DE69830383T2

DE69830383T2 - Kodierverfahren

Info

Publication number: DE69830383T2
Application number: DE69830383T
Authority: DE
Inventors: Jacques Rivailler
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2018-09-30
Also published as: EP0941518B1; AU9354798A; JP2001508906A; EP0941518A1; CA2273014A1; US6273340B1; JP4452334B2; FR2769107A1; WO1999017251A1; ATE297039T1; DE69830383D1; FR2769107B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beschriften eines Produkts sowie auf ein Verfahren zur Identifizierung von Trägern (beliebiges Objekt, Papierdokument, Pflanze, Tier, Wasser), wobei die besagten Beschriftungsverfahren eingesetzt werden.
Gemäß dem Stand der Technik ist das europäische Patent Nr. 80400952.0 bekannt, das ein Verfahren zum Drucken eines Textes auf ein Trägerblatt beschreibt, das darin besteht, jedem Zeichen, unabhängig von seiner Typographie und seinen Anreicherungen, eine in Zahlen kodierte Zeichenfolge zuzuordnen. Diese kodierten Zeichenfolgen haben für den Leser keinerlei Bedeutung. Sie können hingegen in Drucktypen von einer zusätzlichen Maschine abgeschrieben werden, die eine Kamera umfasst, die die kodierten Informationen erkennen kann, die mit einem bekannten PC-Drucker verbunden ist, der von einem Rechner gesteuert wird, der die Dekodierung der von der Kamera gelieferten Signale übernimmt.
Das oben genannte Verfahren bietet zwei Vorteile. Der erste Vorteil besteht darin, dass es die Beschriftung auf einem beliebigen Träger ermöglicht, insbesondere auf einem Papierträger, in Kurzform und die leichte Nutzung durch einen Computer für die Übersetzung in lesbare Zeichen. Der zweite Vorteil besteht in der Kodierung der Zeichen und der Sicherung der schriftlichen Information sowie ihrer Übertragung via Kabel oder über eine drahtlose Verbindung.
Das oben genannte Verfahren weist hingegen Beschränkungen auf, denn es ist nicht mit der erneuten Abschrift graphischer Informationen, wie zum Beispiel einer Unterschrift oder einem Bild, kompatibel.
Die frühere Technik kennt durch die amerikanische Patentanmeldung US 5 602 382 (Canada Post Corp. – Ulvr Joseph et al) einen Strichcode für die Post, die eine Benutzeridentifizierung des Inhalts der Daten besitzt. Dieses Dokument bezieht sich auf einen Strichcode für Postobjekte, der Striche benutzt, von denen jeder Strich vier mögliche Zustände hat. Zwei unterschiedliche Striche geben den Anfang des Codes an und die beiden gleichen Striche in derselben Reihenfolge geben das Ende des Codes an. Auf die Striche am Anfang folgt eine Bezeichnung des Inhalts der Information (DCI), die die Struktur und die Länge des folgenden Informationsfeldes angibt, so dass dieses Feld, nachdem der Code gelesen wurde, erkannt und korrekt abgelesen wird. Die Benutzung der Bezeichnung des Inhalts der Information (DCI) ermöglicht die Nutzung des Codes für verschiedene Anwendungen, Typ Kunde und Typ Postdienst, für die die Struktur, die Länge und der Inhalt des Codes variieren. Das Informationsfeld kann einen Postcode mit oder ohne Markierung der Adresse enthalten, eine Maschinenbezeichnung-ID, Kundeninformationen und Dienstleistungsinformationen. Der Code kann ein Feld für den Ländercode für die Postobjekte umfassen, die in ein anderes Land versendet werden. Der Code kann auch ein Feld umfassen, das angibt, ob das Codewort vollständig ist oder ob es mit dem folgenden Codewort oder mit dem vorherigen Codewort verkettet sein muss. Der Schutz vor Fehlern wird in allen Fällen durch Nutzung eines Parität-Feldes Reed-Salomon (Parität RS) erreicht, das auf das Informationsfeld folgt. Für die Codes, Typ Kunde, kann dieses Parität-Feld im Vergleich zu dem Feld, das für die Codes, Typ Postdienst verwendet wird, verkürzt werden, denn die Fehlerwahrscheinlichkeit kleiner ist, wenn der Code von dem Kunden gedruckt wird, da letzterer eine größere Kontrolle über die Qualität des Papiers, der Farbe und der überflüssigen Marken usw...hat. Der Anspruch 1 wurde in Bezug auf dieses Dokument begrenzt.
Die frühere Technik kennt auch, durch die amerikanische Patentanmeldung US 5 126 542 (international Data Matrix-Priddy Dannis G et al), einen Binärcode, der dynamisch variierbar und von einer Maschine lesbar ist, einem Verfahren zum Lesen und der Produktion des Codes. Diese amerikanische Patentanmeldung erstreckt sich auf einen Binärcode, der von einer Maschine gelesen werden kann, deren Größe, Format und Informationsdichte dynamisch variierbar sind. Der Binärcode wird durch eine Matrix gebildet, die eine Begrenzungslinie hat und Daten enthält. Die Begrenzungslinie wird mit einem Dichteindex geliefert, zur Angabe der Dichte der Daten, die in der Matrix enthalten sind. Die Begrenzungslinie wird außerdem mit einem Größenindex zur Angabe der Größe der Matrix geliefert. Durch Einsatz des Dichteindex und des Größenindex kann ein Scan-Gerät die Größe und die Dichte der Informationen des Binärcodes berechnen.
Die Verfahren der früheren Technik äußern sich durch die Aufschrift auf einem Träger, wie zum Beispiel einem Etikett, einer Gruppe von Pixel, die normalerweise weiß oder schwarz und im allgemeinen rechteckig, rund oder quadratisch sind. Die Druckfehler können zu teilweisen Überschneidungen benachbarter Pixel führen oder zu Verzerrungen gedruckter Pixel und äußern sich durch fehlerhafte Decodierungen der Information.
Es ist auch die Codierung mit Hilfe eines Strichcodes bekannt, der Gegenstand einer internationalen Normung ist. Diese Strichcodes sind an weit verbreitete Anwendungen angepasst, die einen Konsens in Bezug auf das Codierungsformat benötigen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Verbesserung der Zuverlässigkeit des Lesens von Informationen, die auf einen Träger gedruckt sind und in der Verleihung einer großen Anpassungsfähigkeit der Codierungskonfiguration, wobei das Lesen und die Nutzung des Codes mit einer Standard- und Universalausrüstung genehmigt wird.
Zu diesem Zweck bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren gemäß der Definition in Anspruch 1. Ein Verfahren zur Codierung eines konsistenten Produktes, das darin besteht, auf einer Fläche eines Produktes oder eventuell eines Tieres eine Beschriftung vorzunehmen, die aus mehreren elementaren Zeichen besteht, die zumindest zu zwei unterschiedlichen Arten gehören, wobei die besagte Beschriftung in mehrere Codierungsbereiche unterteilt wird, die jeweils einer kodierten Information unterschiedlicher Art entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschriftung mindestens einen Konfigurationsbereich Cp umfasst, dessen Inhalt für jede Produktpalette variabel und spezifisch ist, wobei der Inhalt des besagten Konfigurationsbereichs mindestes ein Merkmal von mindestens einem der anderen variablen Codierungsbereiche festsetzt, die für ein Produkt einer vorgegebenen Palette spezifisch sind.
Gemäß einer ersten Variante umfasst die Beschriftung mindestens einen Codierungsbereich, der das Format der anderen Codierungsbereiche festsetzt.
Gemäß einer zweiten Variante, die von der ersten Variante nicht ausgeschlossen wird, umfast die Beschriftung mindestens einen Konfigurationsbereich, der die Attribute der anderen Codierungsbereiche festsetzt.
Der Konfigurationsbereich ist vorzugsweise ein Startbereich, der zu Beginn der Beschriftung angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Umsetzungsart umfasst die Beschriftung einen Verschlussbereich, dessen Inhalt durch das Ergebnis einer Chiffrierungsfunktion festgesetzt wird, die bei einem Deskriptor des beschrifteten Produktes angewendet wird. Dieser Verschlussbereich ermöglicht die Überprüfung der Konformität des beschrifteten Produktes und den fehlenden Austausch. Diese Variante ist besonders für die Sicherheitsbeschriftung geeignet.
Gemäß einer bevorzugten Variante erfolgt die Beschriftung in Form einer Matrix aus N Spalten mit M Elementen vor allem binärer Art.
Gemäß einer besonderen Umsetzungsart erfolgt die Beschriftung in Form von Änderungen eines Bereiches eines Bildes, dessen Abmessungen im Vergleich zum Beschriftungsbereich erheblich größer sind.
Die Beschriftung erfolgt vorteilhafterweise in Form einer Vielzahl von Bereichen Z_i, wobei jeder Bereich aus einer Aneinanderreihung von mindestens einem Streifencode B(i)j besteht und jeder Streifencode aus aneinandergereihten N Pixel P(i, j)k besteht.
Die Erfindung wird durch Lesen der folgenden Beschreibung verständlicher, die sich auf ein nicht eingeschränktes Beispiel zur Umsetzung der Erfindung und auf die Zeichnungen im Anhang bezieht, wobei in den Zeichnungen Folgendes dargestellt wird:
1 stellt eine schematische Ansicht des Codes dar, der der Erfindung entspricht;
2 stellt ein Beispiel der Beschriftung eines codierten Produktes dar, gemäß dem Verfahren, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist;
1 stellt eine schematische Ansicht einer Codefolge gemäß der Erfindung dar.
Diese Folge stellt eine Struktur dar, die für jede spezifische Anwendung konfigurierbar ist. Die Folge umfasst einen ersten unveränderlichen Teil 1 dar, der das codierende Element C_D zu Beginn der Folge ist und einen zweiten unveränderlichen Teil 8, der das codierende Element C_F des Beginns und Endes der Folge ist. Diese beiden Teile C_D und C_F sind vorzugsweise asymmetrisch, so dass ein Lesen der Folge in beiden Richtungen und die Festlegung der Leserichtung genehmigt wird, um die Wiederherstellung der Original-Leserichtung zu ermöglichen.
Die Folge umfasst mehr oder weniger einen Teil C_P mit der Konfiguration 2, dessen Ziel in der Festsetzung der Zusammensetzung der übrigen Folge besteht.
Eventuell kann ein zweiter Teil C_P mit einer Konfiguration, die Teil 2 ergänzt, vor dem codierenden Teil C_F 8 vorgesehen werden. Er ermöglicht die Umkehrung der Richtung der Auswertung der Mitteilungskette.
Die Konfigurationsteile legen das Format (Länge, Typ und Art der Information) des mittleren Teils 9 fest, der die Mitteilungskette bildet und zwar sowohl in Bezug auf die Organisation des mittleren Teils 9 als auch in Bezug auf seinen Inhalt.
Die Länge des mittleren Teils 9 ist frei und durch den Inhalt der Konfigurationsteile C_P festgelegt. Dieser mittlere Teil 9 kann einzeln oder in eine Vielzahl von Teilen C_RI 3 bis 6 mit identischen oder ungleichen Längen unterteilt sein.
Der Inhalt und/oder die Länge und/oder das Format jedes Teils C_RI 3 bis 6 wird entsprechend dem Inhalt des Konfigurationsbereichs 2 festgelegt.
Es ist eine Speicherung einer Reihe vordefinierter Formate möglich, die durch genormte Benutzeridentifizierungen aufgerufen werden können. Diese Benutzeridentifizierungen ermöglichen eine Reduzierung der Länge der Konfigurationsfelder C_P und C_P'. Die vorher festgelegten Formate können in einer Datenbank gespeichert werden, auf die ein Interpreterprogramm durch eine direkte oder kodifizierte Adressierung Zugriff hat, um das Format der Mitteilungskette 9 festzulegen.
Wenn das mittlere Feld 9 in eine Vielzahl konfigurierbarer Teile C_RI 3 bis 6 unterteilt ist, kodieren die Bereiche C_P und C_P' die Länge und die Bedeutung jedes Bereiches gemäß einer universellen Codierung für eine Gruppe parametrierbarer Codierungen.
In 2 wird ein Beispiel eines gedruckten Codes bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt.
Der Code wird in Form einer Matrix 11 dargestellt, die aus einer Vielzahl von binären schwarzen oder weißen Elementen 110 besteht und in dem beschriebenen Beispiel eine rechteckige Form hat.
Vor der Matrix befindet sich eventuell ein schwarzer Strich 12, der das Auffinden des Codeanfangs und die Berichtigung von Ausrichtungsfehlern erleichtert.
Die Matrix 11 besteht aus einer Reihe von Spalten 13 bis 16.
Die Spalten mit dem Rang 2n-1, d.h. die erste Spalte 13 und die dritte Spalte 15 bestehen aus einer Reihe binärer Elemente, die einer Codierung entspricht. Zum Beispiel dem Code, der unter dem Namen „ECO" bekannt ist und der eine Codierung der 128 Symbole des Standards A.S.C.I.I. ermöglicht, in Form von Wörtern, die aus 7 sinnvollen Elementen bestehen, zuzüglich einem Kontrollzeichen, das der Parität der 7 sinnvollen Elemente entspricht oder einem vollständigen Byte, d.h. 256 Symbole, wenn das Paritätselement als 8. normales Element(Ipoids 2**8) benutzt wird. Dieser Austausch des Paritätselementes ist umso logischer, wenn man über eine Redundanz in der Größenordnung 2 verfügt.
Die Spalten des Rangs 2n, d.h. die zweite Spalte 14 und die vierte Spalte 16, bestehen aus einer Reihe binärer Elemente, die jeweils dem Kehrwert des Elementes desselben Rangs in der vorherigen Spalte entsprechen.
Das Lesen des Codes erfolgt folgendermaßen:
Man nimmt die Erfassung eines Bildes mit Hilfe einer Kamera, Typ CCD, vor. Das Bild wird gespeichert und eventuell von einem Bildbearbeitungsprogramm entzerrt. Die Entzerrung des Bildes wird durch eine vorhandene erste Spalte 12 erleichtert, die aus einem schwarzen Strich besteht, der als Referenz für die Drehung des gespeicherten Bildes dient.
Das digitale Bild wird dann so analysiert, dass eine Matrix mit einem binären Wert 1 oder 0 erstellt wird. Die Lesefehler sowie die Verschlechterungen des Trägers äußern sich durch fehlerhafte Werte. Die Verschlechterungen wirken sich jedoch auf einen Beschriftungstyp aus, zum Beispiel haben die schwarzen binären Elemente im allgemeinen keine Wirkung auf die umgekehrten binären Elemente, in weiß und umgekehrt.
Auf diese Weise würde eine Änderung des Trägers einen Lesefehler der schwarzen binären Elemente hervorrufen aber würde sich nicht notwendigerweise auf die weißen binären Elemente auswirken. Die Bearbeitung des digitalen Bildes ermöglicht eine Wiedergabe des Original-Codes aufgrund der Redundanz der Information und der Berücksichtigung dieser Regel.
Es ist möglich, eine Überlappung der Spalten der Matrix vorzusehen, um die fehlerhaften Abtastungen zu reduzieren.
Es kann außerdem eingeplant oder werden, dass die symmetrischen Elemente unterschiedliche Abmessungen haben, um die Sicherheit ihrer Erfassung zu steigern oder es können entgegengesetzte Elemente vorgesehen werden, die unterschiedliche Formen haben oder auch Stufen in grau oder in anderen Farben. In diesem letzten Fall ist es möglich, auf einem flachen Träger eine Matrix in 3 oder 4 Abmessungen festzulegen, wobei die dritte Abmessung den Farben entspricht und die vierte Abmessung der Dichte.
Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen des Codierungsverfahrens gemäß der Erfindung.
Eine erste Anwendung bezieht sich auf die Codierung von Zeichnungen und Bildern, zum Beispiel zu Tätowierungs- und Identifizierungszwecken. Die Zeichnungen und Bilder werden immer mehr in der EDV verwendet. Ihre Darstellung im Speicher oder im Netz wirft das Problem der Universalität der Grundcodierung auf. Es ist interessant, diese Darstellung auf eine quasi universell zugelassene und verwendete Codierung zurückzuführen, wie zum Beispiel die von ASCII-Tabellen. Für diese Anwendung besteht die Erfindung in der optischen Analyse einer Zeichnung, wobei man davon ausgeht, dass sie aus ECO-Zeichen besteht, wie in 2 beschrieben, wobei diese Zeichen gemäß zweier senkrechter Achsen einfach und aneinander gesetzt sind. Auf diese Weise wird die Zeichnung in Streifen zerlegt oder wird in Spalten mit 8 Matrizen angeordnet. Letztere entsprechen jeweils eine ECO-Zeichen und können zur Darstellung der 256 möglichen Konfigurationen eines Segmentes von einem Byte beschrieben werden.
Alle EDV-Verarbeitungen, insbesondere Korrektur, Versiegelung oder Komprimierung der Anzahl der Bytes können entsprechend der gewählten Sicherheitsstufe oder der Reproduktionsqualität entsprechend angewendet werden. Diese Methode ermöglicht außerdem die Darstellung einer Zeichnung auf „Papier", nach verschiedenen EDV-Verarbeitungen zur Überprüfung oder Archivierung und sie erneut optisch zu erfassen. Die manuellen Korrekturen können dann berücksichtigt werden. Diese Methode kann zur Codierung der Texte dienen, zum Beispiel der Faxe, um die Sicherung und die Vertraulichkeit der unterstützten Informationen durch Versiegelung und Verschlüsselung zu ermöglichen, ohne Identifizierung der verarbeiteten graphischen Elemente, wie zum Beispiel die alphanumerischen Zeichen und ohne die Risiken der Bilddateien, die aus erneut erfassten Bildern resultieren. Die aus mehreren Stufen bestehenden Zeichnungen können nachgebildet werden, indem die Analyse in mehrere Durchläufe (oder Schichten) aufgliedert wird und zwar so oft, wie Bits vorhanden sind, um die Graunuancen oder die farbigen Nuancen zu definieren.
Eine zweite Anwendung bezieht sich auf die Sicherheit von Schecks. Die Betrüge mit Bankschecks äußern sich durch die Änderung der Referenz des Begünstigten (Personalien und/oder Kontonummer), die Referenzen, die von dem Hersteller von Quittungsmarken erarbeitet wurden (Kontonummer, Schecknummer, usw.), den Betrag des Schecks, den Träger selbst oder die Unterschrift. Die Lösung für diese Art von Unterschlagungen durch das Verfahren gemäß der Erfindung besteht in Folgendem:

– auf die Quittungsmarke und eventuell auf die beigelegten Dokumente die bereits vorhandenen Daten deutlich in ECO-Zeichen schreiben. Diese Lösung bietet ein doppeltes Interesse. Sie ermöglicht eine Erfassung und eine automatische Überprüfung der Richtigkeit und der Kohärenz der Daten auf verschiedenen Verarbeitungsstufen. Sie macht außerdem jede Änderung der Codierungen schwieriger aufgrund der Feinheit der elementaren Punkte und der Berechnungen, die zum Löschen und erneuten Schreiben der Kohärenzkontrollen erforderlich sind.
– Versiegeln der Informationen, dien in ECO-Zeichen geschrieben wurden mit einem digitalen Siegel, der auf der Gesamtheit oder nur einem Teil der Informationenbasiert, die in der Quittierungsmarke enthalten sind.
– Festlegen eines Formates zum Positionieren und Schreiben, das die gesicherte Nutzung der Informationen ermöglicht.
– Festlegen der ECO-Zeichen zur Indizierung, deren Präsenz die Bedeutung der folgenden ECO-Zeichen anzeigt.

Gemäß einer besonderen Anwendung sind bestimmte, zumindest die Anfangsbereiche C_D, C_P und C_R1, bedeutsame Bereiche, die eine Information geringer Dichte enthalten, die mit Lesemitteln mit niedriger Festsetzung genutzt werden können.
Gemäß einer anderen Variante den Code, der außerdem zwischen einem der Bereiche C_D, C_P und C_R1 und dem benachbarten Bereich einen Bereich C_A umfasst, der eine Information enthält, die den öffentlichen Schlüssel bildet, der mit einem Verschlüsselungssystem verbunden ist, von dem der Bereich C_P den Typ bezeichnet.

Claims

(modifiziert) Verfahren für Informationskodierung auf gleich welcher Unterlage (Objekt, Dokument, Pflanze, Tier, jede materielle oder materialisierte Oberfläche welche man als Unterlage bezeichnet) mit Hilfe einer Markierung bestehend aus einer Vielzahl von Elementarzeichen gehörend zu mindestens zwei verschiedenen Typen, die Zeichen sind gruppiert in Kodierzonen, jede Zone entsprechend von den anderen Zonen verschieden kodierte Informationen, die Umwandlung von nicht kodierten Informationen in kodierte Informationen bestehend in der Behandlung von mindestens einem Teil der nicht kodierten Informationen mittels einer Kodierfunktion gebrauchend einen numerischen Stempel als Schlüssel um kodierte Informationen zu produzieren charakterisiert dadurch dass er die Etappen beinhaltet bestehend aus: – Das Format einer ersten Kodierzone zu definieren, besagtes Format enthaltend wenigstens Informationen über den Inhalt besagter Kodierzone und über die Organisation besagter Kodierzone – Erzeugen einer zweiten Kodierzone, genannt Konfigurationssequenz entsprechend besagtem Format der ersten Kodierzone und bestimmend die Eigenschaften der anderen Kodierzonen – Erzeugen einer zweidimensionalen Darstellung besagter ersten und zweiten Kodierzonen.
Verfahren für Informationskodierung nach Anspruch 1 charakterisiert dadurch dass der numerische Stempel sich stützt auf wenigstens einen Teil der nicht kodierten Informationen.
Verfahren für Informationskodierung nach Anspruch 2 charakterisiert dadurch dass der numerische Stempel sich stützt auf die Gesamtheit der nicht kodierten Informationen.
Verfahren für Informationskodierung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche charakterisiert dadurch dass die Markierung außerdem beinhaltet eine Zone entsprechend Informationen bestehend aus einem öffentlichen Schlüssel verbunden mit einer Kodierfunktion.
Verfahren für Informationskodierung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche charakterisiert dadurch dass die nicht kodierten Informationen bestehen aus einem Bild und dadurch dass die Behandlungsetappe außerdem beinhaltet das Zerschneiden der Bilder in Bänder und die Analyse der Bänder als ECO Zeichen.
Verfahren für Informationskodierung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche charakterisiert dadurch dass die nicht kodierten Informationen bestehen im Schreiben auf einen Scheck.
Verfahren für Informationskodierung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche charakterisiert dadurch dass die Elemente definiert sind durch optische Merkmale ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus binären Elementen schwarz und weiß, Farben, optische Dichte und einer Kombination dieser verschiedenen Merkmale.
(modifiziert) Verfahren für Informationskodierung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche charakterisiert dadurch dass besagte zweidimensionale Darstellung eine Matrix ist beinhaltend gerade Kolonnen von binären Elementen weiß und schwarz und ungerade Kolonnen von Elementen weiß und schwarz entsprechend der Umkehr des Elements der vorhergehenden Kolonne.