符號A、B、C及D組成一個如圖1所示的相互疊置的布置。尤其如圖1所示，各種符號的疊置優選使得各種點及非點在本示例中垂直或水平對齊。舉一個例子，應當指出的是，沿該參考圖案Pl的圖1中所示的上部、第一水平線x-x，從左開始繼續向右，連續有該符號A的一個元素，其元素組垂直放置，水平放置的該符號B的兩個元素組，以該第二上述方向對角放置的該符號D的一個元素，水平放置的該符號B的兩個元素，以及再次水平放置的該符號B的兩個元素。該參考圖案Pl的該第二水平線(圖1中由y-y表示)包括該符號A的該第二元素，其第一元素在該第一線x-x上，以及再次由左到右，以該上述第一方向對角放置的該符號C的一個元素，對角放置的該符號D的該第二元素，其第一元素組成了該第一線x-x的一部分，隨后是兩個符號C的元素，該符號B的兩個元素以及該符號D的一個元素。同樣，圖1中所示的該符號或參考圖案Pl的該第一垂直線(由z-z表示)從上到下由以下組成:垂直放置的該符號A的兩個元素，水平放置的該符號B的一個元素，以該第一方向對角放置的該符號C的一個元素，垂直放置的該符號A的兩個元素，以該第二方向對角放置的該符號D的一個元素以及水平放置的該符號B的一個元素。當然，可以理解為可以采用一個不同的布置。然而，將各種符號進行適當疊置是有利的，以使不知道所使用的參考圖案及字母表的結構的人更難檢測。
還要指出的是，在所示的示例中，每個符號A、B、C和D有兩種有效狀態Vi I和Vi2，其中兩個元素組成的各種組每次包括一個點和一個非點。與此相反，這四個符號A、B、C和D的無效狀態Iil和Ii2每次都由相同性質的一組兩個元素(即兩個點或兩個非點)形成。此特別結構進一步增加了該參考圖案的魯棒性，此圖案是可能通過該形成操作SI產生的。那么，有多種可能方法來表示如此產生的參考圖案pi，如pi’、pi”等。該參考圖案Pl的這些表示Pl’、P1”此后也由識別圖案表示。具體地，考慮到每個符號A、B、C和D可以由兩個單獨的有效狀態Vil、Vi2表示并且該圖案Pl包括32個符號，有232=4294967296個可能方法來表示該定義的參考圖案P1。在另一個示例中，如果該圖案包括64個符號，則有264=18446744073709551616個表示該定義的參考圖案Pl的可能方法。因此，參考圖案的每個表示如Pl可以與一個信息項相對應，使得該參考圖案的一個可能表示所附著到其上的物品能夠被特征化。例如，將該物品的制造源、其分發站點等特征化是可能的。所有這些信息都用于以一個獨特的方式識別物品，并且如果所述物品例如由未授權的人員分發，因此幫助打擊任何侵權行為。作為一種變體，該信息項在該參考圖案Pl的特定布置中專門引用，各種表示Pl’、P1”等的形成，這隨機發生，從而使包含在該參考圖案Pl中的信息完全檢測不到。圖1示出了由操作S2獲得的該參考圖案Pi的兩種可能表示P1’和P1”。對于每個可能表示Pl’、P1”，示出了該參考圖案Pl的符號A、B、C和D的有效狀態Vil、Vi2的元素E1、E2。例如，在該表示Pl’中，應當指出的是該符號Al由如圖1所示的其有效狀態Vil表示，即點El在頂部且非點E2在底部。還需要指出的是，該識別圖案P1’的該第一水平線上該符號BI在其有效狀態ViI，即點El在圖1的左側且非點E2在該圖的右側。還需要指出的是，又是在該識別圖案P1’中，該符號Cl在其第一有效狀態Vil，即點El在左上方且非點E2在右下方，這兩個元素沿著該上述第一方向對角放置。還需要指出的是在該表示P1’中，符號A2、B2及C2使用該第二有效狀態Vi2，并且符號Dl、D2分別使用有效狀態Vil和Vi2。在該表示Pl”中，可以指出的是該表示Pl’前面所指示的該符號Al是相同的，而該符號BI被B2替換，以其第二有效狀態Vi2表示，即左側是非點E2右側是點El。換言之，此處使用了在該參考圖案Pl的此位置上的此符號B，不同于表示P1’其表示是與一個有效狀態相對應的。同樣，此前提到的該符號C并且在表示P1’的情況下圖1中由Cl指示，在表示P1”的情況下以其第二有效狀態Vi2被使用(即左上方是非點E2右下方是點El)并由C2指示。檢查圖1所示的這兩個表示P1’及P1”顯示，很多符號A、B、C和D因此以一個第一有效狀態Vi I或一個第二有效狀態vi2使用，以便這兩個表示Pr和pi”完全不同，雖然已使用相同的參考圖案pi。圖2示意性地示出在參考圖案P2的形成過程中步驟SI的另一個實現方式。圖2示出一個字母表AT2，該字母表包括三個符號A’、B’和C’。每個符號A’、B’和C’有兩個有效狀態Vil和Vi2以及14個無效狀態Il至114。如前面的示例所示，這兩個有效狀態Vil和Vi2可以分別表示值0和1，用于包含在識別圖案中的一個信息項的二進制編碼。所有符號的每個狀態包括兩個有效狀態Vil和Vi2下的元素組(如Gl和G2)，或是這些無效狀態Il至114下的元素組(GI1、GI2、GI3、. .GI13、GI14)。每個元素組Gl至GI14包括四個元素，每個元素具有與一個點(即實心圓)相對應的一個第一表示El以及與一個非點(即空心圓或不存在的點)相對應的一個第二表示E2。在圖2所示的示例中，與這兩個有效狀態Vil和Vi2相對應的這兩個組Gl和G2每次具有兩個表示El (即兩個實心點)以及兩個表示E2 (即兩個非點)。此類選擇的優點是識別圖案P2’或P2”(其獲取方式下面會詳述)是均勻的，即與這兩個有效狀態相對應的每個組G1、G2具有相同的El點密度。如果這些元素或點El通過油墨印刷的方式產生，其結果是該圖案上油墨的表面密度保持不變。如圖2中可以看到，各種符號A’、B’和C’的每個包含兩個元素的組大約是正方形的形式，其四個角放置了點El和非點E2。因此，在該符號A’的有效狀態Vil的情況下，兩個點El相對于圖1在此正方形的左手部分垂直對齊，并且兩個非點E2在該正方形的右手部分垂直對齊。對于該相同符號A’的該有效狀態Vi2,兩個點El在該正方形的右手側垂直對齊并且兩個非點E2在該正方形的左手側對齊。關于該符號B’，兩個點El對于該有效狀態Vil在該正方形的頂部水平對齊，而對于該有效狀態Vi2在該正方形的底部水平對齊。關于該符號C’，兩個點El以該有效狀態Vil沿著面向一個第一方向的一條對角線在該正方形的兩個角對角相對，并且對于該第二有效狀態Vi2沿著面向另一個方向的另一條對角線對角相對。非點E2每次都放置在點El留下的空閑角里。對于它們的每個組GIl至GI14，這些各種無效狀態可包括:無點E1、一個單個的點E1、兩個點E1、或三個點E1、或四個點El如在組GI14的情況中。此處，這些非點E2再次放置在點El留下的空閑位置中。如此定義了此字母表AT2之后，可以通過在一個定義的布置下布置很多符號A’、B’和C’，在圖2中SI所指示的形成步驟中創建一個參考圖案P2。在圖2所示的示例中，該參考圖案P2采取正方形的形式，該參考圖案包括以圖2所示的特定布置的16個符號A’、B，和 C，。在S2所指示的步驟中，這兩個有效狀態之一 Vi I或Vi2分配給了該參考圖案P2的每個符號。此分配以隨機方式或是以根據該參考圖案必須表示的該信息項明確定義的方式實現。通過舉例，圖2示出了兩個由P2’和P2”指示的可能表示。當然，將理解為大量的其他可能表示也可以設想為具有兩個有效狀態Vil和Vi2。這兩個表示P2’和P2”的區別在于對該參考圖案P2的某些符號使用了不同的有效狀態。因此，位于該表示P2的左上角的該符號A’以該有效狀態Vil的形式表示，該有效狀態與該字母表AT2的組Gl相對應。位于該表示P2”的左上角的該相同的符號A’以與該組G2相對應的有效狀態Vi2的形式表示。圖3示意性地示出了用于標記物品SUP的方法的一種實現方式，該方法是通過圖1中所描述和展示的一個參考圖案Pi的兩個表示P1’和P1”標記物品SUP的方法。此方法包括形成參考圖案Pl的步驟SI，該參考圖案包括相對于圖1中所描述的32個符號A、B、C和D的布置，向所產生的該參考圖案Pl分配有效狀態的步驟S2，以及標記該物品SUP上這些符號A、B、C和D的有效狀態的所獲取的表示P1’和P1”的步驟S3。術語“標記”應理解為意指印刷(例如用油墨)、雕刻(即在介質如金屬介質上產生凹陷和凸起)、或是物品上圖案的任何類型的已知表示。此標記可以是可見的，例如當它以可見比例產生時，或是不可見的，當它以符號(如磁性符號)的形式產生時，這些符號僅能通過適當的測量設備檢測到。可以使用若干種手段來使肉眼無法檢測到該識別圖案。例如，可以使用具有一種化學性質的油墨來使它對肉眼不可見，但通過一個特定的照明(例如使用紫外線或紅外線輻射)便很容易地看到。有利的是，要通過該參考圖案的表示提高該標記的安全性，可以使用具有一種化學性質的油墨來使它對肉眼不可見。此油墨的成分可包括吸收電磁波譜的可見或不可見部分的一種或多種顏料和/或染料，和/或也可以包括一種或多種發光的顏料和/或染料。吸收該電磁波譜的可見或不可見部分的適當顏料和/或染料的非限制性示例包括酞菁衍生物。適當的發光顏料和/或染料的非限制性示例包括鑭系元素衍生物。一種或多種顏料和/或染料的存在使得能夠改善和增強該標記的安全性，以打擊侵權行為。例如，通過將該識別圖案合并到該物品SUP的表面的環境中(例如預先存在的凹凸)，也可以使該識別圖案混雜噪聲。這些凹凸與該圖案在尺寸上必須是可比的。而且，可以使用一個非常小的印刷尺寸(即從150至500dpi (每英寸點數，即每英寸的像素數，一英寸相當于2.54厘米))來表示印刷的精度。在此印刷比例上，肉眼不能將該識別圖案從該印刷介質的背景中區分開來。此外，則要重現該識別圖案將需要使用更精細的比例，以避免任何重現錯誤，這在實踐當中實際上是不可能的。如圖3中所示，在形成該參考圖案Pl的步驟SI中，如上所述，從該字母表ATl的這些符號A、B、C和D中確定了一個特別的符號布置。然后，在分配步驟S2中，為該圖案Pl的每個符號分配了一個有效的狀態Vil或Vi2，以便從所有可能表示中獲得各種可能表示P1’、P1”等。接著，在標記步驟S3中，通過用已分配給該圖案Pl的每個符號的有效狀態Vil、Vi2的表示El、E2，將該參考圖案Pl的該一個或多個表示如Pl’、P1”等標記在該物品SUP上。該識別圖案P1’、P1”用于對該物品SUP和/或其使用方法的信息項進行編碼。如圖3所示的示例中，該物品SUP上標記了該參考圖案Pl的兩個表示Pl’、P I”。換言之，該物品sup為該參考圖案pi的每個表示pi’、pi”標記了該參考圖案pi的每個符號A、B、C和D的點/非點表示。當然，該物品可以只被一個單個的表示標記(如P1’)，要么就被該參考圖案Pl的大量表示標記。而且，制造一個字母表，該字母表中符號的無效狀態包括的表示與那些用于有效狀態的相同但布置不同，使得該識別圖案更加難以辨認。具體考慮該字母表AT2的示例，該符號B’的無效狀態IlO與A’的有效狀態Vil相對應。因此，一個不知道該參考圖案P2的人不能正確讀取它，相信該符號A’已被檢測。然而，如果知道該參考圖案P2，他將正確定位該符號A’并解決該歧義。如果使用者預先不知道該參考圖案，因此要他能夠從該物品SUP上所表示的狀態之間辨認它實際上是不可能的。特別是，當該參考圖案如在圖1和3中所示包括32個符號時，將有4 294 967 296分之一的機會確定該參考圖案Pl。如果該參考圖案Pl包括64個符號，則將有264分之一的機會確定該參考圖案Pl。該參考圖案Pl或P2還可以用于加密一個數字信息項。然后，該參考圖案的符號的有效狀態Vil、Vi2可以用于對此數字信息項編碼，該數字信息項可能有一個二進制數值。例如，該二進制值1100 (或十進制值12)可以用該定義的參考圖案Pl在圖3中所示的前四個符號SP1、SP2、SP3和SP4編碼。要做到這一點，可為該定義的參考圖案Pl的每個符號A、B、C和D產生下面的代碼:該第一有效狀態Vil與值I相對應并且該第二有效狀態Vi2與值O相對應。在這種情況下，該定義的參考圖案Pl的第一個符號SPl與值I相對應，該定義的參考圖案Pl的第二個符號SP2與值I相對應，該定義的參考圖案Pl的第三個符號SP3與值O相對應，并且該定義的參考圖案Pl的第四個符號SP4與值O相對應。因此，前四個符號表示十進制值12。也可以選擇其他代碼，從而根據選擇的代碼，該參考圖案Pl的符號的每個第一有效狀態與I或O相對應。此數字信息項可能是一個生產日期、產品參考(例如對其制造地點、其分發站點或其內容的參考)、表示該圖案的物品的數據特征等。以與該標記步驟S3中使用物品SUP上的該參考圖案P2的一個或多個表示P2’、P2”等相同的方式實現使用圖2中示出的參考圖案P2的標記方法。圖4示出了一種用于識別附著在或標記于該物品SUP上的識別圖案Pl’、Pl的方法的一個實現方式。預先存儲的是一個字母表和一個參考圖案，即所存儲的字母表的很多符號的特別布置。在所示的示例中，該識別方法包括捕獲該物品SUP的一個區域的圖像的步驟D1、符號識別步驟D2以及用于對識別圖案進行識別Pl、P1”的步驟D3。此方法可進一步包括解密數字信息項的步驟D4。在步驟Dl中，使用例如解碼照相機捕獲該物品SUP的一個區域的圖像ID1，該圖像存儲在存儲器中。然后在步驟D2中，當標記該物品SUP上的表示Pl’、P1”時，包含在此存儲圖像IDl中的符號從所使用的該存儲字母表中識別出來。該符號識別步驟D2應用于包括一個或多個識別圖案的捕獲圖像。該參考圖案的符號的布置及因此參考圖案中每個符號的位置是事先知道的。因此，該存儲的參考圖案被疊加在所捕獲圖像的一個區域上。然后選擇該參考圖案的一個符號(例如位于該參考圖案左上方的一個第一符號)，并且確定包含在所捕獲圖像的區域中、與所選符號位于相同位置的該字母表的一個符號的表不。如果所確定的表不與該參考圖案的一個第一所選符號的有效狀態的至少一個表示相對應，就認為該參考圖案中的所選符號已在該捕獲的圖像的該區域中被識別。如果不是這種情況，就不認為所選符號已被識別。然后選擇該參考圖案的另一個符號優選緊鄰前一個的符號，并且重復位于第二所選符號的位置上的該圖像區域中的符號表示與后者的有效狀態的表示之間的比較。如果該圖像的符號表示與該第二符號的有效狀態的至少一個表示相對應，則認為該第二符號已被識別。然后，通過將與該參考圖案的所選符號處于同一位置的該圖像的表示與后者的有效狀態的表示進行比較，對該參考圖案的每個符號重復前一步驟，直到該參考圖案的所有符號已被或未被識別。如果識別了至少一個符號，實現以下用于對識別圖案進行識別的步驟D3，否則可能會例如移動該照相機或該物品，并從一個新的捕獲圖像開始重復該方法，即通過在該捕獲圖像中移動與該存儲字母表的符號的高度或寬度相等的量并在該捕獲圖像的另一區域中重復該方法。為了捕獲新圖像，該物理移動可以通過例如逐步移動該照相機(一步的寬度大致與一個符號的元素表示的寬度或高度相對應)或通過移動該物品的同時保持該照相機靜止的方式實現。所捕獲圖像中的移動可以由在像素數量方面有定義區域的軟件裝置根據該圖像的分辨率實現。在一個實際的實施例中，可提供一個相當大數量的識別圖案(例如20X20個識別圖案)，這些圖案并排堆疊放置在該物品上。然后該顯示照相機可以固定并包含大量的識別圖案，以實現上述識別。實現步驟D3時，計算已識別符號的數量。如果識別了所有的符號，則認為該識別圖案已被識別。此處，術語“已識別符號”應理解為意指該圖像IDl中檢測出的一個符號，該IDl與該存儲參考圖案的符號相對應并且在該參考圖案的符號布置中也放置在該物品上。如果與此相反，該圖像IDl中檢測出的符號不是與所存儲的參考圖案的那些完全相同，則計算出已識別的符號的數量，并且如果這個數量大于概率閾值，則認為該識別圖案已被識別。例如在一個優選的實施例中，該二維參考圖案是一個16X16的圖案，即包括256個狀態也就是128對狀態的圖案。在這種情況下，對關于該參考圖案正確放置的30對狀態的辨認被認為足以確定該識別圖案已被辨認。換言之，考慮到一個字母表，該字母表包括由一對狀態表不其有效狀態的符號，并且考慮到包括128個符號的一個16X16的參考圖案，足以識別該識別圖案128個符號中的30個符號，以確定該識別圖案已被識別。在這種情況下，概率閾值是約24%。根據另一個示例，考慮到一個包括多個符號的字母表，這些符號的有效狀態由四個狀態表示，并且考慮到包括64個符號的一個16X16的參考圖案，足以識別該識別圖案64個符號中的10個符號，以確定該識別圖案已被識別。在這種情況下，概率閾值是約16%。因此，可以容許對識別圖案的很多符號的部分損壞，從而確認對該識別圖案進行識別的該方法的魯棒性。如果已識別符號的百分比足夠，則認為包含在該圖像中的該識別圖案與存儲的參考圖案的一個表示相對應。此概率閾值使得可以容許讀取包含在該圖像中的表示時的錯誤以及當用后者標記物品時該識別圖案的表示中的錯誤。要指出的是，當在該物品上標記該參考圖案的有效狀態時，無效狀態似乎因為使用的字母表而出現，該字母表中的符號包括至少一個無效狀態。這使得未經授權的使用者更加難以確定這些有效符號，這從而使得該識別圖案幾乎不可檢測。對每個符號的每個點在高度和寬度方向的移動容許一個差數。定義這些符號的表示的點或潰的輕微直徑差異不會損害檢測。輕微的位置差異也不會損害檢測，因為該識別圖案通過將一個符號的位置相對于另一個位置進行比較而被讀取。在該識別圖案被認為未被辨認的情況下，也就是說，如果上面定義的識別條件是無效的，則表明該物品還未被識別(參見圖4中的箭頭“無”)。相反，如果該物品已被識別(參見圖4中的箭頭“是”)，則可能考慮該識別圖案中包含的信息，例如以便追查該物品的制造商或以一定的方式(允許的洗滌溫度、推薦的蒸汽壓力等)使用該物品。根據另一實施例，該識別圖案可以表示一個數字信息項，并且該識別方法包括一個步驟D4，步驟D4中該數字信息的值是從已辨認的識別圖案的符號的有效狀態中以及當加密所述數字信息時從所使用的代碼中識別的。該識別方法還可以包括用于校正常規錯誤的步驟，以便確定在步驟D2中未能識別的符號的預期有效狀態，步驟D2是用來確定已識別符號的狀態的。因此，使用錯誤更正可以認為已識別的符號與那些以更高可靠性確定的參考圖案相對應。本發明還提供了一種用于參考圖案的二維表示的系統，該系統被配置來用于實現圖3中描述的方法。在一個實施例中，該表示系統包括:至少一個存儲器，被配置來存儲包括若干個符號的字母表(如ATl或AT2);用于從此字母表產生參考圖案Pl或P2的裝置；以及表示裝置，被配置來表示產生的參考圖案Pl的至少一個可能表示。此外，這些表示裝置被配置來用于向產生的所述參考圖案的每個符號從所述符號的有效狀態之間隨機分配一個有效狀態，并被配置來用于存儲由存儲器中的分配而造成的該參考圖案Pl的表示。此外，該系統包括標記裝置，用于在介質SUP上標記該參考圖案Pl的表示。這些標記裝置是使用已知技術(如凹版照相、凹版印刷、激光雕刻、用銑刀雕刻或在金屬上雕刻凹陷(例如，用切削工具或酸)，取決于所使用的表面)的例如噴墨或激光印刷裝置、雕刻裝置。此外，這些標記裝置可以是柔版印刷裝置、絲網印刷裝置、移印裝置(該標記方法則涉及使用柔性墊的油墨轉移)、光刻裝置或靜電復印裝置。舉例來說，該標記裝置能夠使用肉眼可見或不可見的油墨來標記該參考圖案的表示。這些標記裝置也可以是熱敏印刷裝置或印花裝置，它們可以用在例如聚合物或金屬表面上。每個標記技術根據在其上標記了該識別圖案或這些識別圖案的物品的類型使用。本發明還提供了一種用于識別根據圖3中所描述的該二維表示方法所獲得的識別圖案的系統，該系統被配置來以便實現圖4中所描述的該識別方法。在一個實施例中，該識別系統包括一個檢測器(例如數碼照相機)，能夠檢測包括符號表示的該物品的一個區域。該識別系統還包括:至少一個存儲器，被配置來以便存儲基于所述字母表定義的一個字母表及一個參考圖案；確定裝置，用于確定具有來自該檢測區的符號中的一個有效狀態的符號；以及比較裝置，用于將具有一個有效狀態的所有符號及其在該檢測區內的布置與存儲在存儲器中的該定義的參考圖案相比較。此外，用于對識別圖案進行識別的方法的魯棒性可以通過在該物品上具有該參考圖案的若干個(相同或不同的)表示來提高。因此，沒有必要在該檢測器靜止的時候將該物品放在精確位置。上述裝置可以作為軟件在微處理器內和/或通過邏輯電路生成。如此定義的識別圖案允許物品魯棒識別。此類識別圖案對于未授權使用者也是不可辨認的，并且不改變它所刻在其上的物品的性質。為該物品更好的可追蹤性，此識別圖案還允許物品被可靠識別。在很多侵權行為存在的商業環境中，提供的識別圖案允許攜帶信息以便與物品的任何欺詐使用行為作斗爭。
權利要求
1.一種二維識別圖案，其特征在于，它包括屬于一個字母表(AT1，AT2)的多個符號(A，B，C，D)的表示(El，E2)的一種布置，該字母表的每個符號包括至少三個狀態，包括至少兩個有效狀態(Vil，Vi2)及至少一個無效狀態(Iil，Ii2)，所述布置中一個符號的每個表示與所述符號的一個有效狀態相對應。
2.根據權利要求1所述的圖案，其中每個有效狀態包括至少兩個元素，這些元素具有一個第一可能表示(El)以及不同于該第一表示的一個第二可能表示(E2)。
3.根據權利要求1或2所述的圖案，其中這些字母表符號的每個狀態包括一個元素組(Gl，G2)，所述元素組的每一組包括至少兩個元素，每個元素具有來自一套表示中的一個可能表不，該一套表不包括一個第一表不(El)以及不同于該第一表不的一個第二表不(E2),并且其中每個符號包括一個第一有效狀態以及一個第二有效狀態，該第一有效狀態包括由根據該第一表不(El)被表不的至少一個兀素以及根據該第二表不(E2)被表不的至少一個元素組成的一個第一組(G1)，該第二有效狀態包括由根據該第二表示(E2)被表示的至少一個元素以及根據該第一表示(El)被表示的至少一個元素組成的一個第二組(G2)。
4.根據權利要求3所述的圖案，其中每個所述元素組(Gl，G2)包括超過兩個元素并且其中每個符號包括一個第一有效狀態以及一個第二有效狀態，該第一有效狀態包括由根據該第一表示(El)被表示的若干個元素以及根據該第二表示(E2)被表示的若干個元素組成的一個第一組(G1)，該第二有效狀態包括由根據該第二表示(E2)被表示的若干個元素以及根據該第一表示(El)被表示的若干個元素組成的一個第二組(G2)。
5.根據權利要求3和4的任一項所述的圖案，其中所述元素組(Gl，G2)包括根據這些表示(El)之一所表示的相同數量的元素。
6.根據權利要求1至5之一所述的圖案，其中所述圖案的至少一個符號的至少一個有效狀態表示一個數字信息項。
7.根據權利要求6所述的圖案，其中每個符號的這些有效狀態分別表示一個數字信息項的二進制值。`
8.一種包括根據權利要求1至7所述的至少一個圖案的物品。
9.根據權利要求8所述的物品，包括全部相同或全部不同的若干個圖案。
10.根據權利要求8所述的物品，包括若干個相同的圖案以及若干個不同的圖案。
11.根據權利要求8至10之一所述的物品，該物品選自以下內容:罐、箔、盒、包含可食用物質的膠囊、瓶塞、紙幣、護照、安全文件、標簽、卡、券、藥丸、手表、包裹、半導體或計算機外圍設備。
12.一種用于通過識別圖案對物品進行標記的方法，該識別圖案可包含與該物品和/或其使用相關的信息項，其特征在于，它包括以下步驟: -定義一個由若干個符號組成的字母表(AT1，AT2)； -對于每個符號，定義至少兩個有效狀態及至少一個無效狀態； -生成(SI) —個參考圖案(Pl，P2)，該參考圖案包括上述字母表的一套符號； -通過向該參考圖案的每個符號分配一個特定有效狀態，生成(S2)所述參考圖案的至少一個表示(Pl’，P2’)；以及 -向該物品應用(S3) —個標記,該標記重現了該參考圖案的所述表示。
13.根據權利要求12所述的方法，其中每個符號由至少兩個元素表示，這些元素具有一個第一可能表示(El)以及一個第二可能表示(E2)。
14.根據權利要求12和13的任一項所述的方法，其中每個有效狀態包括由根據該第一表不被表不的至少一個兀素以及根據該第二表不被表不的至少一個兀素組成的一個組，一個符號的每個有效狀態不同于另一個符號的一個有效狀態。
15.根據權利要求14所述的方法,其中一個符號的每個無效狀態不同于這些符號中任意一個的這些有效狀態。
16.根據權利要求12至15之一所述的方法，其中所有符號的這些有效狀態由包括相同數量元素的一組元素表示。
17.一種用于對識別圖案進行識別的方法，該識別圖案被應用于一個物品上并且可能包含與該物品和/或其使用相關的信息項，其特征在于，它包括以下步驟: -捕獲(Dl)該物品的一個區域的一幅圖像，其上出現了至少一個存儲的參考圖案的表示的至少一部分，所述圖案包括屬于一個存儲的字母表的若干個符號的一種布置，每個符號包括至少兩個有效狀態及至少一個無效狀態，并且所述布置中的一個符號的每個表示與所述符號的一個有效狀態相對應，并且存儲該捕獲的圖像； -通過將該捕獲的圖像與該存儲的參考圖案的符號的表示的布置相比較，識別(D2)該存儲的符號字母表的這些 符號； -計算(D3)已識別的符號的數量，這些符號以一種有效狀態表示并且根據所述存儲的參考圖案的布置方式布置； -將該計算結果與一個概率閾值進行比較；以及 -如果該結果達到所述閾值，發送一個識別信號。
18.根據權利要求17所述的識別方法，其中在該存儲的參考圖案的布置的一個第一位置定義一個第一符號；在該捕獲的圖像中尋找所述第一符號的至少一個有效狀態的表示；如果找到此表示，就認為所選擇的符號被識別；然后在該存儲的參考圖案的布置的另一個位置定義另一個符號；并且對于在此另一個位置的此另一個符號重復前一搜索步驟，直到該存儲的參考圖案的所有符號被識別或未被識別。
19.根據權利要求18所述的識別方法，該方法包括對至少一個數字信息項進行解密的步驟，該數字信息項由該識別圖案的至少一個符號的至少一個有效狀態表示，該步驟包括識別來自至少一個已識別符號的至少一個有效狀態的所述數字信息項。
全文摘要
本發明涉及一種用于使用識別圖案對物品進行標記的方法，該識別圖案可以包括與該物品和/或其使用相關的信息，該方法包括以下步驟定義由若干個符號組成的一個字母表(AT1、AT2)；為每個符號定義至少兩個有效狀態及至少一個無效狀態；開發(S1)一個參考圖案(P1、P2)，該參考圖案包括來自上述字母表的一套符號；通過向所述參考圖案的每個符號分配一個特定的有效狀態，開發(S2)所述參考圖案的至少一個表示(P1’、P2’)；并且應用(S3)一個標記，在該物品上重現該參考圖案的所述表示。
文檔編號G06K19/06GK103119613SQ201080069231
公開日2013年5月22日 申請日期2010年9月24日 優先權日2010年9月24日
發明者E·德庫, D·威斯汀納 申請人:錫克拜控股有限公司