CN107667392B - 用于验证包括签名的安全装置的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于验证包括具有签名的图像(2)的安全装置(1)的方法，该方法包括以下步骤：采集所述图像(2)以便获取第一表示(3)；提取所述签名；验证所述签名。适于实现这种方法的验证装置、计算机程序、以及包括这种计算机程序的计算机数据介质。

Description

用于验证包括签名的安全装置的方法

技术领域

本发明涉及安全装置领域。

背景技术

已知形成安全装置(security device)并将其与在安全方面敏感的文档(诸如身份证件(identity document))相关联，以便使所述文件安全。一种有效安全装置的特征在于难以生成或复制并且难以以不可检测方式修改。

按已知方式，身份证件包括与身份证件的所有人(holder)相关联的图像，诸如身份照片。因此，在身份检查期间，可以将包括存在于身份证件中的所有人照片的图像与对该身份证件的持有者(bearer)执行的图像采集进行比较，以验证所采集图像在生物特征上是否与该证件图像对应，以便确定持有者是否是所声称的所有人。

当身份证件上存在的图像确实显示经授权所有人时，这种比较尤其用作证明。这就是其适于确保该图像确实是由发行机构应用的真实且原始图像并且其自发行以来没有被修改过的原因。

为了确保伪造者不能替换或修改身份证件上的图像，例如，为了尝试再现除了所有人以外的持有者的外貌，该图像有利地与安全装置相关联。该安全装置有利地与所述图像密切链接，使得安全装置的安全特征和认证特征也应用至该图像。

发明内容

本发明提出了一种适于验证包括图像的安全文件的多模式验证技术，并且使得可以检测和区分各种可能伪造。

本发明提供了一种用于验证包括具有签名的图像的安全装置的方法，该方法包括以下步骤：在第一光谱下采集所述图像以便获取第一表示，提取所述签名，以及验证所述签名。

根据另一特征，所述签名是色度的(colorimetric)并且包括：色板的取向、和/或特定一组基色、和/或特定色调。

根据另一特征，所述签名是频率签名，所述图像包括至少一个基准空间周期，并且所述方法还包括以下步骤：对所述第一表示(representation)应用谱变换，以便获取包括至少一个第一空间周期的第一变换，验证所述空间周期的值对应于所述基准空间周期的值。

根据另一特征，所述图像在所述第一光谱下并且在至少一个第二光谱下可见，并且所述方法还包括以下步骤：在所述第二光谱下采集所述图像，以便获取第二表示，验证两个所述表示在图形上大致相同，验证所述两个表示之间的距离低于一阈值。

根据另一特征，所述阈值等于10微米(μm)，优选地等于5μm。

根据另一特征，借助于识别所述表示中的一个是另一个表示的图像的变换的配准算法来确定所述两个表示之间的距离。

根据另一特征，所述第一光谱位于可见光谱中，和/或所述第二光谱位于红外光谱中。

根据另一特征，所述方法还包括以下步骤：对所述第二表示应用相同变换，以便获取第二变换，验证所述第一变换大致等同于所述第二变换。

根据另一特征，所述方法还包括以下步骤：验证所述第二变换的所述空间周期的值对应于所述基准空间周期的值。

根据另一特征，所述谱变换被应用至所述第一表示的至少一部分和/或所述第二表示的相同至少一部分。

根据另一特征，将所述谱变换应用至表示的至少两部分，并且所述方法还包括以下步骤：验证所述不同部分的变换大致等同。

根据另一特征，所述方法还包括以下步骤：验证所述两个表示在色度上不同。

根据另一特征，所述图像表示与所述安全装置相关联的所有人的身体的一部分，优选为脸、眼睛、或手指，并且所述方法还包括以下步骤：从所述安全装置的持有者采集所述身体的该部分的图像，验证所采集图像与所述第一表示在生物特征上(biometrically)对应，和/或验证所采集图像与所述第二表示在生物特征上对应。

根据另一特征，所述安全装置与包括所述图像的数字表示的数字存储装置相关联，并且所述方法还包括以下步骤：读取所述图像的所述数字表示，验证所述数字表示与所述第一表示大致相同，和/或验证所述数字表示与所述第二表示大致相同。

根据另一特征，所述方法还包括以下步骤：验证所采集图像与所述数字表示在生物特征上对应。

本发明还提供了包括用于实现这种验证方法的装置的验证装置。

本发明还提供了包括适于实现这种验证方法的逻辑指令序列的计算机程序。

本发明还提供了包括这种计算机程序的计算机数据介质。

附图说明

从通过指示并且参照附图给出的详细描述，本发明的其它特征、细节、以及优点将更清楚地呈现，其中：

-图1示出了包括与安全装置相关联的图像的身份证件；

-图2示出了在利用不同光谱采集的图像的两个表示之间进行比较的验证方法的步骤；

-图3示出了利用谱变换的验证方法的另一个步骤；以及

-图4示出了可能伪造，其中谱变换能够检测。

具体实施方式

图1示出了具有至少一个图像2的身份证件20。在合适情况下，该身份证件20可以具有其它元素21。图像2以并入安全装置1的这种方式形成。根据一特征，安全装置1由包括签名的图像2构成。签名是通常能够通过分析仪工具检测的图像2的特定特征。签名通常是形成图像2的方式或用于形成图像2的机器的结果。因此，签名可以与形成图像的方式内在链接。另选的是，可以将签名自愿引入到图像2中，以便使得能够在其中检测以用于验证目的。

签名的性质可能变化很大。下面描述几个非限制性示例。

这种安全装置1的验证包括以下步骤。第一步骤利用第一光谱采集图像2，以便获取第一表示3。

通过用具有希望光谱的光照射图像2并通过通常借助于在所述希望光谱中敏感的图像传感器进行采集而形成表示3、4来执行这种采集。获取的结果(即，表示3、4)是可以被数字化并存储在计算机存储器中的图像，并且通常以图像的形式(即，二维像素矩阵)被组织。

在本文档中，光谱可以由至少一个光学频带限定。因此，光谱可以是全部或部分红外光谱、或者全部或部分X射线光谱、全部或部分紫外线光谱、或者实际上全部或部分可见光谱、或者上述任何组合。

因此，在光谱(举例来说，诸如红外光谱)中获取表示3、4，假定图像2由覆盖至少希望红外光谱的源照射，并且假定借助于至少在希望红外光谱中敏感的传感器(诸如相机)同时采集表示3、4。所获取的表示是图像，即，二维像素矩阵，其中每个像素都包括指示由图像2反映的所考虑光谱中的光辐射的单个强度。这种表示3、4通常采用单色图像的形式。

在至少部分包括可见光谱的光谱的特定情形下，像素可以包括指示原色的强度的多个强度。然后，表示3、4为多色图像的形式，即，为多个单色图像的叠加的形式，称为分量图像。

在第二步骤期间，然后提取签名。执行该提取步骤的方式取决于签名的性质。在第三步骤期间，验证签名以便检查从根据图像2导出的表示3中提取的签名是否确实对应于应该存在的类型的签名，因为签名在图像2的制作期间被引入并***到图像2中。再一次，执行该验证步骤的方式取决于签名的性质，并在下面加以详细描述。

在第一实现中，签名是色度的。这仍然覆盖许多操作过程，其通过非限制性示例进行说明。与伪造者相比，针对这类签名的一般思想是利用在制作装置和验证装置方面的技术进步，这通常在安全装置领域的制造商和/或发行身份证件的当局中观察到。

色度签名的第一个示例使用给定色板的取向。因此，在胶印工序中，每种基色(例如，RGB(K)或CMY(W))(其中通常有两到五种颜色)借助于色板被印刷。为了避免不想要的波纹(moire)效应，每个这样的色板以不同角度定向，使得每个色板相对于其它色板成角度间隔开。因此，各色板的角度是打印机的特性。

对这组角度进行非常准确的测量甚或对至少一个角度的有意修改可以使得能够识别和/或特定化打印机(更一般地，发行机构)。利用准确验证工具，由此可以使用该组角度中的至少一个角度作为签名。

色度签名的第二个示例使用每个色板的精确色调。每个色板都有基色。因此，各种色板的各种颜色限定了色度基(colorimetric base)，就像矢量基(vector base)。基色必须包括充分分布的颜色，以具有表达颜色的良好能力。因此，已知可能与白色和/或黑色一起使用红色、绿色、以及蓝色(RGB)基。另一种基色是青色、品红色、以及黄色(CMY)。然而，可以定义任何n元组基色，或者实际上从常规三元组开始，并通过将其色调稍微偏移百分之几来修改至少一种基色。因此，准确测量可以通过单独地依赖从一台机器到另一台机器的不可避免色散，或者实际上通过创建有意偏移来准确地检测打印机。有意偏移是有利的，因为其使得属于单个实体的所有机器被特定化，并因此来特征化诸如服务或状态的发行者。

色度签名的第三示例是使用特定色调。这样的色调因此在基色的特定组合中可以被用于形成图像2的特定部分。作为示例，色度签名可以是框架，甚或特定点(spot)，这利用可以非常准确地被验证的给定绝对或相对色调定义来形成。所使用点的位置本身可以是签名的一部分。

在另一实现中，签名是频率签名。为此，图像2包括至少一个基准空间周期。再次，可以有多个实现，并且下面例示了一些实现。基准空间周期可以是固有的，因为它通过用于制作图像2的方法引入，或者实际上基准空间周期可能是人造的，因为其被添加至该图像。

至少一个这样的基准空间周期的存在构成了可以验证其存在及其质量的签名。给出形成图像2的方式，周期6、7被并入表示3、4的所有表面区域中，并且必须等于最初存在于安全装置1中的基准空间周期。

然后通过以下步骤提取签名。谱变换8被应用至第一表示3。这使得可以获取第一变换9。

因为分解成一系列周期函数，所以这种谱变换8的特征在于，当这种谱变换被应用至图像/表示时，其显露存在于所述图像/表示中的空间频率。这种谱变换8可以是执行分解成一系列函数的任何变换。广泛使用的这类变换是快速傅里叶变换(FFT)，这是因为这类变换有利地与有效且快速的数字实现相关联。这种变换可以是一维的。通过可应用于图像的变换8，存在将与图像对应的表示3、4变换成本身对应于图像的光谱/变换9、10的二维变换版本(二维快速傅里叶变换FT2)。高亮度点(由图中的黑点表示)指示存在于表示3、4中的空间周期6、7。

然后执行绝对验证步骤以验证基准空间周期的值(至少最显著的值)对应于第一变换9的周期6的值。

在接受一定量公差的同时对该对应关系进行验证，以便适应可能测量和/或计算误差。因此验证变换9的点(表示空间周期)确实对应于基准空间周期(在公差内)。

该公差的值必须能够被配置，以考虑所使用的光学传感器的性能。对于低性能传感器，可以使用等于50μm的公差。尽管如此，该公差仍应选择为尽可能小。如果传感器的性能使其可能，则应当使用优选等于30μm、更优选等于10μm的公差。当利用诸如智能相机的移动传感器时，该阈值的值可以被修改为进行采集的可变距离的函数。

该频率验证步骤用于验证图像2对应于由发行安全装置1的机构形成的原始图像，并且该图像确实包括原始存在的基准频率。这可以使得能够在不满足所述基准频率的情况下辨别尝试修改图像2的全部或部分的伪造品。

根据另一特征，图像2以在第一光谱下和在至少一个第二光谱下可见的方式形成。第一光谱和所述至少一个第二光谱有利地成对地不相交。

下面，对使能获取图像2的这种特征的几种实现进行更详细描述。应当观察到，根据构造，安全装置1的特征在于构成图像2的特定分量在第一光谱下和在至少一个第二光谱下均可见。

还可以观察到，这样的特征使得安全装置1能够与图像2紧密地链接，从而使任何分离实际上是不可能的。如果验证，那么这种安全装置1由此以相对特定方式认证其自身的真实性和起源，从而验证图像2的真实性和起源。

这种安全装置1通过执行以下步骤被验证，如图2所示。第一步骤在第一光谱下采集图像2，以便获取第一表示3。第二步骤在第二光谱下采集图像2，以便获取第二表示4。

这种采集通过用希望光谱下的照明照射图像2并且通过通常借助于在所述希望光谱中敏感的图像传感器采集表示3、4来执行。所获取的结果(即，表示3、4)是可以被数字化并存储在计算机存储器中的图像，并且通常以图像的形式(即，二维像素矩阵)被组织。

在本文档中，光谱可以由至少一个光学频带限定。因此，光谱可以是全部或部分红外光谱、或者全部或部分X射线光谱、全部或部分紫外线光谱、或者实际上全部或部分可见光谱、或者上述任何组合。

因此，在光谱(举例来说，诸如红外光谱)中获取表示3、4，假定图像2被覆盖至少希望红外光谱的源照射，并且假定表示借助于至少在希望红外光谱中敏感的传感器(诸如相机)同时被采集。所获取的表示是图像(二维像素矩阵)，其中每个像素都包括单个强度，指示由图像2反映的所考虑光谱中的光辐射。这种表示3、4通常为单色图像的形式。

在至少部分包括可见光谱的光谱的特定情形下，像素可以包括多个强度，指示原色的强度。然后，表示3、4为多色图像的形式，即，采用多个单色图像的叠加的形式，称为分量图像。

如上提到，通过构造，构成图像2的给定分量形成图像2并且使用不同光谱可见。通过比较两个表示3、4将该特征用于验证目的，以便验证两个表示3、4在图形上大致相同。而且，在第二步骤期间，验证两个表示3、4没有彼此相对偏移，因为两个表示3、4之间的距离5保持低于阈值。

因此，如图2所示，验证第一表示3示出与由第二表示4所示的第二图案在图形上大致相同的第一图案。

一旦该第一步骤成功，就可以确定第一图案与第二图案之间的距离并且验证该距离低于阈值。

其遵循当且仅当两个先前测试都成功时，安全装置1被成功验证：第一图案与第二图案在图形上大致相同，并且两个图案之间的距离低于该阈值。

安全装置1按图像2的给定分量在第一光谱下和所述至少一个第二光谱下可见的这种方式设计。理论上，两个表示3、4之间的任何偏移或距离应当为零。为了适应测量和/或计算不准确性，以所述阈值的形式引入公差。尽管如此，该阈值仍应该选择为非常小。为了能够辨别与在第二光谱下可见的图像共同且同时形成在第一光谱下可见的图像的真正设备和在两个步骤中形成在第一光谱下可见的第一图像和在第一光谱下可见且与第一图像对准的第二图像的潜在伪造品，所述阈值适合小于现有生产技术和机器的配准能力。等于10μm(优选等于5μm)的阈值满足该需求，因为无论使用哪种技术，这种配准性能都是不可能的。

已经看到，第一验证步骤主要在于将第一表示3与第二表示4进行比较并且在两个表示之间测试图形同一性(identity)。可以应用许多图像处理技术来进行这样的比较。

在例示性实现中，可以通过利用已知配准算法来识别用于从一个表示3传递到另一表示4的变换来验证两个表示3、4相同。在这种情况下，如果所述变换足够接近恒等变换，则验证成功。这种方法的优点在于识别变换还提供两个表示3、4之间的距离，然后可以将该距离与阈值进行比较，该距离被给出为变换的模量。

当表示3、4中的至少一个是多色图像时，该比较可以应用至所述多色图像的任何一个分量图像，或实际上在多色图像的预处理之后，以便利用无论任何方法(求平均、饱和度等…)来使该图像成为单色。

这两个光谱可以是任意的，提供在这两个光谱中同时可见的可用分量，并且可以被用于形成图像2。

有利的是，为了用肉眼进行某些测试，光谱之一位于可见光谱中。包括在可见光谱中的光谱还呈现在进行采集时简化图像2的照明的优点，因为其可以在日光下或者实际上利用任何常规类型的人造照明来完成。

使用可见光谱的有利之处在于，其可以获取多色表示。如下所述，多色图像可以提供额外验证。

另选的是，光谱之一可以位于紫外线(UV)中。

另选的是，光谱之一可以位于红外线(IR)中。

不位于可见光中的这种光谱提高了安全性，因为伪造者不必然检测到它们正在被使用。它们略微复杂化验证步骤，因为特定照明和采集装置是必要的。尽管如此，仍应观察到，对于身份证件20，诸如边境口岸的检查站点通常已经提供能够执行IR或UV采集的扫描仪。

下面对使其在至少两个光谱下可见的图像2的实现进行更详细描述。

这些实现中的一些固有地或人为地有助于给予图像2频率签名，使得它包括至少一个空间周期。

如上提到的，可以按绝对方式验证图像2的频率签名。

当图像2在至少两个光谱下可见时，其也可以应用相对验证。为此，相同变换8被再次应用至第二表示4。这使得可以获取第二变换10。

基于这些变换9和10，可以验证第一变换9基本上等于第二变换10。

这种等同性可以通过许多方法来测试。如果变换9和10是图像，那么可以对其应用任何图像比较方法，诸如上述用于比较所述表示并验证它们是相同的(配准识别)的方法。

在所有情况下，变换9和10示出了具有显著周期的特性的点。可以使用为变换9和10中的每一个提取一组p个最显著周期的方法，然后比较每组中的p个周期。如果一个变换9的显著周期的至少某些部分在针对另一变换10的该组显著周期中被发现，则认为两个变换等同。

如果发现等同性，则验证步骤是肯定的，并且认为安全装置1被成功验证并且因此有效。否则，该验证步骤为否定，并且安全装置1和/或其真实性是可疑的。

上述验证步骤是相对的，因为它分别比较两个表示3、4的变换9和10。这使得可以验证图像2是否确实关于其在第一光谱中可见的部分3及其在至少一个第二光谱中可见的部分4被共同形成，并且在表示3和4中均可以找到基本相同频谱，指示存在单个原始频率签名5。

对第一变换9执行的绝对验证步骤也可以应用于第二变换10，以便验证基准周期(至少最显著的一个)确实存在于第二变换(10)的周期7中。该第二频率验证步骤用于验证图像2的特定周期性是否对应于发行安全装置1的机构的特定周期性。

在第一实现中，谱变换8被应用于所有第一表示3和/或同样应用于所有第二表示4。

另选的是，在另一实现中，谱变换8被应用至第一表示3的至少一部分和/或第二表示4的相同至少一部分。然后可以将这些部分变换中的每一个与另一表示的部分变换(例如，对应部分变换)进行比较，该比较可以被部分到部分(尽管这不是必需的)和/或到相同表示的另一部分变换被执行。

下面参照图4，对利用谱变换8的验证的优点进行说明。

假设图像2被伪造以便修改其至少一部分11。因此，如图4所示，修改部分11试图修改身份照片中的眼睛。尽管原始图像2并且因此其表示3包括频率签名5，但已经被修改的部分11(无论是添加还是被替换并且无论使用哪种技术)都很可能呈现不同于原始频率签名5的频率签名5'，其包括不存在频率签名5'的情形。因此，比较表示3、4的全部或部分的谱变换9和10必然导致出现可检测差异。

下面描述适于获取包括安全装置1的在第一光谱下和在至少一个第二光谱下可见的图像2的几个实现。

在第一实现中，安全装置1可以是按已知方式通过单色激光蚀刻形成的图像2。这种安全装置1在本技术领域中是已知的并且非常广泛。该原理是具有可以使用激光束生成局部碳化的激光敏感层。因此可以利用激光绘制和形成图像2。该实现使得能够形成诸如身份照片的图像，该图像必须是单色图像。已知的是，图像2的点(诸如被激光变黑)在第一光谱(可见光谱)下可见，而且图像2的点在第二光谱(红外光谱)下也是可见的。

在这一点上，应当观察到，在至少两个光谱中可见的这种特性是已知的并且被检查员使用。对于通过单色激光蚀刻获取的图像，验证该图像在可见光谱下可见，并且其在IR光谱下也可见。这使得检查员能够验证存在的图像确实是通过单色激光蚀刻形成的。尽管如此，目前这种验证纯粹靠人并且是定性的：控制器可视地验证在两个光谱下可以看到该图像。尽管如此，现有技术既不验证两个表示3、4是相同的，也不验证它们的距离低于阈值。本发明提供了一种定量方法，并且有利地使能自动执行那两个操作，并且更加准确并且包括决策作出。

在另一实现中，安全装置1可以是通过彩色激光蚀刻形成的图像2。为此，安全装置1具有包括颜色矩阵的布置。该颜色矩阵是像素表，每个像素包括至少两个颜色子像素，两个颜色有利地是原色并且不同。在第一实现中，该颜色矩阵对激光敏感，以致激光拍摄使得每个像素能够有选择地通过组合子像素的原色来表达色调(hue)。在另一实现中，颜色矩阵对激光不敏感，并且所述布置包括对激光敏感的至少一个层。所述至少一个敏感层布置在该颜色矩阵的上方和/或下方。使用上述单色技术的激光蚀刻然后用于在所述至少一个敏感层中形成单色掩模，从而使得每个像素能够通过组合子像素的原色来选择性地表达色调。

这两个实现使能通过激光蚀刻来形成彩色图像。再一次，通过激光碳化并构成图像2的点在可见光谱下和IR光谱下同时可见。因此，其构成单个分量，该单个分量必须位于第一表示3中和第二表示4中的相同位置处。

在又一实现中，安全装置1可以是通过印刷技术形成的图像2。印刷技术可以是任何印刷技术：胶印、丝网印刷、再转印、升华(sublimination)、喷墨等，只要该印刷技术使用具有在第一光谱下和第二光谱下可见的至少一个分量的油墨即可。结合到油墨中的该分量从而确定可以看到图像2的光谱。因此，图像2可以在可见光谱下不可见，但在IR和UV光谱中可见。图像2的印刷产生在所述至少两个光谱下同时可见的图像点。再一次，图像点是单个分量，其必须位于第一表示3中和第二表示4中的相同位置处。

简化伪造技术在于形成单色图像2。因此，伪造者可能会试图形成单色图像2，这更容易制造或要求更简单工具。因此，可以通过单色印刷替换多色印刷。同样，伪造者可以具有可用单色蚀刻激光器，并且善于使用该技术(这已经相当老了)，并且可能尝试用通过激光蚀刻产生的单色图像2来代替由激光蚀刻产生的彩色图像2，彩色激光蚀刻是一种非常新的技术并且仍然不是很普遍，而且伪造者很可能难以获取。

因此，倘若可信安全装置1具有彩色图像，并且光谱中的至少一个是可见光谱，该验证方法就可以有利地包括验证两个表示3和4在色度上不同的附加步骤。因此，典型地，表示中的一个示出图像2的多色采集，而另一表示(例如，因为其在可见光谱外的光谱中可见)示出单色采集。该验证步骤检查表示之一中确实存在该颜色。在该示例中的表示3、4在色度上不同，即使它们在图形上相同(相同图案)。

该色度差可以通过任何色度处理方法来验证。在一个可能实现中，可以利用CIELab色度模型对表示3、4进行建模。然后可以验证应该为彩色的表示对于系数a和b确实存在通常很高的值，而假设为单色的表示是灰色，并且对于系数a、b呈现较小的值。类似的方法是利用色调、亮度以及饱和度(HLS)模型转换表示3、4，并观察饱和度S的值。

上面描述了使用至少两个光谱可见的安全装置1的三个实现：单色激光蚀刻、彩色激光蚀刻、以及用特殊油墨印刷。

通过单色激光蚀刻形成的图像2具有频率签名5，因为根据拍摄矩阵执行激光拍摄。有利的是，这样的拍摄矩阵(例如，矩形矩阵)是周期性的。由此，在空间上出现每尺度至少一个周期6、7。利用矩形矩阵，由此可以出现沿着第一轴的一个周期6、7和沿着矩阵的另一个轴的第二周期6、7。

因此，如果将谱变换8应用于来自这种图像2的表示3、4，则表示3的变换9等于表示4的变换10。该谱变换8至少显露两个周期6、7，并且对于两个光谱都是这样。如果矩形矩阵平行于图像2定向，并且如果谱变换8是FFT2，则至少一个第一点6、7将出现在纵坐标轴上，表示沿着横坐标轴的周期，并且至少一个第二点将出现在横坐标轴上，表示沿纵坐标轴的周期。

通过彩色激光蚀刻形成的图像通常固有地包括频率签名5，因为使这种彩色图像2能够自我蚀刻的布置包括颜色矩阵。尽管这不是必需的，但为了便于蚀刻，包括颜色的像素和子像素有利地按周期性的方式布置在所述颜色矩阵中。由此，其可以在至少一个尺度上找到对应于像素之间的距离的主周期6、7。而且，每个像素都包括数量为n的至少两个子像素，并且常规地包括四个(青色、品红色、黄色、黑色)，每个子像素都包括一个基色。这n个颜色有利地在空间上均匀分布，从而形成作为主周期6、7的n倍约数的辅助空间周期。

在一实现中，该颜色矩阵布置成行(例如，横行)，以每n个颜色有利地相同重复的序列交替。

该颜色矩阵在理论上仅在可见光谱下可见。尽管如此，通过激光蚀刻形成的点在可见光谱下并且还在红外(IR)光谱下均可见。由此，在蚀刻图像2中，蚀刻点必须布置在颜色矩阵上，因此导致出现颜色矩阵的主空间周期6、7和辅助空间周期。该特征假设蚀刻点的密度是足够的。对于复杂图像并且特别是对于照片，这是正确的。主要空间周期6、7和辅助空间周期均出现在来自使用第一光谱(在此为可见光谱)的表示3的第一变换9中和来自使用第二光谱(在此为IR光谱)的表示4的第二变换10中。

对于可信安全装置1，来自颜色矩阵的相同频率签名5被显露并由蚀刻点显示，并且两个变换9和10应当大致相同。而且，通过谱变换8显露的周期6、7必须对应于频率签名5的主要基准周期(如制作的)并且也是其辅助基准周期(若有的话)。

利用印刷方法形成的图像2不一定具有频率签名5。尽管如此，某些印刷方法可以产生点的周期性布置，其然后形成频率签名5，具有作为点之间的距离的至少一个空间周期6、7。因此，周期性图案形成频率签名5，然后该频率签名可以用于通过应用谱变换8验证安全装置1。

在另一实现中，可以通过印刷周期性图案，在图像2中包括自愿添加的附加频率签名。因此，可以通过利用给定颜色替换某些点或行(有利地周期性地布置)，将频率签名5***到图像2中。因此，像适于通过激光蚀刻形成彩色图像的颜色矩阵，或者实际上在模拟这种矩阵的尝试中，可以通过利用黑色行替换每p行中的一个来修改图像2。这充分少地修改图像2以使该图像保持可用，同时给出在应用谱变换8之后可用于验证目的的频率签名5。

如果图像2也用特殊油墨印刷，则可以根据至少两个光谱，验证从采集导出的两个表示3、4的存在、相似度以及距离。如果图像2或至少所述附加频率签名5利用特殊油墨被印刷，则以这种方式形成的频率签名5在至少两个光谱下可见，并且必须存在于从这两个表示3和4导出的两个变换9和10中，使得这两个变换然后等同。

根据另一特征，图像2表示与安全装置1相关联的所有人的身体的一部分。验证方法还可以包括以下步骤。第一步骤包括从安全装置1的持有者采集该身体的所述部分的图像。第二步骤验证该采集图像与安全装置1的图像2在生物特征上对应。安全装置1的图像2被认为是经授权所有人的表示。因此，如果利用从伴随安全装置1的持有者的直接采集发现生物特征对应关系，则可以认为持有者确实是他或她声称的所有人。

如果图像2在两个光谱下可见，则验证可以重复，验证所采集图像13在生物特征上对应于第一表示3，和/或验证所采集图像13与第二表示4在生物特征上对应。

在此使用的术语“生物特征对应关系”因为将来自持有者的实时采集与和安全装置1相关联的图像2(来自于在发行时并且也许是在一段时间之前执行的采集，致使所有人的外貌可能已经改变)进行比较的这种步骤必须比验证两个图像是否相同更复杂。假设对应生物特征技术是已知的。

这例如应用于身体的一部分是脸的情形，图像2然后表示与所述安全装置1相关联的身份证件20的持有者的身份照片。在另一实现中，该图像可能是眼睛、手指之一或身体的任何其它部分。

因此，该验证方法组合以用于检验的不同方面作为目标的多个验证步骤。验证图像2是可信的，并且自安全装置1被发行以来该图像不可能被修改。还验证持有者对应于所有人。通过这些验证中的每一个提供的保证增强了安全装置1的安全性。

根据另一特征，安全装置1与包括图像2的数字表示的数字存储装置相关联。这种存储装置通常是诸如微电路的安全装置(SD)，提出用于以安全方式访问内部存储器的服务。图像2的数字表示之前由发行安全装置1的当局以受控方式存储。因此，它被认为是所有人的表示。安全方面保证其未被修改。

这样的特征使得可以为安全装置1提供冗余，并且通过借助于以下步骤添加另一验证来添加至该验证方法。在第一步骤中，从存储装置读取图像2的数字表示。在第二步骤中，该方法将该数字表示与一个和/或两个表示3、4进行比较。如果该数字表示与所比较的所有表示3、4大致相同，那么该验证被认为是成功的。

如果执行对持有者的图像的采集，则还可以通过测试从持有者获取的所述图像与来自存储装置的图像2的数字表示之间的生物特征对应关系来添加另一验证。

已经描述了该验证方法的各种特征，本描述继续用于显示每个验证的辨别能力的利用情形。

利用情形A–可信装置

检查具有显示通过彩色激光蚀刻形成的身份照片的图像2以及包含身份照片的数字表示的微电路两者的可信身份证件20。

该验证方法在可见光谱下对图像2进行采集(有利地，为彩色)，以便获取第一表示3，在IR光谱下对图像2进行单色采集，以便获取第二表示4，以及对持有者的脸进行直接采集(有利地，为彩色)，并且从微电路提取数字表示。

第一验证确认(可见)第一表示3在图形上与第二表示4相同且非常接近(IR)第二表示4。

第二验证确认直接采集与(可见)第一表示3在生物特征上对应，并且与(IR)第二表示4在生物特征上对应。

第三验证确认来自微电路的数字表示与(可见)第一表示3相同，与(IR)第二表示4相同，并且与直接采集在生物特征上对应。

第四验证将谱变换8应用于表示3(有利地形成单色的)和表示4，将获取的两个变换9和10进行比较，以便验证它们等同，并且验证检测到的空间周期6、7是所使用的颜色矩阵的频率签名5的周期。原始颜色矩阵的频率签名5的存在(在可见光谱下和在IR光谱下均可见)确保变换9和10等同，并且它们的周期6和7对应于原始颜色矩阵的周期。

第五验证验证彩色表示3与单色表示4在色度上不同。

利用情形B-伪造装置1

身份证件20被伪造，因为该身份证件具有通过印刷形成的图像2。

在本示例中印刷的图像2在IR下呈现不可见性。因此，第二表示4是空白图像。该印刷图像不具有任何频率签名5。

第一验证失败，因为该验证检测到(可见)第一表示3与(IR)第二表示4(其没有内容)之间的差异。

可以假设伪造者形成表示所有人的照片的图像2。第二验证成功，因为发现针对(可见)第一表示3的生物特征对应关系。然而，该验证对于(IR)第二表示4来说失败。

倘若伪造者能够修改微电路中的数字表示，第三验证成功，因为发现用于(可见)第一表示3的身份，并且利用直接采集找到生物特征对应关系。然而，该验证对于(IR)第二表示4来说失败。如果伪造者没有设法修改微电路中的数字表示，那么所有验证都失败。

因为伪造的印刷图像2中没有频率签名5，所以第四验证可以发现两个变换9和10之间的等同性(没有有意义的光谱)，但是在来自可见光谱的变换9中和来自红外光谱的变换10中均无法找到颜色矩阵的周期。

第五验证成功，因为图像2是彩色的。

利用情形C-伪造装置2

身份证件20被伪造，因为该身份证件具有通过单色激光蚀刻形成的图像2。

图像2(这里被激光蚀刻)在可见光下和IR下可见，并呈现相同和重叠(不间隔开)的两个表示3和4。单色蚀刻图像不具有频率签名5。

第一验证成功，因为检测到与(IR)第二表示4相同并叠加在该第二表示上的(可见)表示3。

可以假设伪造者形成表示所有人的照片的图像2。因此，第二验证成功，因为发现针对(可见)第一表示3和(IR)第二表示4两者的生物特征对应关系。

倘若伪造者能够修改微电路中的数字表示，则第三验证成功，因为发现针对(可见)第一表示3和(IR)第二表示4的身份，并且利用直接采集找到生物特征对应关系。

因为伪造的蚀刻图像2中没有频率签名5，所以第四验证可以发现两个变换9和10之间的等同性(没有有意义的光谱)，但是在来自可见光谱的变换9中和来自红外光谱的变换10中无法找到颜色矩阵的周期。在存在频率签名的特殊情形下，其不以任何方式类似于颜色矩阵的频率签名5，并且光谱验证失败。

第五验证失败，因为图像2是单色的。

利用情形D-伪造装置3

身份证件20被伪造，因为该身份证件包括通过印刷形成的图像2，所述印刷包括模拟颜色矩阵的频率签名5的线。

图像2(在这里被印刷)在IR下呈现不可见性。因此，第二表示4是空白图像。印刷图像包括令人信服的频率签名，但仅在可见光下。

第一验证失败，因为该验证检测到(可见)第一表示3与(IR)第二表示4(该第二表示没有内容)之间的差异。

可以假设伪造者形成表示所有人的照片的图像2。第二验证成功，因为发现针对(可见)第一表示3的生物特征对应关系。然而，该验证对于(IR)第二表示4来说失败。

倘若伪造者能够修改微电路中的数字表示，则第三验证成功，因为发现针对(可见)第一表示3的身份，并且利用直接采集找到生物特征对应关系。然而，该验证对于(IR)第二表示4来说失败。

如果印刷的频率签名被充分好地形成以模拟在可见光下的频率签名5，则第四验证可以成功，因为该验证在可见光下发现可接受变换9。然而，第四验证失败，因为IR下的变换10不可接受(没有有意义的光谱)，并且该变换10也不等同于(可见)变换9。

第五验证成功，因为图像2是彩色的。

Claims (19)

1.一种用于验证包括具有签名的图像(2)的安全装置(1)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

·在第一光谱下采集所述图像(2)，以便获取第一表示(3)；

·提取所述签名；以及

·验证所述签名，

其中，

·所述签名是色度的并且包括色板的特定取向，或者

·所述签名是频率签名，所述图像(2)包括至少一个基准空间周期。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述签名是频率签名时，所述方法还包括以下步骤：

·向所述第一表示(3)应用谱变换(8)，以便获取包括至少一个第一空间周期(6)的第一变换(9)；

·验证所述空间周期(6)的值对应于所述基准空间周期的值。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述图像(2)在所述第一光谱下并且在至少一个第二光谱下可见，并且其中，所述方法还包括以下步骤：

·在所述第二光谱下采集所述图像(2)，以便获取第二表示(4)；

·验证两个所述表示(3、4)在图形上相同；

·验证两个所述表示(3、4)之间的距离低于阈值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述阈值等于10μm。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述阈值等于5μm。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，两个所述表示(3、4)之间的距离借助于配准算法来确定，所述配准算法识别所述表示(3)中的一个是另一个表示(4)的图像的变换。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一光谱位于可见光谱中，和/或所述第二光谱位于红外光谱中。

8.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

·向所述第二表示(4)应用相同变换(8)，以便获取第二变换(10)；

·验证所述第一变换(9)等同于所述第二变换(10)。

9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

·验证所述第二变换(10)的空间周期(7)的值对应于所述基准空间周期的值。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述谱变换(8)被应用至所述第一表示(3)的至少一部分和/或所述第二表示(4)的相同至少一部分。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述谱变换(8)应用至表示(3、4)的至少两部分，并且其中，所述方法还包括以下步骤：

·验证不同部分的变换等同。

12.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

·验证所述两个表示(3、4)在色度上不同。

13.根据权利要求3所述的方法，其中，所述图像(2)表示与所述安全装置(1)相关联的所有人的身体的一部分，并且其中，所述方法还包括以下步骤：

·从所述安全装置(1)的持有者采集所述身体的所述一部分的图像(13)；

·验证所采集图像(13)与所述第一表示(3)在生物特征上对应；和/或

·验证所采集图像(13)与所述第一表示(4)在生物特征上对应。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述所有人的身体的一部分为所述所有人的脸、眼睛、或手指。

15.根据权利要求3所述的方法，其中，所述安全装置(1)与包括所述图像(2)的数字表示的数字存储装置相关联，并且其中，所述方法还包括以下步骤：

·读取所述图像(2)的数字表示；

·验证所述数字表示与所述第一表示(3)相同；和/或

·验证所述数字表示与所述第二表示(4)相同。

16.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

·验证所采集图像(13)与所述数字表示在生物特征上对应。

17.一种验证装置，其特征在于，所述验证装置包括用于实现根据权利要求1至16中的任一项所述的验证方法的装置。

18.一种计算机程序，其特征在于，所述计算机程序包括适于实现根据权利要求1至16中的任一项所述的验证方法的逻辑指令序列。

19.一种计算机数据介质，其特征在于，所述计算机数据介质包括根据权利要求18所述的计算机程序。

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