DE102008007758A1

DE102008007758A1 - Verfahren und Einrichtung zur Authentifizierung von Produkten

Info

Publication number: DE102008007758A1
Application number: DE102008007758A
Authority: DE
Original assignee: VISION TOOLS HARD und SOFTWARE; VISION TOOLS HARD- und SOFTWARE ENTWICKLUNGS GmbH
Current assignee: VISION TOOLS HARD und SOFTWARE; VISION TOOLS HARD- und SOFTWARE ENTWICKLUNGS GmbH
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2009-08-13

Abstract

Zur Authentifizierung eines Produktes durch Verifizierung einer optisch darstellbaren Zufallsstruktur - mit einer Beleuchtungseinrichtung, - mit einer Bildaufnahmeeinrichtung zur optischen Erfassung der Zufallsstruktur, - wobei die Parameter der Beleuchtung und/oder der optischen Erfassung variierbar sind, - mit einer als lesbare Markierung angebrachten Information, wird die Information gelesen und davon abhängig werden Parameter eingestellt, unter denen dann die Beleuchtung bzw. optische Erfassung zur Verifizierung der Zufallsstruktur geschieht. Damit wird eine robuste Authentifizierung auch bei schwierigen Materialien ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft die Authentifizierung von Produkten mittels einer lesbaren Kennzeichnung und einer zufällig variierenden Charakteristik des Produktes.
Nach US 4423415 ist eine Dokumentensystem für ein Blatt eines Mediums beschrieben, das in einem Gebiet eine variierende, zufällige Charakteristik hat und zusätzlich eine maschinenlesbare Kennzeichnung aufweist, welche die Charakteristik des Blattes spezifiziert.
Nach DE 101 62 537 A1 wird zur Authentifizierung eines Dokuments mit einem Substrat mit individuellen Substratmerkmalen vor Herausgabe des Dokuments ein Bild des Substrats aufgenommen, von den Bilddaten wird ein Prüfcodewert abgeleitet, und das Dokument wird mit einer den Prüfcodewert repräsentierenden Markierung versehen (Anspruch 13).
Nach DE 103 45 669 A1 wird auf einem Trägermaterial eines Datenstreifens mit zufälliger Strukturkomponente zusätzlich zu den codierten Daten ein Sicherungscode abgelegt (Anspruch 1), der entsteht durch einen beim Aufbringen der Daten zufällig entstehenden Modulationsanteil (Anspruch 4), oder der als Zufallsprozeß jedem Datenstreifen gezielt eingebaut wird (Anspruch 5).
Die genannten Verfahren haben den Nachteil, daß sie praxisgerecht nur unter leicht reproduzierbaren Bilddarstellungsbedingungen funktionieren, wie z. B. bei Inkjet-Druck auf faserigem Papier. Bei schwierigeren Materialien ist eine zuverlässige optische Darstellung der Zufallskomponente sehr schwierig und damit nicht praxisgerecht realisierbar. Beispiele solcher schwieriger Materialien sind Metallteile, deren zufällige dreidimensionale Oberflächenstruktur es auszuwerten gilt- sei es eine grobe Struktur wie die zerklüftete Oberfläche eines Gußteils oder eine Feinstruktur aus zufälligen kleinen Rissen/Kratzern einer ggf. bearbeiteten Oberfläche.
Nach DE 101 55 780 A1 wird zur Sicherung gegen Fälschung die Dreidimensionalität eines Zufallsmusters verwendet, das sich vorzugsweise im Innern des Objekts befindet (Beispiel: Luftblasen in transparentem Medium). Zur Darstellung der Dreidimensionalität des bei der Kontrolle erfaßten Musters wird das Bildfeld einer Kamera mit zwei oder mehr Beleuchtungen unterschiedlicher Beleuchtungsrichtung beleuchtet (Anspruch 10, 1). Problematisch hierbei ist, daß die optische Darstellung solcher dreidimensionaler Muster und auch dreidimensionaler Oberflächenstrukturen der o. g. Art sehr empfindlich ist gegen auch nur kleine Abweichungen der Aufnahmebedingungen (Beleuchtung, Aufnahmerichtung etc.).
Aufgabe ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Einrichtung zur robusten und für verschiedene, auch schwierige Materialien verwendbaren Authentifizierung.
Die Aufgabe wird gelöst nach den unabhängigen Ansprüchen.
Das System zur Authentifizierung eines Produktes durch Verifizierung einer optisch darstellbaren Zufallsstruktur weist eine als lesbare Markierung angebrachten Information auf, die zumindest teilweise die Parameter beschreibt, unter denen die Beleuchtung bzw. optische Erfassung zur Verifizierung geschehen kann.
Die Verifikationseinrichtung weist auf

– eine Beleuchtungseinrichtung,
– eine Bildaufnahmeeinrichtung zur optischen Erfassung der Zufallsstruktur,
– wobei die Parameter der Beleuchtung und/oder der optischen Erfassung variierbar sind.

Zum Verifizieren wird die Markierung – vorzugsweise automatisch – gelesen, Beleuchtungs- und/oder Bildaufnahme einrichtung werden nach den darin enthaltenen Parametern eingestellt. Dies schließt auch den Fall ein, daß zur Bildaufnahme mehrere Aufnahmen mit verschiedenen Parametern realisiert werden.
Die Markierungseinrichtung weist vorteilhaft, aber nicht notwendiegweise ebenso auf

Bevorzugt wird vor der Markierung durch Durchprobieren mehrerer Beleuchtungs- und/oder Erfassungsparameter und Ermitteln von Parametern, die für die Verifikation gut geeigneten sind, festgelegt, mit welchen Parametern später die Verifikation erfolgen soll. In Sonderfällen stehen die Parameter von vorneherein fest, z. B. wenn sie für bestimmte Produktgruppen vorher getrennt ermittelt wurden.
Die Beleuchtungs und/oder Erfassungsparameter werden auf dem Produkt als lesbare Markierung festgehalten, ggf. mit weiterer Information, die vorliegende Zufallsstruktur und/oder ihre Darstellung betreffend, und ggf. mit weiteren konventionellen Produktdaten. Die lesbare Information beschreibt also zumindest teilweise die Parameter, unter denen die Beleuchtung bzw. optische Erfassung zur Verifizierung geschehen kann.
Enthält die gelesene Information Angaben über die vorliegende Zufallsstruktur und/oder ihre Darstellung, so kann die Verifikation direkt ohne Verwendung einer Datenbank geschehen.
Als Beleuchtungseinrichtung mit parametrierbaren Parametern kann z. B. ein sog. Lichtdom mit schaltbaren, ggf. verschiedenfarbigen LEDs verwendet werden – ggf. auch solche mit unterschiedlich polarisierenden Filtern. Eine weitere Realisierungsmöglichkeit ist ein Spiegelkanal, in den Licht aus unterschiedlichen Richtungen einstrahlt (Vorteil: schlanke Bauweise).
Als Bildaufnahmeeinrichtung, bei der die Parameter der optischen Erfassung variierbar sind, kommen z. B. in Frage: Aufnahmeeinrichtungen mit variierbarer Blende, variierbarem Zoom, variierbarem Betrachtungswinkel. Der effektive Betrachtungswinkel kann vorteilhaft, ohne mechanische Bewegung, variiert werden mit einem Spiegelkanal mit mehrfacher Abbildung des Objekts, wie in DE 10 2006 012 694 beschrieben.
Die lesbare Markierung kann z. B. Klarschrift sein (automatisch gelesen oder durch einen Menschen, der die gelesenen Daten manuell eingibt), ein Barcode, ein 2D-Code, aber auch ein beliebiger Datenträger (z. B. RFID).
Bevorzugt wird eine optische Markierung, wobei zum Lesen der Markierung und zur Aufnahme der Zufallsstruktur die gleiche Bildaufnahmeeinrichtung verwendet wird (Aufwandsminimierung). Bei handgeführten Verifikationseinrichtungen kann so vorteilhaft die Markierung selbst als Lage-Referenz verwendet werden für die Bildauswertung und, besonders vorteilhaft, auch für die Beleuchtung: Auf diese Weise wird die manchmal drastische Abhängigkeit der Darstellung von einer Rotation um die optische Achse beseitigt. Beispiel: die Darstellung von Rissen und Kratzern ist stark von der Beleuchtungsrichtung abhängig; durch Verwenden der Markierung selbst als Rotations-Lagereferenz für die Beleuchtung kann ein Riß immer quer zur Verlaufsrichtung beleuchtet werden, unabhängig von der Drehlage, mit der eine handgeführte Verifikationseinrichtung gehalten wird, und ohne mehrere Richtungen durchprobieren zu müssen.
Zur optischen Markierung werden robuste Codier- und Decodiermethoden empfohlen, da in der Regel hier noch keine angepaßte Beleuchtung realisiert werden kann.
1 zeigt schematisch eine Anordnung mit einer Kamera 1 als Bildaufnahmeeinrichtung, einer Beleuchtungseinrichtung 2, bestehend aus einem Ring von LEDs 3. Auf dem Produkt 8 befindet sich eine Markierung 5 in Form eines 2D-Codes (vereinfacht), außerdem zwei zufällige Strukturen in Form einer Kerbe 6 und eines Risses 7.
Vor dem Beschriften mit dem 2D-Code werden die LEDs 3 einzeln oder in Gruppen geschaltet; dabei werden mit der Bildaufnahmeeinrichtung Bilder aufgenommen und die dabei aufretende Darstellung von Zufallsstrukturen registriert; dieser Vorgang kann automatisiert werden. In diesem Beispiel möge sich die Kerbe optimal darstellen bei Beleuchtung mit LED 3a und ggf. ihrer Nachbarn, der Riß 7 bei Beleuchtung mit LED 3b und ggf. ihrer Nachbarn. Der zugehörige Strahlengang ist mit 4a bzw. 4b skizziert. Nun wird das Objekt mit der Markierung 5 versehen, wobei die Markieurungs-Information diese beiden speziellen LEDs "3a", "3b" umfaßt. Die jeweils dazugehörenden Bilder oder die Bild-Merkmalsdaten der Strukturen 6 und 7 werden in einer Datenbank abgelegt, vorzugsweise werden jedoch zu "3a" und "3b" zugehörige Bild-Merkmalsdaten direkt mit der Markierung gespeichert (ggf. ergänzt durch optional detailliertere Angaben oder kompletten Bildern auf einer Datenbank). Optional werden auch konventionelle Werkstückdaten (Typ-Bezeichnungen, Produktionsdaten etc.) mit der Markierung gespeichert. Die Daten "3a", "3b" beziehen sich hierbei vorzugsweise auf ein durch die Drehlage der Markierung festgelegtes Koordinatensystem. Bei Verwendung eines Lichtdoms anstatt eines LED-Rings beziehen sie sich vorzugsweise auf ein durch Position und Drehlage der Markierung festgelegtes Koordinatensystem.
Zum Verifiziern wird mit einer gleichen oder ähnlichen Einrichtung zunächst die Markierung ausgelesen, sodann werden – im Beispiel mit 2 Schritten – die Beleuchtung 3a und die Beleuchtung 3b aktiviert, jeweils ein Bild aufgenommen und die Struktur mittels bekannter Bildauswertungsmethoden unter Zuhilfenahme der zugeordneten Bild-Merkmalsdaten verifiziert. Die Bild-Merkmalsdaten stammen dabei von der Datenbank bzw. von der aus der Markierung gelesenen Information oder aus beidem.
Natürlich genügt prinzipiell eine einzelnee Bildaufnahme. Natürlich können anstelle einzelner LEDs je nach Art der Zufallsstrukturen auch ganze Muster gleichzeitig geschalteter Beleuchtungen realisiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 4423415 [0002]
- DE 10162537 A1 [0003]
- DE 10345669 A1 [0004]
- DE 10155780 A1 [0006]
- DE 102006012694 [0017]

Claims

Verfahren zur Authentifizierung eines Produktes durch Verifizierung einer optisch darstellbaren Zufallsstruktur – mit einer Beleuchtungseinrichtung, – mit einer Bildaufnahmeeinrichtung zur optischen Erfassung der Zufallsstruktur, – wobei die Parameter der Beleuchtung und/oder der optischen Erfassung variierbar sind, – mit einer als lesbare Markierung angebrachten Information, dadurch gekennzeichnet, daß die Information gelesen wird und davon abhängig Parameter eingestellt werden, unter denen dann die Beleuchtung bzw. optische Erfassung zur Verifizierung der Zufallsstruktur geschieht.
Einrichtung zur Authentifizierung eines Produktes durch Verifizierung einer optisch darstellbaren Zufallsstruktur – mit einer Beleuchtungseinrichtung, – mit einer Bildaufnahmeeinrichtung zur optischen Erfassung der Zufallsstruktur, – wobei die Parameter der Beleuchtung und/oder der optischen Erfassung variierbar sind, – mit einer als lesbare Markierung angebrachten Information, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der gelesenen Information die Beleuchtungs- bzw. optischen Erfassungsparameter zur Verifizierung eingestellt werden können.
Markierung zur Fälschungssicherung eines Produktes anhand Verifizierung einer Zufallsstruktur, die mittels einer Beleuchtungseinrichtung und mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung zur optischen Erfassung der Zufallsstruktur darstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung zumindest teilweise lesbare Information enthält, die Parameter beschreibt, unter denen die Beleuchtung bzw. optische Erfassung zur Verifizierung geschehen kann.