Носитель информации с растровым изображением и способ его изготовления - RU2191118C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к носителю информации, в частности к ценному документу, по крайней мере с одним растровым изображением, образованным структурными элементами, каждый из которых имеет базовую конфигурацию и размер, который определяет уровень яркости растрового изображения, и к способу изготовления такого носителя информации. Изобретение относится также к носителю информации, в частности к ценному документу, по крайней мере с одним элементом изображения, образованным несколькими структурными элементами.

Особая проблема, присущая таким документам, в частности документам, имеющим определенную ценность, заключается в необходимости их защиты от возможной подделки, в частности защиты от возможного изготовления фальшивого документа копированием или сканированием подлинника. Один из возможных способов решения этой проблемы рассмотрен в заявке ЕР 0710574 А2, в котором описан защищенный документ с рисунком, выполненным таким образом, что после снятия копии с такого документа в его рисунке появляются комбинационные искажения (муар). С этой целью на всем документе выполнена растровая структура с параллельными линиями. Рисунок на документе выполнен в виде растрового изображения с меняющейся, как описано в заявке ЕР 0085066 В1, в контактной растровой структуре толщиной линий. Во всем растровом изображении, кроме того, в соответствии с модулирующей функцией меняется и расстояние между линиями. В результате этого по всей поверхности рисунка разным становится и количество линий, приходящихся на единицу длины. Модификация такой плотности линий обеспечивает защиту документа от копирования на цветных множительных аппаратах или сканерах, поскольку наложение растровой структуры по крайней мере определенного участка документа на сканирующий растр копировального аппарата или сканера сопровождается образованием на копии четко различимого муара. Поскольку такой муар на оригинале отсутствует и его можно увидеть только на копии, то такую копию легко можно идентифицировать как подделку.

Хотя в таком документе муаровый эффект по крайней мере на определенных участках создается за счет переменной плотности линий даже при различных сканирующих растрах сканера, тем не менее разная плотность линий по всей поверхности рисунка крайне неблагоприятно сказывается на визуальном восприятии растрового изображения. Чередование участков с большой и низкой плотностью или количеством линий на единицу площади приводит к тому, что рисунок кажется неустойчивым и неоднородным и доминирующим в нем оказывается не само растровое изображение, а растр, в результате чего весь рисунок выглядит недостаточно эстетичным.

В основу настоящего изобретения была положена задача создания документа с образующей муар структурой, в частности на растровом изображении, на копиях которого образуются большие по площади участки муаровой структуры, позволяющие отличить оригинал от подделок, причем образующая муар структура одновременно естественно вписывается в растровое изображение и воспринимается по отношению к самому растровому изображению как его задний план или фон.

Эта задача решается с помощью документа указанного выше типа с отличительными признаками независимых пунктов формулы изобретения.

Основная идея изобретения заключается в том, что вся поверхность рисунка, на котором после копирования образуются муаровые структуры, разделена на несколько участков. Характерным признаком каждого участка является количество структурных элементов, требующихся для получения на этом участке необходимых уровней яркости. Количество структурных элементов по крайней мере двух смежных участков выбирается таким образом, чтобы на двух смежных участках оно было разным. При различном количестве структурных элементов структурные элементы одного участка смещаются относительно структурных элементов соседнего участка. При этом растровое изображение, нанесенное на носитель информации, делится на участки с различной растровой частотой. При попытке скопировать такое растровое изображение или считать его сканером в системе обработки информации сканирующая частота сканера или копировального аппарата накладывается на различную растровую частоту нанесенного на носитель информации растрового изображения. Такое наложение частот приводит к появлению искажений в воспроизводимом растровом изображении, которые проявляются, в частности, в образовании на копии занимающего большую поверхность муара.

Различное количество структурных элементов на участках растрового изображения определяет для каждого участка различную растровую частоту, что обеспечивает появление на копии муара даже при изменении сканирующего растра, т. е. при изменении частоты сканирования или копирования. Возможное совпадение сканирующей частоты и растровой частоты на отдельных участках растрового изображения не исключает образование муара на всей его поверхности.

В соответствии с изобретением изображение состоит из заранее определенных участков с заданным количеством структурных элементов, при этом количество структурных элементов, приходящихся на единицу площади на одном участке, отличается от количества структурных элементов на единицу площади на соседнем участке и/или структурные элементы по крайней мере двух соседних участков такого изображения смещены друг относительно друга. Преимуществом такого выбора количества или расположения структурных элементов является образование на копиях искажений, таких, как муар, даже при изменении сканирующих растров, например копировального аппарата или сканера, при отсутствии неоднородностей по всей поверхности растра, в частности в растровом изображении.

В предпочтительном варианте структурные элементы участка растрового изображения имеют одну и ту же базовую конфигурацию, причем наиболее предпочтительным является вариант с одной и той же базовой конфигурацией структурных элементов на всех участках растрового изображения. В качестве структурных элементов предпочтительно использовать линии, заданная толщина которых определяет предварительно выбранный серый тон отдельно каждого участка. Тем самым создается возможность создать однородный уровень яркости всего имеющего серый цвет изображения несмотря на то, что оно разделено на множество участков с различным количеством структурных элементов. Если, например, количество структурных элементов на первом участке равно n, а на соседнем участке равно n+10, то второй участок будет визуально выглядеть более темным в сравнении с первым участком исключительно из-за большего количества расположенных на нем структурных элементов. Решить эту проблему можно, если заданная ширина линии, соответствующая заданному серому тону в пределах одного участка, будет, например, больше по ширине линии, создающей такой же заданный серый тон на втором участке, на котором расположено больше линий, чем на первом участке.

Преимуществом предлагаемого в изобретении формирования растровых изображений в виде участков с разным количеством структурных элементов является то, что такое растровое изображение имеет различные растровые частоты, которые накладываются на сканирующую частоту сканера или копировального аппарата, используемого для сканирования документа, при этом различные растровые частоты, получаемые за счет различного количества структурных элементов на единицу площади, создают возможность наложения сканирующих частот на множество растровых частот, увеличивая тем самым вероятность образования на копии муара. Одновременно с этим увеличение количества структурных элементов на отдельных участках не сопровождается потемнением изображения, поскольку размер структурных элементов предварительно выбирается с учетом определенного серого тона участка, при этом, однако, при соответствующем предварительном выборе размеров структурных элементов можно в зависимости от количества расположенных на отдельных участках структурных элементов создать на этих участках различные полутона.

Другие особенности, преимущества и предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения и рассмотрены в приведенном ниже описании со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - растровое изображение в увеличенном масштабе с образующей муар структурой в соответствии с первым вариантом изобретения;
на фиг.2А-2Г - изображение нескольких пробных копий предлагаемого растрового изображения, показанного на фиг.1;
на фиг. 3 - растровое изображение в увеличенном масштабе с образующей муар структурой в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения;
на фиг. 4А-4Б - изображение двух пробных копий предлагаемого растрового изображения, показанного на фиг.3;
на фиг.5А-5Б - два структурных элемента растрового изображения в увеличенном масштабе с образующей муар структурой в соответствии с третьим предпочтительным вариантом выполнения изобретения.

На фиг.1 в увеличенном масштабе показано изображение портрета, выполненного в соответствии с настоящим изобретением в виде растрового изображения, образующего муаровую структуру. Растровое изображение 10 разделено на отдельные имеющие форму вертикальных колонок полосы 14, 16, 22, каждая из которых состоит из определенного числа структурных элементов 12. В рассматриваемом варианте все изображение состоит из 23 полос, количество которых может быть как большим, так и меньшим. Каждая полоса 14, 16, 22 ассоциируется с определенным числом линейных структурных элементов 12, образующих в каждой колонке растровую структуру. Растровое изображение 10 образовано линейными структурными элементами 12, соответствующая толщина которых создает определенный уровень яркости в каждом участке растрового изображения 10.

В пределах каждой колонки или полосы 14, 16, 22 расположенные по горизонтали линейные структурные элементы 12 могут иметь различную растровую ширину и/или угловое положение и/или различную модуляцию.

Каждая полоса 14, 16, 22 содержит заданное количество структурных элементов 12, т. е. заданное количество линий с учетом общей высоты портрета. Плотность линий в первой полосе 16 составляет, например, 20 линий на см. При этом в данном примере в первой полосе 16 содержится 118 линий. Количество линий возрастает от полосы к полосе и на последней полосе 22 в рассматриваемом предпочтительном варианте расположена 171 линия.

Поскольку все полосы показанного на фиг.1 портрета имеют одинаковую высоту, то при различном количестве линий все полосы изображения будут иметь различную растровую частоту. Как показано на фиг.1, в соответствии с увеличением на каждой полосе количества структурных элементов 12 растровая частота изображения возрастает справа налево. При различной растровой частоте всех 23 полос изображения по меньшей мере одна растровая частота или по меньшей мере одно определенное количество растровых частот при сканировании или копировании изображения создают ясно видимый и четко проступающий на изображении муар, образование которого обусловлено наложением на имеющее разные растровые частоты изображение сканирующей частоты сканера или копировального аппарата.

Такое образование муаровой структуры обеспечивает надежную защиту документа с показанным на фиг.1 изображением 10 от копирования, при этом различное количество структурных элементов 12 на различных участках 14, 16 и 22 не портит всего растрового изображения и может, кроме того, использоваться для более четкого выделения краев или углов изображения.

В примере, показанном на фиг. 1, используемые структурные элементы представляют собой симметрично расширяющиеся прямые линии, формирующие определенные полутона, при этом та или иная толщина линии на каждом участке изображения ассоциируется с соответствующим уровнем яркости этого участка. Все линии расположены перпендикулярно направлению деления портрета на полосы и могут использоваться для более четкого выделения его углов или краев, в частности в том случае, когда прилегающие друг к другу участки вытянуты вдоль такого угла или края.

Структурные элементы можно выполнить не только в виде линий, но и в виде других основных геометрических форм, в частности в виде кривых, точек, кружков и т.п.

Хотя все участки показанного на фиг.1 изображения имеют одинаковую ширину и фактически одинаковую площадь, тем не менее возможны и другие варианты выполнения растрового изображения при разделении его на участки разной формы или ширины и разной площади. Возможно также в пределах двух, предпочтительно смежных, участков менять основную базовую геометрию и/или ориентацию структурных элементов. Такое выполнение растрового изображения обеспечивает защиту документа от подделки на работающих в широком диапазоне частот сканерах или копировальных аппаратах. Расстояние между структурными элементами в пределах одного участка может быть постоянным или переменным, как показано на фиг.1, причем в последнем случае наиболее предпочтительным является изменение расстояния между структурными элементами по определенному закону. Кроме того, различное выполнение структурных элементов на различных участках изображения обеспечивает то, что даже при совпадении сканирующей частоты сканера или цветного копировального аппарата со сканирующей структурой определенной полосы 14, на которой при этом муар будет отсутствовать, по крайней мере на одной из других полос 16, 22 растрового изображения при копировании обязательно будет образовываться муар. Из всего вышесказанного следует также, что предлагаемая в изобретении растровая структура изображения обеспечивает образование муара по крайней мере на отдельных участках копии даже при сканировании оригинала под разными углами.

Наиболее предпочтительным является растровое изображение, у которого колонки 14, 16, 22 расположены на некотором заданном расстоянии друг от друга. В этом случае образующая муар структура становится более однородной, поскольку отсутствие промежутков между образующими муар структурами смежных полос 14, 16, 22 сопровождается появлением визуально очень заметных резких переходов или скачков изображения. Наличие таких резких переходов крайне отрицательно сказывается на визуальном восприятии внешнего вида растрового изображения 10.

На фиг. 2А-2Г показаны различные копии показанного на фиг.1 растрового изображения, сделанные при различных настройках копировального аппарата. На всех этих изображенных на фиг.2А-2Г и полученных при различных углах сканирования копиях имеется расположенный в различных местах растрового изображения 10 различный по внешнему виду муар, который ясно виден по крайней мере на части участков растрового изображения 10 на каждой из полученных копий. Сравнивая такие имеющие муар копии с показанным на фиг.1 оригиналом, можно достаточно быстро и просто установить факт подделки документа его копированием или сканированием.

На фиг. 3 в увеличенном масштабе показан второй вариант предлагаемого в настоящем изобретении растрового изображения с образующей муар структурой. Это изображение аналогично изображению, показанному на фиг.1, и отличается от него тем, что структурные элементы на участках 14 расположены в отличие от первого, показанного на фиг.1 варианта не перпендикулярно, а под небольшим углом к направлению деления изображения на колонки.

На фиг.4А и 4Б показаны две копии растрового изображения, показанного на фиг.3. На этих копиях хорошо виден муар, который образовался на них при сканировании оригинала. Копии по фиг.4А и 4Б отличаются друг от друга углом сканирования, выбранным для получения копий с показанного на фиг.3 растрового изображения. Нетрудно заметить, что при разных углах сканирования во время копирования оригинала на разных участках 14 изображения образуется разный по виду муар. Даже без прямого сравнения копий с оригиналом растрового изображения на фиг.3 можно невооруженным глазом быстро обнаружить, что изображения на фиг.4А и 4Б являются не оригиналами, а копиями.

Еще в одном предпочтительном варианте образующего муар растрового изображения 10 дополнительно предусмотрено изменение угла наклона структурных элементов 12 в пределах изображения 10. Такая структура растрового изображения не позволяет уменьшить образование муара при копировании оригинала и исключает возможность избежать появления на копии муара за счет соответствующего выбора угла сканирования. В этой связи следует отметить, что изобретение исключает необходимость установки на копировальных аппаратах специальных устройств, защищающих их от возможного копирования не подлежащих копированию документов.

Изобретение, кроме того, исключает возможность изготовления не имеющих муара копий за счет согласования сканирующей частоты копировального аппарата с образующей муар структурой изображения. Предлагаемая в настоящем изобретении образующая муар структура обеспечивает при любой операции копирования образование на копиях четко выраженного муара, который можно легко распознать невооруженным взглядом, сразу же сделав заключение о том, что данный документ является копией.

На фиг.5 в увеличенном масштабе показаны два варианта выполнения структурных элементов 18, которые аналогичны структурным элементам 12 по фиг.1 и выполнены в соответствии с третьим предпочтительным вариантом. Структурные элементы 18 состоят из растровых линий 20, которые в пределах структурного элемента 18 образуют растровую структуру. Такая растровая структура может также иметь цветовую модуляцию, позволяющую создать соответствующий мотив изображения. Тонирование изображения, образованного растровыми линиями 20, можно выполнить, в частности, тиснением с помощью стального штампа, поскольку глубина такого тиснения определяет насыщенность цвета и позволяет создать необходимую тональность структурного элемента 18 за счет различной глубины растровых линий 20.

Следует обратить внимание на возможность комбинирования двух вариантов изображения, показанных на фиг. 1 и 3, с третьим вариантом, показанным на фиг. 5, выполнив при этом структурный элемент 12 из вариантов, показанных на фиг. 1 или 3, в виде структурного элемента 18 для варианта, показанного на фиг.5.

Может иметь место случай, когда муар, образующийся на копиях изображения, выполненного по третьему варианту согласно фиг.5, невозможно будет обнаружить невооруженным глазом, однако и при этом все подделки можно легко идентифицировать, если использовать увеличительное стекло, позволяющее четко разглядеть все отличия образованной растровыми линиями 20 растровой структуры оригинала и копии.

Помимо разбиения растрового изображения 10 в вариантах, показанных на фиг.1 и 3, на участки 14, имеющие форму вертикальных полос, изобретение предусматривает возможность образования участков 14 в виде участков любой другой формы, предпочтительно не в виде участков строго определенной геометрической формы типа квадратов, прямоугольников, треугольников и т.п. При этом в соответствии с изобретением по крайней мере два смежных участка изображения должны отличаться друг от друга количеством расположенных на каждом отдельном участке структурных элементов, в частности линий, и/или ориентацией расположенных на разных участках изображения структурных элементов и/или формой структурных элементов, которые, если они образованы линиями, могут быть прямыми, волнообразными, блокперфектными и т.п. Такой новый вид растрового изображения делает бессмысленными все попытки сканирования или копирования имеющих такое изображение документов и позволяет легко установить, что сканированный или скопированный документ представляет собой не оригинал, а его репродукцию.

Внутренние поверхности блокперфектного рисунка также можно использовать как отдельные участки растрового изображения. Образование муара на блокперфектном рисунке при его копировании обеспечивается различными углами, различным количеством линий, приходящихся на единицу площади, и/или различным типом линий на его отдельных участках.

Реферат

Носитель информации и способ его изготовления относятся к полиграфической промышленности, в частности к печати ценных документов. Носитель информации имеет по крайней мере одно растровое изображение, образованное структурными элементами, каждый из которых имеет базовую геометрию и размер, который определяет уровень яркости растрового изображения. Растровое изображение имеет по крайней мере два смежных участка, на каждом из которых расположено заданное количество структурных элементов, при этом приходящееся на единицу площади количество структурных элементов на двух смежных участках разное и/или структурные элементы по крайней мере двух смежных участков смещены друг относительно друга. В способе изготовления носителя информации, в частности ценного документа, растровое изображение оригинала разделяют по крайней мере на два смежных участка. Для каждого участка растрового изображения подбирают определенное приходящееся на единицу площади количество структурных элементов с разным приходящимся на единицу площади количеством структурных элементов по крайней мере на двух смежных участках. Размер структурных элементов на каждом участке подбирают в зависимости от расположенного на нем участка растрового изображения. Растровое изображение наносят на документ по крайней мере на два участка с определенным для каждого участка количеством структурных элементов, размеры которых соответствуют участкам растрового изображения. Данный носитель информации и способ его изготовления усиливают защиту от подделок ценных документов за счет того, что документ содержит структуру, образующую муаровый эффект при снятии с него копии. 2 с. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула