WO2020126926A1 - Kalibrierungsverfahren zur verbesserung der prüfung von authentifizierungsmustern durch digitale bildaufnahmegeräte - Google Patents

Kalibrierungsverfahren zur verbesserung der prüfung von authentifizierungsmustern durch digitale bildaufnahmegeräte Download PDF

Info

Publication number
WO2020126926A1
WO2020126926A1 PCT/EP2019/085129 EP2019085129W WO2020126926A1 WO 2020126926 A1 WO2020126926 A1 WO 2020126926A1 EP 2019085129 W EP2019085129 W EP 2019085129W WO 2020126926 A1 WO2020126926 A1 WO 2020126926A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
recording
distance
recording device
authentication
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/085129
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Weiss
Jan Vorbrüggen
Original Assignee
Schreiner Group Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schreiner Group Gmbh & Co. Kg filed Critical Schreiner Group Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2020126926A1 publication Critical patent/WO2020126926A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/16—Testing the dimensions
    • G07D7/162—Length or width

Definitions

  • the application relates to a method for checking authentication patterns by digital image recording devices, in particular a calibration method to improve this check.
  • Authentication patterns for example noise patterns, are often printed on the surface of goods or other objects or their packaging in order to be able to check the authenticity, the origin of the original manufacturer or other circumstances relating to the authenticity of the goods.
  • Authentication patterns are used in many areas of technology for counterfeit-proof labeling of original products, original packaging, ID cards or other documents that can be potentially forged or otherwise imitated, reused or manipulated by unauthorized persons.
  • documents such as seals, ID cards and access authorizations, medicinal products and vehicle parts are examples of genuine technical products or commercial goods, but the problem exists with products of all kinds. Labels for labeling any products or their packaging (such as medication containers) are often imitated.
  • Authentication patterns to protect against imitation are printed as an image of an original, digital template and contain the finest print structures that can only be reproduced with loss due to digital image capture and printing technology copying. Therefore, only the original copies of authentication patterns printed with the authorization of the original manufacturer, i.e. the real print copies, still have a sufficient similarity to the original digital template, with which the authentication pattern, whether genuine or fake, is compared when its authenticity is checked .
  • the degree of similarity determined by comparison with the original digital template which is often referred to as the Q value or quality value of the respective printed authentication pattern, provides information as to whether the authentication pattern is genuine or imitated.
  • the limit value for the minimum percentage of agreement with the original digital template, so that an authentication pattern can be considered to be genuine is determined and set by the original manufacturer through tests.
  • the readers intended for reading out have a camera with a precisely set shooting distance (object distance from the lens system of the camera) when scanning or photographing, as well as a spacer for pressing on an authentication pattern, which ensures precise adherence to this shooting distance.
  • Some manufacturers of authentication patterns also allow the use of selected smartphone models for scanning or photographing authentication patterns;
  • the application programs provided for this ensure that an approximate shooting distance is maintained, or at least a focus setting or zoom function normalizes or compensates for the shooting distance, which is fundamentally variable on a smartphone.
  • the degree of similarity of authentication patterns can also be determined with a smartphone taking into account the image scale or the shooting distance;
  • the recording parameters of the smartphones can be read out when photographing an authentication pattern, for example the focal length, and taken into account when checking the authentication pattern.
  • an improved method for checking authentication patterns by retrieving calibration data is provided by digital image recording devices.
  • the calibration data retrieved are used to check and / or determine the actual size of a printed or physical authentication pattern as part of the authenticity check.
  • calibration data can be called up from a previous or previous calibration, in which a reference image is used to carry out a calibration of an image recording device, for example a smartphone.
  • Calibration data are calculated and saved for authentication tests at a later date.
  • the physical or figurative reference image is photographed under different recording conditions, and the digital images created are used to perform a calibration between different recording parameters, which, although they are actually already matched to one another on commercially available smartphones, nevertheless deviate from the factory setting, in particular can lead to an improved adjustment, with the result that the actual size of an object later photographed with this (or an identical smartphone), in particular an authentication pattern, can be determined using an accuracy that is at least as high, but often still higher Factory-set smartphones. This increases the precision of a later verification of an authentication pattern.
  • the calibration data obtained in this way can contain, for example, an optimal combination of these and / or other recording parameters, for example assignment between optimally combined values of two or more recording parameters; for example as a mathematical function or as a tabular assignment of these values.
  • FIG. 1 shows an object shown only schematically, which has a printed copy of a noise pattern used for authentication
  • FIG. 2 shows a typical arrangement when recording a digital image of this print copy of the noise pattern using a smartphone or other image recording device
  • FIG. 3 shows a schematic sequence of lossy reproduction steps in the production and, if necessary, later duplication of one for authentication purposes, the noise pattern in printed and / or digital form
  • FIGS. 4A to 4E show various template and reproduction stages shown in FIG. 3 using the example of an example Authentication noise pattern
  • FIG. 5 shows an exemplary reference image for the measurement-related determination of calibration data
  • FIGS. 6 and 7 show an exemplary embodiment with regard to the procedure for creating digital images from the reference image in order to obtain calibration data
  • FIG. 9 shows the best possible assignment of the recording distance and varied focus settings obtained from the interpolation curves in FIG. 8, and an interpolation curve here from.
  • the checking of authentication patterns for example noise patterns, which represents the preferred application of the proposed method, is explained with reference to FIGS. 1 to 4E.
  • the method has other uses; for example quality measurements on lettering images or on other printed (i.e. typographically realized and thus embodied as a printed copy) motifs, e.g. on a Siemens star or on another visual, e.g.
  • Authentication patterns consist of areas that are black or at least dark and white or light.
  • noise patterns consist of a large number of small, mostly square, elementary surfaces, of which approximately half are black and the other half are white and the distribution of light and dark contrast surfaces is apparently chosen at random.
  • QR codes that are made up of relatively large, individually recognizable elementary surfaces, for example to open an internet link and / or call up information by graphing them with a smartphone etc.
  • QR codes that are made up of relatively large, individually recognizable elementary surfaces, for example to open an internet link and / or call up information by graphing them with a smartphone etc.
  • the high density of the contrast surfaces in the real printed copy of the authentication pattern guarantees that the printed pattern on the object, its packaging or its label, even if the most modern equipment is used, for example for scanning or otherwise digitally capturing the printed noise pattern, is never reproducible without loss.
  • the loss of correspondence is such that when digital photography or scanning is performed only once, namely at least a certain degree of similarity (for example 70 or 80%; depending on the authentication pattern) is exceeded.
  • the imitator must obtain at least one genuine print copy of an authentication pattern and record it digitally, ie take photographs or scan it and, after processing the image accordingly, use it to produce one or more print copies of a quasi "second generation" type, which imitation should serve. If such a second-generation print copy is photographed or digitally recorded a second time to check its authenticity, there is an additional loss of information due to the repeated photographing and the subsequent, repeated printing process for the imitated print copy. As a result of the now further reduced degree of similarity, the second-generation printed copy can be recognized as an imitation and, if necessary, a forgery.
  • the user of a reader for authentication patterns, a scanner intended for this purpose or a smartphone with appropriate software equipment can, for example, use the electronic key to access the Internet and / or other data to download or generate the original digital noise pattern, i.e. Obtain a digital copy of the printed copy to regenerate this original digital copy on his smartphone or other image capture device and compare his digital photo with it.
  • the calculable degree of similarity also called Q-value or quality value and often expressed as a percentage (corresponding to theoretically 100% with complete agreement), provides information as to whether the photographed printed copy is genuine (ie a first-generation print copy) or imitated (ie a copy) Print copy of at least the second generation).
  • a limit value (Qmin) is often specified, which indicates the minimum required degree of similarity (for example, 75%) so that the printed copy can be considered genuine; Digital photos of printed copies with a lower degree of similarity to the electronic original indicate that the photographed printed copy is not an original printed copy of the authentication pattern.
  • FIG. 1 shows a schematic top view of the surface 101 of an object 100 which is provided with an authentication pattern A (here a noise pattern).
  • the noise pattern A can be, for example, a security feature 10 which serves to check the authenticity of the object, ie to check whether this specific object is not an unauthorized copy, forgery or other imitation.
  • the authentication pattern A can be used to retrieve information, for example via the Internet, to view and, if necessary, change a database, to exchange other information or to notify the manufacturer, etc. serve. However, this is not necessary.
  • the authentication pattern A can be used to grant or obtain access authorization, for example in a building or to an ATM, or for another authorization of the owner or user.
  • the article 100 provided with the authentication pattern A can be a document or ID or any other article 100 or a packaging thereof, alternatively also a label stuck onto or onto the article 100 or to be stuck on, ie intended for later stucking.
  • the authentication pattern A is a printed pattern, ie a print example P; For example, a contrast pattern of monochrome, dark or black, approximately square pixel areas and corresponding recesses gene between them.
  • the authentication pattern A can also be etched, lasered or engraved, for example in a metallic surface towards or below a surface, but from this it is visible and / or digitally detectable.
  • the authentication pattern A can be provided on flat surfaces as well as curved surfaces, for example of a vehicle part or a pharmaceutical container.
  • the object 100 can have a print 102 on its surface 101, which, for example, has inscriptions in the form of alphanumeric characters and images, graphics or other graphic or visual elements, in particular if the object is or comprises a label.
  • the authentication pattern A can be an additional, separate element of such printing 102; alternatively, the authentication pattern A can also be combined with alphanumeric or other, for example graphic, elements of the printing 102, for example combined with it; so the noise pattern can form part of a more complex labeling or printing pattern or vice versa. For example, actually homogeneous partial areas of alphanumeric or graphic elements can be further subdivided by the noise pattern without the legibility or clarity of these elements being significantly impaired.
  • the surface 101 of the object 100 In contrast to the original, digital image template DO (cf. FIG. 3), which defines the noise pattern, the surface 101 of the object 100 only bears a printed copy P, ie an objectively and permanently embodied that is produced by a printing technique or another method Image of the digital template of the noise pattern. If the print copy P is an authentic, original print copy PI of the first generation, it was printed directly by the manufacturer or authorized dealer based on the original digital template DO. Otherwise, however, it is a printed copy P2 of the second generation, which represents an unauthorized copy or an indirect copy of an original printed copy PI of the first generation created by the manufacturer for test purposes only.
  • Such a copy P2 has greater deviations from the original digital template DO, which cannot be seen with the naked eye, but can be determined by photographing or scanning and then calculating a degree of similarity Q. At first, however, it is uncertain whether there is an authorized printed copy PI or an imitated P2.
  • FIG. 2 shows a typical arrangement for creating a digital image B from an existing print copy P of an authentication pattern A, which is used for authentication and in particular serves as security feature 10.
  • the photographic copy P is photographed or scanned, for example, with the aid of a smartphone 60, with a built-in or separate digital camera 70 or with another image recording device 50, for example with a scanner 80 or a specially designed reader 90.
  • those for reading, ie pictorial capture and evaluation of authentication patterns are constructed and placed on or pressed onto them for photography.
  • FIG. 3 schematically shows the relationship between different reproduction steps, starting with the original digital template DO, a first-generation printed copy PI originally produced from it, which embodies the authentication pattern A (for example a noise pattern serving as a security feature).
  • PI becomes a digital image B
  • B l created, which has deviations from the digital template DO and the digital image B1 itself, inherent deviations resulting from the printing of the printed copy PI; Both are inevitable, but manageable, so that when comparing the digital image Bl with the original DO, a quality or Q value, ie a degree of similarity Ql of the digital image Bl, can be achieved or demonstrated, which lies above a predefinable reference or limit value Qmin .
  • Q1 can have a value of 80%.
  • a digital template Dl created in this case for imitation purposes
  • the test person creates a digital image B2, which in this case is, however, only a second generation digital image and all deviations from the printed copy P2 second generation, which resulted from the two print reproduction, contains and can only have a lower degree of similarity Q2 ⁇ Ql.
  • a comparison with a limit value Qmin will show that the checked print copy P2 is not a printed copy PI authorized by the manufacturer or otherwise authorized.
  • the calculation of the quality grade Q serves as the basis for a result or an evaluation result E (Q), which indicates whether the photographed print copy P is an authentic, original copy or a printing copy of such. This prevents or at least makes it more difficult to output imitations of original prints as original prints.
  • FIGS. 4A to 4E show different submission and reproduction levels using the example of an authentication pattern A, which is used, for example, for checking the authenticity. It is designed as a noise pattern here, but any other two-dimensional motif can also be selected, including one that is colorful instead of black and white; this also applies to all other figures and other exemplary embodiments of this application.
  • Figure 4A shows schematically (in a greatly enlarged detail view) an authentication pattern A as an original, geometrically defined digital template DO, which serves as a template for the printing or other production of a security feature 10 on at least one object to be authenticated and for example in a database of the Manufacturer saved and can be used or restored by a reader or smartphone with the help of an access code or key for comparison purposes.
  • FIG. 4B to 4E show different forms of reproduction and further forms of template that can be produced from this original digital template DO.
  • FIG. 4B shows a print copy PI of the authentication pattern A, which is created directly from this original template DO according to FIG. 4A, as it is embodied permanently and against the surface or another area of a label, a packaging part or any object, for example as printing.
  • FIG. 4B shows a section of this first-generation printed copy PI of a photograph taken with a microscope. Irrespective of the distortions caused by the microscope image, it can be guessed that the very first printing reproduction PI entails certain information losses or deviations from the original digital template DO.
  • FIG. 4C also shows a printed copy PI created directly from the original template DO according to FIG. 4A; but now in the form of a scan Bl obtained with a reader.
  • the loss of information compared to the original digital template is much greater here.
  • a scan of a reader FIG. 4C
  • a microscopic image as in FIG. 4B; at least for reproduction purposes, the microscope is the more suitable image recording device.
  • Figures 4B and 4C do not show the printed copy of the first generation PI itself, but only digital recordings of it, as is already evident from the different levels of information loss.
  • the first generation printed copy PI itself cannot be shown here (simply because of the much smaller real dimensions), as it e.g. is firmly printed and embodied on the object, for example on an original, original packaging.
  • the microscope image from FIG. 4B is not yet referred to as a first-generation digital template, because the microscope image from FIG. 4B must first be subjected to computational image changes before (as shown in FIG. 4D below) a usable (eg, higher-contrast) digital template second generation Dl can arise.
  • FIG. 4D shows such a second-generation digital template D1, which was calculated from the microscopic image from FIG. 4B and which can now be used for repeated printing reproduction, which then results in the second printing reproduction P2.
  • the printed copy of the second generation P2 itself cannot be represented either, since it is printed and embodied on the other object, for example on a reproduced, no longer original packaging.
  • FIG. 4E shows a digital image B2 (here a microscopic digital image) recorded with an image recording device 50 (see FIG. 2), which was recorded by the second-generation printed copy P2.
  • this second generation digital image clearly has greater information losses than the first generation digital image, which was also recorded with a reader (FIG. 4C); when comparing D1 and / or D2 with the original digital template DO (FIG. 3), the respective loss of information can be calculated as a degree of similarity or a Q value.
  • a manufacturer, dealer, buyer, customer or other (test) person creates a digital image B by photographing or scanning the printed copy P without knowing whether the present printed copy is an original printed copy of the first generation PI or a is a second-generation P2 copy that has only been created by reproducing.
  • This comparison is only possible with the comparison with the original digital template DO, which provides the degree of similarity Q.
  • the degree of similarity Q of the digital image with the original digital template DO is used to evaluate whether the printed copy P is an authentic copy authorized by the manufacturer PI or only an imitation P2 created by repeated reproduction.
  • the procedure of this application makes this assessment more reliable and objective than before.
  • the comparison of a digital image B with the original digital template DO from FIG. 4A is conventionally carried out according to criteria based on the structure of the digital template D created for testing; DO result.
  • Appropriate algorithms are used which, for example, make a comparison in blocks of nxn pixels between the present digital image B and the original digital template DO.
  • Q 100%
  • realistic values are, for example, at a value of 80%.
  • the maximum possible degree of similarity can for example at a value of 70%.
  • a threshold Qmin is usually defined in the middle between the two values (here at 75%), which serves as a differentiation threshold between authorized, genuine PI and imitated print copies P2.
  • a calculated degree of similarity Q of a compared digital image B 1 or B2 is always associated with a certain, ultimately unavoidable uncertainty, since neither the conditions in the printing or other production of the printed copy (first and possibly also second generation) nor the conditions in the creation of the Digital images (Bl; possibly also B2) are known, in particular are not individually traceable or can only be separated from one another.
  • the procedure for checking authentication patterns explained with reference to FIGS. 1 to 4E presupposes that the pattern available as a printed copy has a standardized size, i.e. Area dimension of the pattern and associated with it a standardized density of the pattern structures, so that the planned reproduction losses provide reliable information about the authenticity of the authentication pattern.
  • the manufacturers or users of authentication patterns for the smartphone models approved for authentication pattern testing specify that a certain shooting distance, a certain focus setting (in particular no minimum focus setting, which can usually be read as a dimensionless number) and / or a certain focal length (in the case of a smartphone with a camera capable of manual zooming) is maintained; only if the size specifications for these recording parameters (combination) are observed is an image with a predetermined imaging scale and thus with compliance with a predetermined, not artificially enlarged object or object size (in particular the printed copy P of the authentication pattern A) guaranteed.
  • the autofocus of a smartphone usually optimizes the sharpness of the picture, regardless of how far the photographed object is from the camera.
  • the focus setting resulting from the autofocus procedure can usually be read out.
  • smartphones also provide a value for the focal length of the currently set optical system, i.e. the distance between the main plane of the objective lens and the plane of the sharpest image.
  • the focal length is not always available, and even in these cases it is uncertain whether the value provided for the focal length also corresponds to the actual conditions, as is known from numerous counterexamples.
  • FIG. 5 shows an exemplary reference image R that can be used for the calibration method; it does not need to be an authentication pattern itself, only its actual size is relevant.
  • the reference image R in the sense of this application does not only refer to an actually pictorial object, ie a photo, printout, printout or otherwise a flat representation (for example on paper, cardboard or foil), but the reference image R can also be a reference object be or include one; for example (as seen in Figure 5) a ruler with a centimeter scale.
  • a rectangle of known, verifiable edge lengths is shown in FIG. ches (reference) image used; however, it can also be used as a reference object without an objective centimeter scale or instead only the ruler or another object with at least one known dimension can be used.
  • the method now explained is a calibration method, but in a different way than the calibration method used in the context of the production of smartphones.
  • a smartphone would be programmed in such a way that optimized combinations of shooting parameters when photographing, etc. were maintained.
  • the method proposed here is not one that would change or cancel the coordination of recording parameters with one another, which is determined by the manufacturer's internal factory settings;
  • the smartphone used for the calibration process will generally not experience any change - even in the case of photos taken with it in the future.
  • the calibration proposed here does not even change another smartphone of the same design, which will be used later for checking recording parameters, in the way that would normally be expected with a “calibration”;
  • the smartphone will also work with the device's own combinations of recording parameters set by the manufacturer whenever it creates a digital image of an authentication pattern or another object.
  • the present calibration method in particular the use of the retrieved, previously determined and (for example on the Internet or at another storage location of the use of authentication patterns) stored calibration data leads to the fact that if the same or an at least identical smartphone later an authentication pattern available as a print copy photographed and its actual size checked, this check is not based on the device's own manufacturer-made combinations of recording parameters (which are still set up and valid in this smartphone and are used for every digital photo, and although all photos of the printed authentication patterns were recorded with the device's own parameter combinations), but based on the calibration data obtained using the method described below.
  • the smartphone then abstracts from its own operating data or recording parameters, at least for the purpose of checking the size of the printed copy, but continues to work, in particular also during the photographing of the printed copy, unaffected by the calibration data.
  • a recalibration or recalibration of the smartphone does not take place with the calibration data, but rather a change in the calculation basis for the determined, ie - as far as he knows from the smartphone used - actual size (for example the actual length, width and / or Height dimension) of the authenticity pattern checked or to be checked.
  • the authentication pattern can be photographed with the autofocus function switched on; as before - as described below - the reference image or reference object (possibly also reference pattern) R.
  • a plurality of digital images r is created from the reference image or other reference object R from FIG. 5, as shown schematically in FIGS. 6 and 7.
  • all digital images rl,... are created with a constant recording distance, that is, with unchanged object g between the reference image R from FIG.
  • a different value of the focus setting F ie a varied focus or focus value, is set, which is shown in FIG. 7 as an example in the form of natural numbers 4, 5. 6,7,8,9, 10 (which do not represent any reference signs in the actual sense) is shown.
  • the position of the focus plane in front of the camera also changes, that is, the object width at which the sharpest image is actually or would be expected with the focus value selected in each case.
  • These sharpness levels (or levels or distances of maximum sharpness of the associated digital image), that is to say the respectively optimal object widths g, are therefore sometimes closer to or sometimes further away from the camera 70, and only in the ideal case of an optimal coordination of the recording parameters, in particular here Focus value F and the object distance g on top of each other lies the object distance g, which delivers the sharpest digital image, especially with the value for g already automatically set on the device side (in FIG. 7, therefore, according to a focus value of 7).
  • Figure 7 is not drawn to scale; in particular, the distances between the focus levels for different focus values F are greatly exaggerated compared to the overall distance from camera 70 of smartphone 50; 60 (or also from its image sensor 75). However, in practice it can happen that, for example, at small shooting distances, measurable differences, ie offset shifts, occur between the factory-selected shooting distance g and the ideally changed shooting distance based on the calculation explained below.
  • the degree of similarity or quality value Q itself can be used as a measure of its image sharpness, especially since only different photos of the same reference or test object are to be compared with one another, but (at least not yet here) that Authentication pattern with a real digital template.
  • various methods can be used to measure the sharpness of the photos rl, r2, ... of the reference object R; these methods differ in the steepness of the sharpness measure S around the sharpest possible recording. Under the Assuming that you are already close to the sharpest possible image, the steepest dimension in this area is best suited.
  • the Laplace filter is preferably used to calculate the focus; this is calculated, for example, in a discrete form according to:
  • L (x, y) I (x, y) .h (x, y) is calculated and its contribution, in particular its amount or determinant value, is summed up for all pixels distributed over the M rows and N columns of the digital image B1.
  • This sum formation only takes into account the contribution of those pixels for which
  • T only pixels in the region of large local changes in brightness are typically taken into account.
  • another filter such as an edge filter, can also be used, in which different and / or different numbers of neighboring pixels can also be taken into account and multiplied by the above or other numerical values.
  • FIG. 8 shows the values for the image sharpness s of the digital images r of the reference object R calculated in this way, namely for varying focus values F for each fixed recording distance g (see FIG. 7). This series of measurements was repeated in addition, also for differently set recording distances g (here of 60, 67, 72 and 77 millimeters) that were constant during the variation of the focus values F.
  • the image sharpness values obtained are compared with one another and the focus setting belonging to the greatest image sharpness is selected for each series of measurements.
  • This focus setting forms the x coordinate of the vertex of the quadratic or other (polynomial) function and would actually be the optimal focus setting for the selected image distance g.
  • FIG. 9 shows the plot of the recording distances g as a function of the optimal focus distances from FIG. 8 determined in this way.
  • a mathematical function is in turn fitted to this data, e.g. a 3rd degree polynomial.
  • This function now shows the ideal course of the shooting distance g and focus setting F from each other, i.e. the ideally carried out (but not necessarily also actually carried out and implemented by the smartphone) assignment of these two parameters (and in the general case additionally possibly also the focal length f) to one another.
  • This ideally set parameter combination according to FIG. 9 can be used for a
  • the recording distance g and the focus value F can be either a polynomial or other mathematical function or in tabular form as a large number of value pairs or value n-tuples, and / or data derived therefrom serve as calibration data.
  • these data are subsequently identified with the addition “ref” (for “reference”) to separate them from those data and recording parameters to be distinguished from those digital images which are to be evaluated later (as described below) when an authentication pattern or another object (as described with reference to FIGS. 1 to 4E) is photographed with a smartphone that works with the smartphone used to generate reference data least identical or provided with an identical camera.
  • the calibration data should be used in particular for checking the actual size of the authentication pattern or printed copy in order to increase the accuracy of this size determination.
  • the identical smartphone 50; 60 can, for example, call up the calibration data and use it to photograph the authentication pattern A at the recognized or set recording distance with an improved focus setting (as preset on the device side) in order to obtain and / or select an even sharper digital image of the pattern and with the Compare original original artwork.
  • the calibration data can be used (either by using the identical smartphone itself or by a computing unit on the Internet), using the focus setting to calculate the shooting distance to the level of the sharpest image and from this the absolute object size G.
  • this provides an at least as precise, but often more precise value of the actual size of the authentication pattern A than without calling up the calibration data.
  • the method (according to claim 8 ff.) Can be carried out, for example, as follows:
  • Focus setting F is determined or read out or at least recorded.
  • the auto focus function of the smartphone 60 or its built-in camera 70 is preferably used, which usually selects already well set but not necessarily optimal focus value F for the recognized shooting distance from the object or printed copy. This focus setting F selected by the auto focus function is thus determined for the purpose of further calculation or is simply acquired directly.
  • the smartphones, cell phones or other image capture devices 50; 60 have a fixed focal length f, which is mechanically unchangeable at least during the image recording, is the actual object size G to be determined from the recording distance g when photographing the printed copy P or A and the number of pixels n of the object in the image B using the calibration data a ref and g ref can be calculated, namely according to
  • G n / a.
  • This object size of the printed copy calculated in this way is at least as precise, but often even more precise than the value calculated only with the device-specific parameter combinations.
  • the calculated object size of the printed copy is checked, for example by comparing it with a predetermined target size corridor for permissible sizes of printed copies of authentication samples, the decisions and / or measures based thereon (e.g. with regard to the recognition of the sample as genuine or alternatively the rejection of the sample as false) ) hit or displayed with greater reliability than before, which is a safety advantage over
  • Camera model (which according to FIGS. 5 to 9 is carried out at an earlier point in time, for example only once) preferably not only the relationship between the Focus setting and the image distance of the greatest sharpness determined (approximately by
  • Assignment of the ideal image distances per focusing value), but alternatively or additionally also the respectively assigned for a selected (reference) recording distance, i.e. achieved values of the (reference) image resolution are determined and stored as calibration data or as part thereof.
  • the actual image distance can be calculated from the focus setting using the calibration data and then the image resolution a of the digital image of the object to be checked can be calculated using the reference image resolution with an identical (reference) image distance.
  • the actual size G of the object (to be specified in metric or in other length units such as mm, cm, inch, etc.) for the object to be examined in the digital image to be checked can be calculated on the basis of its image size within the digital image (in pixels).

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Prüfung von Authentifizierungsmustern (A) vorgeschlagen, wobei das Verfahren zumindest umfasst: - Erstellen zumindest eines Digitalbildes (B) von mindestens einem Authentifizierungsmuster (A), das als Druckexemplar (P) in gedruckter oder sonstiger körperlicher Form ausgebildet ist, mit einem digitalen Bildaufnahmegerät (50), insbesondere mit einem Smartphone (60), - Prüfen der Authentizität des Authentifizierungsmusters (A), einschließlich - Ermitteln der tatsächlichen Größe (G) des gedruckten oder in körperlicher Form ausgebildeten Authentifizierungsmusters (A), wobei überprüft wird, ob die ermittelte Größe (G) des Authentifizierungsmusters (A) mit einer vorgesehenen Größe echter Authentifizierungsmuster und/oder einer vorgesehenen Bandbreite für die Größe echter Authentifizierungsmuster übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der tatsächlichen Größe (G) des Authentifizierungsmusters (A) das Abrufen von Kalibrierungsdaten umfasst, die - mit diesem Bildaufnahmegerät (50), - mit einem damit baugleichen Bildaufnahmegerät (50) oder - mit einem zumindest mit einer baugleichen Kamera (70) versehenen Bildaufnahmegerät (50) gewonnen und gespeichert wurden.

Description

Beschreibung
Kalibrierungsverfahren zur Verbesserung der Prüfung von Authentifizierungsmustem durch digitale Bildaufnahmegeräte
Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Authentifizierungsmustem durch digitale Bildaufnahmegeräte, insbesondere ein Kalibrierungsverfahren zur Verbesserung dieser Prüfung.
Authentifizierungsmuster, beispielsweise Rauschmuster werden häufig auf die Oberfläche von Waren oder sonstigen Gegenständen oder deren Verpackung aufgedruckt, um die Echtheit, die Herkunft vom Originalhersteller oder sonstige die Authentizität der Ware be treffende Umstände überprüfen zu können. Authentifizierungsmuster dienen in vielen Ge bieten der Technik zur fälschungssicheren Kennzeichnung von Originalprodukten, Origi nalverpackungen, Ausweisen oder sonstigen Dokumenten, die potentiell gefälscht oder auf sonstige Weise unbefugt nachgeahmt, wiederverwendet oder manipuliert werden können. Neben Dokumenten wie Siegeln, Ausweisen und Zugangsberechtigungen seien hier als ei gentliche technische Produkte bzw. Handelsgüter exemplarisch Medikamente sowie Fahr zeugteile genannt, das Problem besteht jedoch bei Produkten jeder Art. Auch Etiketten zum Etikettieren beliebiger Produkte oder ihrer Verpackungen (etwa von Medikamenten- behältern) werden oft nachgeahmt.
Zum Schutz vor Nachahmung dienende Authentifizierungsmuster werden als Abbild einer ursprünglichen, digitalen Vorlage gedruckt und enthalten feinste Druckstrukturen, die durch digitale Bilderfassung und drucktechnisches Kopieren nur verlustbehaftet reprodu zierbar sind. Daher besitzen nur die ursprünglichen, mit Autorisierung des Originalherstel lers verdruckten Exemplare von Authentifizierungsmustem, d.h. die echten Druckexemp lare, noch eine hinreichende Ähnlichkeit mit der ursprünglichen Digitalvorlage, mit der je des Authentifizierungsmuster, ob echt oder unecht, verglichen wird, wenn seine Echtheit geprüft wird. Der durch Vergleich mit der ursprünglichen Digitalvorlage ermittelte Ähn lichkeitsgrad, der oft als Q-Wert oder Qualitätswert des jeweiligen gedruckten Authentifi- zierungsmusters bezeichnet wird, gibt Auskunft darüber, ob das Authentifizierungsmuster echt oder nachgeahmt ist. Der Grenzwert für das prozentuale Mindestmaß an Übereinstimmung mit der ursprüngli chen Digitalvorlage, damit ein Authentifizierungsmuster als echt gelten kann, wird seitens des Originalherstellers durch Versuche ermittelt und festgelegt.
Prinzipiell ist es möglich, eine vergrößerte Kopie eines echten Authentifizierungsmusters herzustehen und mit vergrößerter Aufnahmedistanz zu fotografieren oder zu scannen; da auf einer vergrößerten Kopie feinste Druckstrukturen präziser reproduzierbar sind als bei Reproduktion im Maßstab 1 :1, wäre damit ein höherer Ähnlichkeitsgrad erzielbar als mit einem Muster in der verdruckten Originalgröße. Um dies auszuschließen, besitzen die zum Auslesen bestimmten Lesegeräte eine Kamera mit präzise eingestelltem Aufnahmeabstand (Gegenstandsweite vom Linsensystem der Kamera) beim Scannen bzw. Fotografieren so wie einen Abstandshalter zum Aufdrücken auf ein Authentifizierungsmuster, der die prä zise Einhaltung dieses Aufnahmeabstands sichersteht.
Einige Hersteller von Authentifizierungsmustern lassen auch die Verwendung ausgewähl ter Smartphone-Modelle zum Scannen bzw. Abfotografieren von Authentifizierungsmus tern zu; die dafür zur Verfügung gestellten Anwendungsprogramme stellen sicher, dass ein ungefährer Aufnahmeabstand eingehalten oder zumindest eine Fokuseinstellung oder Zoom-Funktion den beim Smartphone grundsätzlich variablen Aufnahmeabstand normiert oder ausgleicht.
Daher kann der Ähnlichkeitsgrad von Authentifizierungsmustern auch mit einem Smart phone unter Beachtung des Abbildungsmaßstabs bzw. des Aufnahmeabstands ermittelt werden; insbesondere können unter Umständen die Aufnahmeparameter der Smartphones beim Abfotografieren eines Authentifizierungsmusters, etwa die Brennweite ausgelesen und bei der Prüfung des Authentifizierungsmusters berücksichtigt werden.
Obwohl dadurch das Risiko irrtümlicher Fehlbewertungen des Ähnlichkeitsgrades von Au- thentifizierungsmustem ausgeschlossen scheint, ist dennoch denkbar, dass eine Restunsi cherheit hinsichtlich der zuverlässigen Beurteilung von Authentifizierungsmustern besteht, etwa für den Fall, dass gar keine Brennweite oder nur eine Fokuseinstellung zur Verfügung steht, deren Zusammenhang mit der Brennweite unzuverlässig ist oder gar nicht bekannt ist, oder wenn die Steuerung der Kamera eines Smartphone anderweitige Einflüsse nur un zureichend ausgleicht.
Es ist die Aufgabe dieser Anmeldung, das Risiko potentieller Fehlbewertungen des Ähn lichkeitsgrades von Authentifizierungsmustem zu verringern und ein unter möglichst allen Elmständen objektives Maß zur Elnterscheidung zwischen echten und nachgeahmten Au- thentifizierungsmustern oder sonstigen Druckmotiven zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 wird ein durch Abrufen von Kalibrierungdaten verbessertes Verfahren zur Prüfung von Authentifizierungsmustem durch digitale Bildaufnahmegeräte bereitge stellt. Die abgerufenen Kalibrierungsdaten dienen dazu, im Rahmen der Authentizitätsprü fung auch die tatsächliche Größe eines gedruckten bzw. in körperlicher Form ausgebilde ten Authentifizierungsmusters zu überprüfen und/oder zu ermitteln.
Es können beispielsweise Kalibrierungsdaten aus einer früheren bzw. vorherigen Kalibrie rung abgerufen werden, bei dem ein Referenzbild verwendet wird, um eine Kalibrierung eines Bildaufnahmegeräts, etwa eines Smartphones durchzuführen. Dabei werden Kalibrie rungsdaten errechnet und für spätere Prüfungen von Authentifizierungsmustem gespei chert. Das körperlich bzw. gegenständlich vorliegende Referenzbild wird unter unter schiedlichen Aufnahmebedingungen fotografiert, und die erstellten Digitalbilder werden verwendet, um eine Kalibrierung zwischen verschiedenen Aufnahmeparametern durchzu führen, die, obwohl sie bei käuflich erhältlichen Smartphones eigentlich bereits aufeinan der abgestimmt sind, dennoch zu einer Abweichung von der Werkseinstellung, insbeson dere zu einer verbesserten Abstimmung führen können mit dem Ergebnis, dass die tatsäch liche Größe eines später mit diesem (oder einem baugleichen Smartphone) fotografierten Objekts, insbesondere eines Authentifizierungsmusters mindestens ebenso hohen, oft aber noch höheren Präzision bestimmbar ist bei Verwendung eines Smartphones im werkseiti gen Auslieferungszustand. Dies erhöht die Präzision einer späteren Prüfung eines Authen tifizierungsmusters. Bei der vorgesehenen Kalibrierung mit Hilfe von Testbildern eines gegenständlichen Refe renzbildes kann z.B. die Brennweite des Bildaufnahmegeräts, dessen nominelle Fokusein stellung (nomineller Fokussierungswert) oder der Aufnahmeabstand eingestellt werden, wohingegen ein Optimalwert eines anderen dieser Aufnahmeparameter rechnerisch ermit telt wird. Die so gewonnenen Kalibrierungsdaten können z.B. eine Optimalkombination dieser und/oder anderer Aufnahmeparameter enthalten, etwa Zuordnung zwischen optimal kombinierten Werten von zwei oder mehr Aufnahmeparametern; beispielsweise als mathe matische Funktion oder als tabellarische Zuordnung dieser Werte.
Bislang ungeprüft übernommene, unter Umständen werksseitig mit einer anderen Zielrich tung optimierte Abhängigkeiten zwischen solchen Parametern lassen sich dadurch umge hen, ohne dass andererseits eine tatsächliche Veränderung oder Löschung der werksseiti gen Einstellungen notwendig wäre; insbesondere eine spätere Bestimmung des Ähnlich keitsgrads von Authentifizierungsmustem gelingt dadurch mit mindestens ebenso hoher Zuverlässigkeit.
Einige exemplarische Ausführungsformen werden nachstehend mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 einen lediglich schematisch dargestellten Gegenstand, der ein Druckexemplar eines zur Authentifizierung dienenden Rauschmusters aufweist,
Figur 2 eine typische Anordnung beim Aufnehmen eines Digitalbildes von diesem Druck exemplar des Rauschmusters mit einem Smartphone oder einem sonstigen Bildaufnahme gerät,
Figur 3 eine schematische Abfolge von jeweils verlustbehafteten Reproduktionsschritten bei der Herstellung und ggfs späteren Vervielfältigung eines zur Authentifizierung dienen den Rauschmusters in gedruckter und/oder digitaler Form, die Figuren 4A bis 4E verschiedene in Figur 3 aufgeführte Vorlage- und Wiedergabestufen am Beispiel eines exemplarischen, zur Authentifizierung dienenden Rauschmusters, Figur 5 ein exemplarisches Referenzbild zur messtechnischen Ermittlung von Kalibrie rungsdaten, die Figuren 6 und 7 ein Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Vorgehensweise bei der Er stellung von Digitalbildern von dem Referenzbild, um Kalibrierungsdaten zu erhalten,
Figur 8 die für verschiedene Messreihen ermittelten Schärfegrade der Digitalbilder bei für unterschiedliche Aufnahmeabstände jeweils variierten Fokuseinstellungen und
Figur 9 die aus Interpolationskurven in Figur 8 gewonnene, bestmögliche Zuordnung von Aufnahmeabstand und variierten Fokuseinstellungen sowie eine Interpolationskurve hier von.
Zunächst wird anhand der Figuren 1 bis 4E die Prüfung von Authentifizierungsmustern, beispielsweise Rauschmustem erläutert, die die bevorzugte Anwendung des vorgeschlage nen Verfahrens darstellt. Jedoch besitzt das Verfahren auch andere Anwendungen; bei spielsweise Qualitätsmessungen an Beschriftungsbildern oder an sonstigen gedruckten (d.h. drucktechnisch realisierten und somit als Druckexemplar verkörperten) Motiven, etwa an einem Siemens-Stern oder an einem sonstigen visuellen, z.B. grafischen Bild- und/oder Textmotiv zur Prüfung der Bildschärfe in der Fotografie oder in einem sonstigen Gebiet der Technik; weiterhin Messungen und/oder Ähnlichkeitsbestimmungen zur Prüfung von Oberflächeneigenschaften gedruckter Motive, etwa der Rauigkeit oder einer sonstigen Be schaffenheit der durch Bedrucken gestalteten Oberfläche; ferner Messungen oder sonstige Untersuchungen an Färb Schraffuren oder sonstigen Druckpunktmustern; ferner Untersu chungen zur Prüfung der Bild- oder Druckqualität eines Druckexemplars und/oder eines angewandten Druckprozesses, beispielsweise bei der Laserdirektmarkierung usw.
Authentifizierungsmuster bestehen aus Flächen, die schwarz oder jedenfalls dunkel und weiß bzw. hell ausgebildet sind. Insbesondere Rauschmuster bestehen dabei aus einer Viel zahl kleiner, meist quadratischer Elementarflächen, von denen ca. die eine Hälfte schwarz und die andere Hälfte weiß ausgebildet ist und die Verteilung von hellen und dunklen Kon trastflächen scheinbar zufällig gewählt ist. Im Gegensatz zu beispielsweise QR-Codes, die aus relativ großen, einzeln erkennbaren Elementarflächen gebildet sind, um durch Abfoto grafieren mittels Smartphone usw. beispielsweise einen Intemetlink zu öffnen und/oder eine Information abzurufen, sind die Kontrastflächen eines Rauschmusters, das als Sicher heitsmerkmal, d.h. als Authentifizierungsmuster dient, mit so kleinen Abmessungen ge druckt, dass einerseits ein Erkennen der einzelnen Kontrastflächen praktisch nur mit tech nischen Hilfsmitteln, nämlich anhand einer vergrößerten Digitalkopie, d.h. durch Abfoto grafieren oder Scannen möglich ist und dass andererseits bei einer unbefugten missbräuch lichen Vervielfältigung des Druckexemplars - durch nochmalige drucktechnische Repro duktion aus dem Digitalbild - ein im Voraus einkalkulierter Verlust an Übereinstimmung zwischen ursprünglichem und reproduziertem Druckexemplar entsteht. Die Echtheit eines zunächst unbekannten Druckexemplars des Authentifizierungsmusters wird überprüft, in dem dieses abfotografiert oder gescannt wird und ein Ähnlichkeitsgrad (auch Qualitätswert oder Q-Wert genannt) des Digitalbildes mit einer z.B. beim Produkthersteller abrufbaren Digitalvorlage des Druckexemplars ermittelt wird; dessen numerischer Wert ermöglicht eine Aussage zur Echtheit des Druckexemplars.
Die hohe Dichte der Kontrastflächen in dem echten Druckexemplar des Authentifizie rungsmusters garantiert, dass das verdruckte Muster auf dem Gegenstand, seiner Verpa ckung oder seinem Etikett selbst im Falle der Verwendung modernster Ausrüstung, etwa zum Einscannen oder anderweitigen bildlich-digitalen Erfassen des bedruckten Rausch musters, niemals verlustfrei reproduzierbar ist. Der Verlust an Übereinstimmung ist jedoch so bemessen, dass beim nur einmaligen, nämlich erstmaligen digitalen Abfotografieren o- der Scannen zumindest ein gewisser Ähnlichkeitsgrad (von beispielsweise 70 oder 80%; je nach Authentifizierungsmuster) überschritten wird.
Wird ein echtes Authentifizierungs- oder Rauschmuster nachgeahmt, so muss dieselbe, identische Anordnung heller und dunkler Kontrastflächen wiederhergestellt, d.h. dupliziert werden, da andernfalls das Druckexemplar aufgrund der unterschiedlich verteilten Hell- Dunkel-Flächen sofort als Nachahmung erkennbar wäre. Somit muss der Nachahmer zu mindest ein echtes Druckexemplar eines Authentifizierungsmuster beschaffen und digital aufzeichnen, d.h. fotografieren oder scannen und daraus nach entsprechender Bildbearbei tung ein oder mehrere Druckexemplare quasi„zweiter Generation“ erzeugen, die als Nach- ahmung dienen sollen. Wird ein solches Druckexemplar zweiter Generation später zur Prü fung seiner Echtheit ein zweites Mal abfotografiert bzw. digital erfasst, kommt ein zusätz licher Informationsverlust durch das nochmalige Abfotografieren sowie den nachfolgen den, nochmaligen Druckprozess für das nachgeahmte Druckexemplar hinzu. Infolge des nun nochmals verringerten Ähnlichkeitsgrades ist das Druckexemplar zweiter Generation als Nachahmung und ggfs. Fälschung erkennbar.
Der Benutzer eines Lesegeräts für Authentifizierungsmuster, eines dafür bestimmten Scan ners oder eines Smartphones mit entsprechender Softwareausstattung kann beispielsweise mit Hilfe eines elektronischen Schlüssels über das Internet einen Zugangscode und/oder sonstige Daten zum Downloaden oder Erzeugen des ursprünglichen, digitalen Rauschmus ters, d.h. eine Digitalvorlage des Druckexemplars beschaffen, um auf seinem Smartphone oder sonstigen Bildaufnahmegerät diese ursprüngliche Digitalvorlage zu regenerieren und sein Digitalfoto damit zu vergleichen. Der dabei errechenbare Ähnlichkeitsgrad, auch Q- Wert oder Qualitätswert genannt und oft als Prozentangabe (entsprechend theoretisch 100% bei vollständiger Übereinstimmung) ausgedrückt, gibt Auskunft darüber, ob das fo tografierte Druckexemplar echt (d.h. ein Druckexemplar erster Generation) oder nachge ahmt (d.h. ein Druckexemplar mindestens zweiter Generation) ist. Zur Unterscheidung zwischen echten und nachgeahmten Druckexemplaren von Authentifizierungsmustem wird oft ein Grenzwert (Qmin) angegeben, der das mindestens erforderliche Ähnlichkeitsmaß angibt (beispielsweise von 75%), damit das Druckexemplar als echt gelten kann; Digitalfo tos von Druckexemplaren mit einem geringeren Ähnlichkeitsgrad zum elektronischen Ori ginal zeigen an, dass das fotografierte Druckexemplar kein originales Druckexemplar des Authentifizierungsmusters ist.
Figur 1 zeigt in schematischer Draufsicht die Oberfläche 101 eines Gegenstandes 100, der mit einem Authentifizierungsmuster A (hier ein Rauschmuster) versehen ist. Das Rausch muster A kann beispielsweise ein Sicherheitsmerkmal 10 sein, das zur Überprüfung der Echtheit des Gegenstandes dient, d.h. zur Überprüfung, ob dieser konkrete Gegenstand keine unbefugte Kopie, Fälschung oder sonstige Nachahmung darstellt. Alternativ oder zu sätzlich kann das Authentifizierungsmuster A zum Abrufen einer Information, beispiels weise über das Internet, zur Einsicht in und gegebenenfalls Änderung einer Datenbank, zum Austausch sonstiger Informationen oder zur Benachrichtigung des Herstellers usw. dienen. Dies ist aber nicht erforderlich. Ferner kann das Authentifizierungsmuster A zur Gewährung oder Erlangung einer Zugangsberechtigung, etwa in einem Gebäude oder zu einem Geldautomaten, oder für eine sonstige Bevollmächtigung des Inhabers oder Benut zers dienen. Der mit dem Authentifizierungsmuster A versehene Gegenstand 100 kann ein Dokument oder Ausweis oder ein sonstiger beliebiger Gegenstand 100 oder eine Verpa ckung desselben sein, alternativ auch ein auf diese oder auf den Gegenstand 100 aufge klebtes oder noch aufzuklebendes, d.h. zum späteren Aufkleben bestimmtes Etikett. Im einfachsten Fall ist das Authentifizierungsmuster A ein gedrucktes Muster, d.h. ein Druck exemplar P; beispielsweise ein Kontrastmuster aus einfarbigen, dunklen oder schwarzen, näherungsweise beispielsweise quadratischen Pixelflächen und entsprechenden Aussparun gen zwischen ihnen. Statt in gedruckter Form kann das Authentifizierungsmuster A auch geätzt, eingelasert oder eingraviert sein, beispielsweise in eine metallische Oberfläche hin ein oder auch unterhalb einer Oberfläche, aber von dieser aus sichtbar und/oder digital er fassbar. Das Authentifizierungsmuster A kann an ebenen Oberflächen wie auch gekrümm ten Oberflächen, beispielsweise eines Fahrzeugteils oder eines pharmazeutischen Behält nisses, vorgesehen sein. Der Gegenstand 100 kann auf seiner Oberfläche 101 eine Be druckung 102 aufweisen, die beispielsweise Beschriftungen in Form alphanumerischer Zeichen sowie Bilder, Grafiken oder sonstige grafische oder visuelle Elemente aufweisen, insbesondere wenn der Gegenstand ein Etikett ist oder umfasst. Das Authentifizierungs muster A kann ein zusätzliches, separates Element solch einer Bedruckung 102 sein; alter nativ kann das Authentifizierungsmuster A auch mit alphanumerischen oder sonstigen, bei spielsweise grafischen Elementen der Bedruckung 102 kombiniert, beispielsweise damit vereinigt sein; so kann das Rauschmuster ein Bestandteil eines komplexeren Beschrif- tungs- oder Bedruckungsmusters bilden oder umgekehrt. Beispielsweise lassen sich eigent lich homogene Teilflächen alphanumerischer oder grafischer Elemente durch das Rausch muster weiter untergliedern, ohne dass die Lesbarkeit oder Deutlichkeit dieser Elemente nennenswert beeinträchtigt wird.
Im Gegensatz zur ursprünglichen, digitalen Bildvorlage DO (vgl. Fig. 3), die das Rausch muster definiert, trägt die Oberfläche 101 des Gegenstandes 100 lediglich ein Druck exemplar P, d.h. ein durch eine Drucktechnik oder ein sonstiges Verfahren hergestelltes, gegenständlich und dauerhaft verkörpertes Abbild der Digitalvorlage des Rauschmusters. Sofern das Druckexemplar P ein authentisches, originales Druckexemplar PI erster Gene ration ist, wurde es direkt vom Hersteller oder autorisierten Händler unmittelbar basierend auf der originalen Digitalvorlage DO gedruckt. Andernfalls jedoch handelt es sich um ein Druckexemplar P2 zweiter Generation, das eine unerlaubte oder herstellerseitig lediglich zu Testzwecken erstellte, mittelbare Kopie von einem originalen Druckexemplar PI erster Generation darstellt. Solch eine Kopie P2 besitzt stärkere Abweichungen von der ursprüng lichen Digitalvorlage DO, die mit bloßem Auge nicht feststellbar, aber durch Abfotografie- ren oder Scannen und anschließendes Errechnen eines Ähnlichkeitsgrades Q ermittelbar sind. Zunächst ist jedoch ungewiss, ob ein autorisiertes Druckexemplar PI oder ein nach geahmtes P2 vorliegt.
Figur 2 zeigt eine typische Anordnung zum Erstellen eines Digitalbildes B von einem vor liegenden Druckexemplar P eines Authentifizierungsmuster A, das zur Authentifizierung dient und insbesondere als Sicherheitsmerkmal 10 dient. Das Abfotografieren oder Scan nen des Druckexemplars P erfolgt beispielsweise mit Hilfe eines Smartphones 60, mit ei ner darin eingebauten oder einer separaten Digitalkamera 70 oder mit einem sonstigen Bildaufnahmegerät 50, beispielsweise mit einem Scanner 80 oder einem speziell gestalte ten Lesegerät 90. So existieren Lesegeräte, die zum Auslesen, d.h. bildlichen Erfassen und Bewerten von Authentifizierungsmustem konstruiert sind und zum Fotografieren auf diese aufgelegt bzw. aufgedrückt werden.
Figur 3 zeigt schematisch den Zusammenhang zwischen verschiedenen Reproduktions schritten, beginnend mit der ursprünglichen Digitalvorlage DO, einem davon ursprünglich hergestellten Druckexemplar PI erster Generation, das das Authentifizierungsmuster A (beispielsweise ein als Sicherheitsmerkmal dienendes Rauschmuster) verkörpert. Zur Prü fung des Druckexemplars P; PI wird hiervon ein Digitalbild B; B l erstellt, welches durch das Drucken des Druckexemplars PI entstandene Abweichungen von der Digitalvorlage DO sowie dem Digitalbild Bl selbst anhaftende, inhärente Abweichungen aufweist; beide sind unvermeidlich, aber beherrschbar, sodass beim Vergleich des Digitalbildes Bl mit dem ursprünglichen DO ein Qualitäts- oder Q-Wert, d.h. ein Ähnlichkeitsgrad Ql des Digi talbildes Bl erreichbar bzw. nachweisbar ist, der oberhalb eines vorgebbaren Referenz- bzw. Grenzwertes Qmin liegt. Beispielsweise kann Ql einen Wert von 80% besitzen. Wenn jedoch ein einmal vergebenes und auf einem Produkt, einem Etikett oder einer Ver packung angebrachtes Druckexemplar PI nachgeahmt wird, ist hiervon zunächst wieder eine (in diesem Fall zu Nachahmungszwecken erstellte) Digitalvorlage Dl erforderlich, die als Grundlage zum Drucken eines nachgeahmten Druckexemplars P2 zweiter Generation dient. Wird das Druckexemplar P2 dann (in gleicher Weise wie ein echtes, ursprüngliches Druckexemplars PI, etwa wie in Figur 2) geprüft, so erstellt die Prüfperson ein Digitalbild B2, das in diesem Fall jedoch nur ein Digitalbild ebenfalls zweiter Generation ist und alle Abweichungen des Druckexemplars P2 zweiter Generation, die durch die zweimalige Druckwiedergabe entstanden sind, enthält und nur noch einen geringeren Ähnlichkeitsgrad Q2 < Ql aufweisen kann. Ein Vergleich mit einem Grenzwert Qmin wird anzeigen, dass das geprüfte Druckexemplar P2 kein vom Hersteller oder in sonstiger Weise autorisiert ge drucktes Druckexemplar PI ist. Die Berechnung des Qualitätsgrades Q, etwa durch das zur Erstellung des Digitalbildes verwendete Bildaufnahmegerät 50 dient als Grundlage für ein Resultat bzw. ein Bewertungsergebnis E(Q), welches anzeigt, ob das fotografierte Druck exemplar P ein authentischer, originaler Abdruck ist oder eine drucktechnische Kopie eines solchen. Damit wird verhindert oder zumindest erschwert, Nachahmungen von Original drucken als Originaldrucke auszugeben.
Die Figuren 4A bis 4E zeigen verschiedene Vorlage- und Wiedergabestufen am Beispiel eines Authentifizierungsmuster A, das beispielsweise zur Echtheitsprüfung dient. Es ist hier als Rauschmuster gestaltet, doch kann auch jedes sonstige zweidimensionale Motiv gewählt werden, auch eines, das bunt statt schwarz -weiß ist; dies gilt auch für alle übrigen Figuren und sonstigen Ausführungsbeispiele dieser Anmeldung. Figur 4A zeigt schema tisch (in stark vergrößerter Ausschnittansicht) exemplarisch ein Authentifizierungsmuster A als ursprüngliche, geometrisch definierte Digitalvorlage DO, die als Vorlage zur druck technischen oder anderweitigen Herstellung eines Sicherheitsmerkmals 10 an mindestens einem authentifizierbar zu gestaltenden Gegenstand dient und beispielsweise in einer Da tenbank des Herstellers gespeichert und durch ein Lesegerät oder Smartphone mit Hilfe ei nes Zugangscodes oder -Schlüssels zu Vergleichszwecken heranziehbar bzw. wiederher stellbar ist. Die Figuren 4B bis 4E zeigen verschiedene Wiedergabeformen und weitere Vorlageformen, die aus dieser ursprünglichen Digitalvorlage DO herstellbar sind. Figur 4B zeigt ein unmittelbar von dieser ursprünglichen Vorlage DO gemäß Figur 4A er stelltes Druckexemplar PI des Authentifizierungsmusters A, wie es dauerhaft und gegen ständlich an der Oberfläche oder einem sonstigen Bereich eines Etiketts, eines Verpa ckungsteils oder eines beliebigen Gegenstandes z.B. als Bedruckung verkörpert ist. Von diesem Druckexemplar PI erster Generation zeigt Figur 4B ausschnittsweise eine mit ei nem Mikroskop gewonnene Aufnahme. Ungeachtet der Verzerrungen durch die Mikro skopaufnahme ist zu erahnen, dass bereits die erste drucktechnische Reproduktion PI ge wisse Informationsverluste bzw. Abweichungen gegenüber der originalen Digitalvorlage DO mit sich bringt.
Auch Figur 4C zeigt ebenfalls ein unmittelbar von der ursprünglichen Vorlage DO gemäß Figur 4A erstelltes Druckexemplar PI; nun jedoch in Form eines mit einem Lesegerät ge wonnenen Scans Bl. Die Informationsverluste gegenüber der originalen Digitalvorlage sind hier wesentlich größer. Für eine nochmalige drucktechnische Reproduktion würde man daher als Vorlage also keinen Scan eines Lesegeräts (Figur 4C) verwenden, sondern eine mikroskopische Aufnahme wie in Figur 4B; zumindest für Reproduktionszwecke ist das Mikroskop das geeignetere Bildaufnahmegerät.
Die Figuren 4B und 4C zeigen nicht das Druckexemplar erster Generation PI selbst, son dern lediglich digitale Aufnahmen davon, wie bereits an den unterschiedlich hohen Infor mationsverlusten deutlich wird. Das Druckexemplar erster Generation PI selbst kann (al lein schon wegen der viel geringeren realen Abmessungen) hier nicht dargestellt werden, da es z.B. an dem Gegenstand, beispielsweise auf einer ursprünglichen, originalen Verpa ckung fest aufgedruckt und verkörpert ist. Dennoch wird hier die Mikroskopaufnahme aus Figur 4B noch nicht als digitale Vorlage erster Generation bezeichnet, denn auf die Mikro skopaufnahme aus Figur 4B sind zuerst noch rechnerische Bildveränderungen anzuwen den, bevor (wie nachstehend in Figur 4D gezeigt) eine brauchbare (z.B. kontrastreichere) digitale Vorlage zweiter Generation Dl entstehen kann.
Figur 4D zeigt eine solche digitale Vorlage zweiter Generation Dl, die aus der mikroskopi schen Aufnahme aus Figur 4B errechnet wurde und die nun zur nochmaligen drucktechni schen Reproduktion verwendbar ist, wodurch dann die zweite drucktechnische Reproduk tion P2 entsteht. Das Druckexemplar zweiter Generation P2 selbst ist ebenfalls nicht darstellbar, da es an dem weiteren Gegenstand, beispielsweise auf einer reproduzierten, nicht mehr ursprüngli chen Verpackung aufgedruckt und verkörpert ist. Figur 4E zeigt jedoch ein mit einem Bild aufnahmegerät 50 (vgl. Figur 2) aufgenommenes Digitalbild B2 (hier ein mikroskopisches Digitalbild), das von dem Druckexemplar P2 zweiter Generation aufgenommen wurde. Dieses Digitalbild zweiter Generation besitzt gegenüber der ursprünglichen Digitalvorlage (Figur 4A) erkennbar größere Informationsverluste als das Digitalbild erster Generation, das ebenfalls mit einem Lesegerät aufgenommen wurde (Figur 4C); beim Vergleich von Dl und/oder D2 mit der ursprünglichen Digitalvorlage DO (Figur 3) ist der jeweilige Infor mationsverlust als Ähnlichkeitsgrad oder Q-Wert errechenbar.
In der Praxis erstellt ein Hersteller, Händler, Käufer, Kunde oder eine sonstige (Prüf-)Per- son durch Abfotografieren oder Scannen des Druckexemplars P ein Digitalbild B, ohne zu wissen, ob das vorliegende Druckexemplar ein ursprüngliches Druckexemplar erster Gene ration PI oder ein erst durch erneutes Reproduzieren entstandenes Druckexemplar zweiter Generation P2 ist. Erst der Vergleich mit der ursprünglichen Digitalvorlage DO, der den Ähnlichkeitsgrad Q liefert, ermöglicht diese Bewertung. Der Ähnlichkeitsgrad Q des Digi talbildes mit der originalen Digitalvorlage DO dient zur Bewertung, ob das Druckexemplar P ein authentisches, herstellerseitig autorisiertes Exemplar PI ist oder lediglich eine durch nochmalige Reproduktion entstandene Nachahmung P2. Das Verfahren dieser Anmeldung ermöglicht es, diese Bewertung zuverlässiger und objektiver als bisher vorzunehmen.
Der Vergleich eines Digitalbildes B mit der originalen Digitalvorlage DO aus Figur 4A er folgt herkömmlich nach Kriterien, die sich aus dem Aufbau der zum Prüfen selbst erstell ten Digitalvorlage D; DO ergeben. Dabei wird auf entsprechende Algorithmen zurückge griffen, die beispielsweise blockweise in Blöcken von n x n Pixeln einen Vergleich zwi schen dem vorliegenden Digitalbild B und der ursprünglichen Digitalvorlage DO vorneh men. Eine vollständige Übereinstimmung (Q = 100%) ist nur theoretisch erreichbar; realis tische Werte liegen im Falle eines Digitalbildes B 1 eines autorisierten Druckexemplars PI z.B. bei einem Wert von 80%. Beim Erstellen eines Digitalbildes B2 von einem (miss bräuchlich oder herstellerseitig testweise) durch Duplizieren des ersten Druckexemplars PI entstandenen Druckexemplar P2 zweiter Generation und anschließendem Vergleich des Digitalbildes B2 mit der Originalvorlage DO kann der maximal mögliche Ähnlichkeitsgrad z.B. bei einem Wert von 70% liegen. Üblicherweise in der Mitte zwischen beiden Werten (hier also bei 75%) wird ein Grenzwert Qmin definiert, der als Unterscheidungsschwelle zwischen autorisierten, echten PI und nachgeahmten Druckexemplaren P2 dient. Dabei ist ein errechneter Ähnlichkeitsgrad Q eines verglichenen Digitalbildes B 1 oder B2 stets mit einer gewissen, letztlich unvermeidbaren Unsicherheit behaftet, da weder die Bedingungen bei der drucktechnischen oder anderweitigen Herstellung des Druckexemplars (erster und ggfs auch zweiter Generation) noch die Bedingungen bei der Erstellung des Digitalbilds (Bl; ggfs auch B2) bekannt sind, insbesondere nicht einzeln rückverfolgbar oder auch nur voneinander trennbar sind.
Die anhand der Figuren 1 bis 4E erläuterte Vorgehensweise bei der Prüfung von Authenti- fizierungsmustem setzt voraus, dass das als Druckexemplar vorliegende Muster eine nor mierte Größe, d.h. Flächenabmessung des Musters und damit einhergehend eine normierte Dichte der Musterstrukturen besitzt, damit die eingeplanten Reproduktionsverluste zuver lässig Auskunft über die Echtheit des Authentifizierungsmuster geben.
Wenn jedoch ein vergrößerter Nachdruck, der die drucktechnischen Feinheiten des Au- thentifizierungsmusters viel präziser wiedergibt, mit einem Smartphone aus größerer Dis tanz und/oder mit kürzerer Brennweite, d.h. im Weitwinkelbereich fotografiert würde, wäre eine höhere Übereinstimmung mit der originalen Digitalvorlage simulierbar; die Echtheitsprüfung des Authentifizierungsmusters wäre nicht mehr aussagekräftig.
Um dies zu vermeiden, geben die Hersteller bzw. Anwender von Authentifizierungsmus- tern für die zur Authentifizierungsmusterprüfung zugelassenen Smartphone-Modelle vor, dass ein bestimmter Aufnahmeabstand, eine bestimmte Fokuseinstellung (insbesondere no minelle Fokuseinstellung, die meist als dimensionslose Zahl ablesbar ist) und/oder eine be stimmte Brennweite (im Falle eines Smartphone mit einer zu manuellem Zoomen fähigen Kamera) eingehalten wird; nur bei Einhaltung von Größenvorgaben für diese Aufnahmepa- rameter(-kombination) ist eine Abbildung mit vorbestimmtem Abbildungsmaßstab und so mit die Einhaltung einer vorbestimmten, nicht künstlich vergrößerten Gegenstands- oder Objektgröße (insbesondere des Druckexemplars P des Authentifizierungsmusters A) ge währleistet. Der Autofokus eines Smartphones optimiert üblicherweise die Schärfe des Bildes, unab hängig davon, wie weit der fotografierte Gegenstand von der Kamera entfernt ist. Die sich aus der Autofokusprozedur ergebende Fokuseinstellung kann üblicherweise ausgelesen werden. Manchmal stellen Smartphones auch einen Wert zur Verfügung, welcher Brenn weite das aktuell eingestellte optische System entspricht, d.h. wie groß der Abstand zwi schen der Hauptebene der Objektivlinse und der Ebene der schärfsten Abbildung ist. Die Brennweite steht aber nicht immer zur Verfügung, und selbst in diesen Fällen ist unsicher, ob der zur Verfügung gestellte Wert für die Brennweite auch den tatsächlichen Gegeben heiten entspricht, wie aus etlichen Gegenbeispielen bekannt ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des hier vorgeschlagenen Verfahrens erläutert, mit dem diese Unsicherheit beseitigt wird und für eine spätere Prüfung von Authentifizie- rungsmustern Kalibrierungsdaten bereitgestellt werden, die die künftige Prüfung mindes tens eines bzw. aller weiteren zu prüfenden Authentifizierungsmuster bzw. Druckexemp lare zuverlässiger machen. Die von der Echtheit des Druckexemplars abhängigen Entschei dungen und technischen Maßnahmen (etwa, eine Verwertung von Digitalaufnahmen des Druckexemplars eines Authentifizierungsmusters zur Berechnung eines Ähnlichkeitsgra des oder Qualitätsmaßes Q zuzulassen, oder eine sonstige Entscheidung oder Maßnahmen) werden davon abhängig gemacht, ob die neuartige, im Vergleich zu einem herkömmlichen (und allein auf internen Aufnahmeparametern des hierzu verwendeten Smartphones durch geführten) Prüfverfahren noch präzisere Prüfung, welche auch externe Kalibrierungsdaten einer modell spezifischen Referenzbildprüfung mit hinzuzieht, ergibt, dass das fotografierte Druckexemplar die normierten Größenvorgaben erfüllt.
Figur 5 zeigt ein exemplarisches Referenzbild R, das für das Kalibrierungsverfahren ver wendbar ist; es braucht selbst kein Authentifizierungsmuster zu sein, sondern relevant ist lediglich seine tatsächliche Größe. Mit dem Referenzbild R im Sinne dieser Anmeldung ist nicht ausschließlich ein tatsächlich bildliches Objekt, d.h. ein Foto, Ausdruck, Abdruck o- der sonst eine flächige Wiedergabe (etwa auf Papier, Pappe oder Folie) gemeint, sondern das Referenzbild R kann auch ein gegenständliches Referenzobjekt sein oder ein solches umfassen; beispielsweise (wie in Figur 5 zu sehen) ein Lineal mit Zentimeter-Skala. Zu sätzlich wird in Figur 5 ein Rechteck bekannter, nachprüfbarer Kantenlängen als tatsächli- ches (Referenz-)Bild verwendet; es kann aber ebenso auch ohne gegenständliche Zentime ter-Skala als Referenzobjekt oder stattdessen nur das Lineal oder ein sonstiger Gegenstand mit zumindest einer bekannten Abmessung verwendet werden. Die Verwendung eines (möglichst bildfüllenden) Rechtecks, bei dem naturgemäß sichergestellt ist, dass die Kan ten senkrecht aufeinander stehen, hat den Vorteil, dass durch die das Bild aufnehmende Person praktisch bei der Bildaufnahme geprüft werden kann, dass das Bild aus einer senk rechten Richtung auf das Referenzbild aufgenommen wird, und zwar genau in dem Fall, in dem alle Kanten des Rechtecks parallel zum (rechteckigen) Bildrand verlaufen. Wird die Kamera in Bezug auf die senkrechte Richtung auf das Bild verkippt, dann ergibt hingegen die perspektivische Verzerrung eine annähernd trapezoide Abbildung von dem Rechteck. Die senkrechte Ausrichtung gewährleistet, dass die zumindest eine bekannte Abmessung an jeder Position dieselbe Größe in der Abbildung im Bild ergibt, was bei einer perspekti vischen Verzerrung nicht der Fall wäre. Die Verwendung eines bestimmten Rausch-, Kon trast- oder Authentifizierungsmusters als Referenzbild bzw. Referenzobjekt R ist (noch) nicht erforderlich, da zunächst nur die geräteeigenen Aufnahmeparameter eines Smart- phone oder eines sonstigen digitalen Bildaufnahmegeräts untersucht und erfasst werden sollen.
Das nun erläuterte Verfahren ist zwar ein Kalibrierungsverfahren, jedoch auf andere Art und Weise als etwa im Rahmen der Herstellung von Smartphones angewandte Kalibrie rungsverfahren. Bei letzteren würde ein Smartphone so programmiert, dass in bestimmter Weise optimierte Kombinationen von Aufnahmeparametem beim Fotografieren usw. ein gehalten werden. Das hier vorgeschlagene Verfahren hingegen ist keines, das die durch ge räteinterne, herstellerseitige Werkseinstellungen festgelegte Abstimmung von Aufnahme parametern aufeinander ändern oder aufheben würde; das für das Kalibrierungsverfahren verwendete Smartphone wird in der Regel - auch bei künftigen damit erstellten Fotos - keinerlei Änderung erfahren. Nicht einmal ein anderes baugleiches, erst später zur Prüfung von Aufnahmeparametern verwendetes Smartphone wird durch die hier vorgeschlagene Kalibrierung in der Weise verändert, wie es bei einer„Kalibrierung“ normalerweise erwar tet würde; das Smartphone wird auch dann mit den geräteeigenen, herstellerseitig einge richteten Kombinationen von Aufnahmeparametem arbeiten, wann immer es ein Digital bild von einem Authentifizierungsmuster oder einem sonstigen Objekt erstellt. Das vorliegende Kalibrierungsverfahren, insbesondere die Verwendung der abgerufenen, zuvor ermittelten und (etwa im Internet oder an einem sonstigen Speicherort des Verwen ders von Authentifizierungsmustern) gespeicherten Kalibrierungsdaten fuhrt jedoch dazu, dass, wenn dasselbe oder ein zumindest baugleiches Smartphone später ein als Druck exemplar vorliegendes Authentifizierungsmuster fotografiert und dessen tatsächliche Größe prüft, diese Überprüfung gerade nicht basierend auf den geräteeigenen, herstellersei tig eingerichteten Kombinationen von Aufnahmeparametem erfolgt (die in diesem Smart phone auch weiterhin eingerichtet und gültig sind und bei jedem Digitalfoto zur Anwen dung kommen, und obwohl auch alle Fotos des gedruckten Authentifizierungsmuster mit den geräteeigenen Parameterkombinationen aufgenommen wurden), sondern basierend auf den Kalibrierungsdaten, die mittels des nachfolgend beschriebenen Verfahrens gewonnen wurden. Das Smartphone abstrahiert dann von seinen eigenen Betriebsdaten bzw. Aufnah meparametern, zumindest für die Zwecke der Größenüberprüfung des Druckexemplars, ar beitet jedoch weiterhin, insbesondere auch während des Fotografierens des Druckexemp lars, unbeeinflusst von den Kalibrierungsdaten. Eine Neu- oder Umkalibrierung des Smart- phones erfolgt mit den Kalibrierungsdaten also gerade nicht, sondern eine Änderung der Berechnungsgrundlage für die ermittelte, d.h. - soweit von dem benutzten Smartphone er kannt - tatsächliche Größe (etwa der tatsächlichen Längen-, Breiten- und/oder Höhenab messung) des auf Echtheit geprüften bzw. zu prüfenden Authentifizierungsmusters. Insbe sondere kann das Authentifizierungsmuster mit eingeschalteter Autofokusfunktion fotogra fiert werden; wie zuvor auch schon - wie nachstehend beschrieben - das Referenzbild oder Referenzobjekt (ggfs auch Referenzmuster) R.
Von dem Referenzbild oder sonstigen Referenzobjekt R aus Figur 5 wird, wie in den Figu ren 6 und 7 schematisch dargestellt, eine Mehrzahl von Digitalbildern r erstellt. In dem nachfolgenden Beispiel werden gemäß Figur 7 alle Digitalbilder rl, ... bei konstantem Aufnahmeabstand, d.h. bei unveränderter Gegenstandsweise g zwischen dem Referenzbild R aus Figur 5 und der Kamera 70 des Smartphones 70 bzw. Bildaufnahmegeräts 50 erstellt. Jedoch wird für die verschiedenen Digitalbilder rl, r2, r3, r4, ... ein jeweils unterschiedli cher Wert der Fokuseinstellung F, d.h. ein variierter Fokussierungs- bzw. Fokuswert einge stellt, der in Figur 7 exemplarisch in Form natürlicher Zahlen 4,5,6,7,8,9, 10 (die keine Be zugszeichen im eigentlichen Sinne repräsentieren) dargestellt ist. Mit dem Fokuswert F än- dert sich auch die Lage der Schärfeebene vor der Kamera, d.h. diejenige Gegenstands weite, bei der tatsächlich die schärfste Bildaufnahme mit dem jeweils gewählten Fokuswert zu erwarten ist oder zu erwarten wäre. Diese Schärfeebenen (bzw. Ebenen oder Abstände maximaler Schärfe des zugehörigen Digitalbildes), d.h. die jeweils optimalen Gegenstands weiten g liegen daher mal näher an bzw. mal weiter weg von der Kamera 70, und nur im Idealfall einer optimalen Abstimmung der Aufnahmeparameter, hier insbesondere des Fo kuswerts F und der Gegenstandsweite g aufeinander liegt die Gegenstandsweite g, die das schärfste Digitalbild liefert, gerade bei dem geräteseitig automatisch bereits eingestellten Wert für g (in Figur 7 also gemäß einem Fokuswert von 7). Figur 7 ist nicht maßstabsge recht gezeichnet; insbesondere die Abstände zwischen den Schärfeebenen für unterschied liche Fokuswerte F sind stark übertrieben im Vergleich zum Abstand insgesamt zur Ka mera 70 des Smartphone 50; 60 (oder auch von dessen Bildsensor 75) dargestellt. Aller dings kann es in der Praxis durchaus Vorkommen, dass beispielsweise bei geringen Auf nahmedistanzen tatsächlich messbare Unterschiede, d.h. Offset- Verschiebungen zwischen dem werkseitig gewählten Aufnahmeabstand g und dem aufgrund der nachfolgend erläu terten Berechnung eigentlich idealen veränderten Aufnahmeabstand auftreten.
Nachdem für das folgende Kalibrierungsverfahren auch für benachbarte, jeweils variierte Fokuseinstellungen F jeweils mindestens ein entsprechendes Digitalbild rl, r2, r3, r4, ... aufgenommen wurde, und zwar bei unverändertem Aufnahmeabstand g, wird für die erhal tenen Digitalbilder jeweils deren Bildschärfe s berechnet.
Falls (anstelle des in Figur 5 dargestellten Referenzbildes) auch schon zu
Kalibrierungszwecken ein Authentifizierungs-muster als Referenzbild R verwendet wird, dann kann als Maß für dessen Bildschärfe der Ähnlichkeitsgrad bzw. Qualitätswert Q selbst verwendet werden, zumal lediglich verschiedene Fotos desselben Referenz- oder Testobjekts untereinander verglichen werden sollen, aber (zumindest hier noch nicht) das Authentifizierungsmuster mit einer echten Digitalvorlage.
Im allgemeinen können verschiedenste Methoden angewandt werden, um die Schärfe der Fotos rl, r2, ... von dem Referenz-objekt R zu messen; diese Methoden unterscheiden sich in der Steilheit des Schärfemaßes S um die Schärfstmögliche Aufnahme herum. Unter der Annahme, dass man sich bereits in der Nähe zur schärfstmöglichen Aufnahme befindet, ist das in diesem Bereich steilste Maß am besten geeignet.
Zur Schärfeberechnung wird hier vorzugsweise der Laplace-Filter angewandt; dieser be- rechnet sich beispielsweise in diskreter Form gemäß:
Figure imgf000020_0001
Dabei wird für die Bildpunkte mit den Koordinaten (x, y) aus dem Produkt der Intensität, d.h. des Helligkeitsgrades oder Grauwertes I(x, y) mit einer Faltungsmaske bzw. Faltungs matrix der Form
Figure imgf000020_0002
eine Matrix L(x, y) = I(x, y) · h(x, y) errechnet und deren Beitrag, insbesondere deren Be trag bzw. Determinantenwert für alle über die M Zeilen und N Spalten des Digitalbildes Bl verteilten Bildpunkte aufsummiert. Bei dieser Summenbildung wird jedoch nur der Beitrag derjenigen Bildpunkte berücksichtigt, für die |L| > T gilt, d.h. für die der Beitrag oberhalb eines gewissen, vorgebbaren Schwellwertes T liegt, wohingegen die Beiträge al ler übrigen Bildpunkte ignoriert wird. Typischerweise werden je nach Schwellwert T nur Bildpunkte im Bereich großer lokaler Helligkeitsänderungen berücksichtigt. Anstelle der obigen Faltungsmatrix h(x, y) kann auch ein sonstiger Filter, etwa ein Kantenfilter ange wandt werden, bei dem auch unterschiedliche und/oder unterschiedlich viele benachbarte Bildpunkte berücksichtigt und mit den obigen oder anderen Zahlenwerten multipliziert werden können.
Figur 8 zeigt die so errechneten Werte für die Bildschärfe s der Digitalbilder r des Referen zobjekts R, und zwar für variierende Fokuswerte F je fest eingestelltem Aufnahmeabstand g (vgl. Figur 7). Diese Messreihe wurde zusätzlich wiederholt, und zwar auch für unter schiedlich eingestellte, aber während der Variation der Fokuswerte F jeweils konstante Aufnahmeabstände g (hier von 60, 67, 72 und 77 Millimetern).
Um aus diesen Messreihen für jeden Bildabstand g die optimale Fokuseinstellung zu ermitteln, d.h. diejenige Fokuseinstellung, für die die Bildschärfe tatsächlich ein Maximum annimmt, werden die erzielten Werte der Bildschärfe (auf der vertikalen Achse in Figur 8 in dimensionslosen relativen Zahleneinheiten aufgetragen) miteinander verglichen und für jede Messreihe jeweils die zu der größten Bildschärfe gehörige Fokuseinstellung ausgewählt.
Zur noch genaueren Ermittlung der idealen Fokuswerte wird die bei dem jeweiligen, festen Aufnahmeabstand g aufgenommene Messreihe vorzugsweise interpoliert, etwa durch eine quadratische Funktion der Form f(x)=ax2+bx+c, und es wird die zum Maximum dieser Funktion gehörige ideale Fokuseinstellung bestimmt, etwa gemäß der Formel -b/2a zur Berechnung des Scheitels einer quadratischen Funktion. Diese Fokuseinstellung bildet die x-Koordinate des Scheitelpunkts der quadratischen oder sonstigen (Polynom)-Funktion und wäre die tatsächlich optimale Fokuseinstellung für den gewählten Bildabstand g. Je nach Bildabstand g ergeben sich unterschiedliche Messreihen, zugehörige Schärfewerte, gefittete, d.h. an die Messpunkte angepasste Interpolationskurven und Fokuseinstellungen.
Figur 9 zeigt die Auftragung der Aufnahmeabstände g in Abhängigkeit von den so ermittelten, optimalen Fokusabständen aus Figur 8. An diese Daten wird wiederum eine mathematische Funktion angefittet, z.B. eine Polynom 3. Grades. Diese Funktion zeigt nun den idealen Verlauf von Aufnahmeabstand g und Fokuseinstellung F voneinander auf, d.h. die idealerweise durchgeführte (aber nicht notwendigerweise auch tatsächlich durch das Smartphone ausgeführte und umgesetzte) Zuordnung dieser beiden Parameter (und im allgemeinen Fall zusätzlich ggfs auch noch der Brennweite f) zueinander. Diese idealerweise einzustellende Parameterkombination gemäß Figur 9 kann bei einem
Smartphone mehr oder minder stark von der tatsächlich umgesetzten
Parameterkombination abweichen; etwa wenn ein Smartphone im Nahbereich nicht exakt auf den Abstand zum Rauschmuster (zumeist kleiner Abmessungen) fokussiert und eine geringfügig verschobene Fokusebene geeigneter wäre. Des Weiteren wählt man eines der Referenzbilder r aus, für das man in Figur 8 innerhalb einer Messreihe die größte Bildschärfe erhalten hat. In diesem Bild ermittelt man die An zahl nref an Pixeln im Referenzbild, die die Länge des Referenzobjekts mit der bekannten Abmessung Gref darstellen. Die Bildauflösung aref (z.B. in der Einheit„pixel per inch“, ppi) bei dem zu dieser Messreihe gehörigen Aufnahmeabstand gref beträgt dementsprechend aref = nref/Gref.
Die Bildauflösung aref bei einem Aufnahmeabstand gref sowie der gemäß Figur 9 darge stellte Zusammenhang, insbesondere die Paare oder Gruppen ideal zueinander passender Werte mindestens zweier Aufnahmeparameter (hier: des Aufnahmeabstands g und des Fo kuswerts F), die sich wahlweise als Polynom oder sonstige mathematische Funktion oder auch in tabellarischer Form als Vielzahl von Wertepaaren oder Werte-n-Tupeln darstellen lassen, und/oder daraus abgeleitete Daten dienen als Kalibrierungsdaten.
Zur Unterscheidung dieser Daten, die sich lediglich auf die Kalibrierung (wie vorstehend beschrieben) anhand des Referenzbildes (Figuren 5 bis 9) beziehen, werden diese Daten nachfolgend mit dem Zusatz„ref‘ (für„Referenz“) gekennzeichnet, um sie von denjenigen Daten und Aufnahmeparametem von solchen Digitalbildem zu unterscheiden, die später (wie nachfolgend beschrieben) zu bewerten sind, wenn ein Authentifizierungsmuster oder ein sonstiges Objekt (wie anhand der Figuren 1 bis 4E beschrieben) mit einem Smartphone fotografiert wird, das mit dem zur Referenzdatenerstellung benutzten Smartphone zumin dest baugleich oder mit einer baugleichen Kamera versehen ist. Insbesondere für die Prü fung der tatsächlichen Größe des Authentifizierungsmusters bzw. Druckexemplars sollen die Kalibrierungsdaten verwendet werden, um die Genauigkeit dieser Größenbestimmung zu erhöhen.
Das baugleiche Smartphone 50; 60 kann z.B. die Kalibrierungsdaten abrufen und dazu ver wenden, das Authentifizierungsmuster A bei dem erkanntem oder eingestellten Aufnahme abstand mit einer verbesserten Fokuseinstellung (als geräteseitig voreingestellt) zu fotogra fieren, um ein noch schärferes Digitalbild des Musters zu erhalten und/oder auszuwählen und mit der ursprünglichen Originalvorlage zu vergleichen. Zumindest aber können die Kalibrierungsdaten dazu verwendet werden (und zwar wahl weise durch das baugleiche Smartphone selbst oder durch eine Recheneinheit im Internet), aus der Fokuseinstellung die Aufnahmedistanz zur Ebene der schärfsten Abbildung zu be rechnen und daraus die absolute Gegenstandsgröße G. Statt mit der werkseitig bzw. her stellerseitig vorgegebenen Kombination und/oder Voreinstellung der Aufnahmeparameter des Smartphones liefert dies einen mindestens ebenso präzisen, oft aber noch präziseren Wert der tatsächlichen Größe des Authentifizierungsmusters A als ohne Abrufen der Ka librierungsdaten. Manipulationen durch (ggfs nur geringfügig) vergrößerte Nachahmun gen von Authentifizierungsmustern A werden so zuverlässiger als solche erkannt, und die davon erstellten Digitalbilder können z.B. schon von vornherein, insbesondere auch ohne weitere Prüfung des eigentlichen Rauschmusters als Nachahmung bzw. Fälschung erkannt und abgelehnt werden.
Das Verfahren (gemäß Anspruch 8 ff.) kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden:
Zunächst wird die für die Erstellung eines oder mehrerer Digitalbilder von einem
Druckexemplar eines Authentifizierungsmusters A seitens des Smartphones oder sonstigen Bildaufnahmegeräts 50; 60 tatsächlich verwendete, d.h. geräteintern eingestellte
Fokuseinstellung F ermittelt bzw. ausgelesen oder zumindest erfasst. Bei der Erstellung des oder der Digitalfotos vom Druckexemplar wird vorzugsweise die Autofokusfunktion des Smartphones 60 bzw. von dessen eingebauter Kamera 70 verwendet, die einen i.d.R. bereits recht gut eingestellten, aber nicht notwendigerweise auch tatsächlich optimalen Fokuswert F für den erkannten Aufnahmeabstand vom Objekt bzw. Druckexemplar auswählt. Diese von der Autofokusfunktion gewählte Fokuseinstellung F wird somit zum Zwecke der weiteren Berechnung ermittelt oder einfach direkt erfasst.
Für diese ermittelte Fokuseinstellung F wird anhand der in Figur 9 dargestellten
Kalibrierungskurve der tatsächliche Bildabstand ermittelt, d.h. es wird auf die
Kalibrierungs-daten zurückgegriffen; etwa über das Internet durch das verwendete
Smartphone selbst. Unter der Voraussetzung, dass die untereinander baugleichen Smartphones, Handys oder sonstigen Bilderfassungsgeräte 50; 60 eine feste, zumindest während der Bildaufnahme mechanisch unveränderliche Brennweite f besitzen, ist die zu ermitteltende, tatsächliche Gegenstandsgröße G aus dem Aufnahmeabstand g beim Fotografieren des Druckexemplars P bzw. A und der Anzahl der Pixel n des Gegenstands im Bild B unter Verwendung der Kalibrierungsdaten aref und gref errechenbar, nämlich gemäß
G=(n/aref) * g/gref.
Diese Formel ergibt sich, wenn man die im Rahmen der Kalibrierung für einen
Aufnahmeabstand gref erhaltene Bildauflösung zunächst umrechnet auf die Bildauflösung a bei dem bei der Aufnahme des Bildes B vorliegenden Aufnahmeabstand g, und zwar gemäß a=aref*gref/g,
und anschließend die Anzahl der Pixel n des Gegenstands im Bild B anhand ebendieser Bildauflösung a in die tatsächliche Gegenstandsgröße G umrechnet, und zwar gemäß
G=n/a.
Diese so errechnete Gegenstandsgröße des Druckexemplars ist mindestens ebenso präzise, oft jedoch noch präziser als der nur mit den geräteeigenen Parameterkombinationen errechnete Wertn. Bei der Prüfung der errechneten Gegenstandsgröße des Druckexemplars, etwa durch Vergleich mit einem vorgegebenen Zielgrößenkorridor für zulässige Größen von Druckexemplaren von Authentifizierungsmustern, werden die darauf aufbauenden Entscheidungen und/oder Maßnahmen (etwa hinsichtlich der Anerkennung des Musters als echt oder alternativ der Ablehnung des Musters als unecht) mit höherer Zuverlässigkeit getroffen bzw. angezeigt als bisher, was einen Sicherheitsvorsprung gegenüber
möglicherweise vergrößert nachgeahmten Druckexemplaren von
Authentifizierungsmustern bietet.
Um bei der Echtheitsprüfung die tatsächliche Gegenstandsgröße des Druckexemplars gemäß obiger Formel errechnen zu können, wird bei der Kalibrierung für dasselbe
Kameramodell (die gemäß den Figuren 5 bis 9 zu einem früheren Zeitpunkt, z.B. nur einmalig durchgeführt wird) vorzugsweise nicht nur der Zusammenhang zwischen der Fokuseinstellung und dem Bildabstand der größten Schärfe ermittelt (etwa durch
Zuordnung der idealen Bildabstände je Fokussierungswert), sondern alternativ oder zusätzlich auch die für einen ausgewählten (Referenz-) Aufnahmeab stand jeweils zugeordneten, d.h. erreichten Werte der (Referenz)-Bildauflösung ermittelt und als Kalibrierungsdaten oder als Teil davon gespeichert.
Bei einer späteren Echtheitsprüfung eines Objekts (d.h. eines Druckexemplars bzw.
gedruckten Authentifizierungsmusters) kann mithilfe der Kalibrierungsdaten zunächst aus der Fokuseinstellung der tatsächliche Bildabstand errechnet werden und dann mit Hilfe der Referenzbildauflösung bei identischem (Referenz-)Bildabstand die Bildauflösung a des Digitalbildes vom zu prüfenden Objekt errechnet werden. Schließlich kann daraus für das in dem Digitalbild abgebildete, zu prüfende Objekt anhand seiner Abbildgröße innerhalb des Digitalbildes (in Pixeln) die tatsächliche (metrische oder in sonstigen Längeneinheiten wie mm, cm, inch etc. anzugebende) Größe G des Objektes errechnet werden.
Eine bevorzugte Anwendung sieht vor, dass die so ermittelte, tatsächliche absolute bzw. metrische Gegenstandsgröße nun daraufhin geprüft wird, ob sie innerhalb eines vorgegebenen, zulässigen Größenbereichs liegt oder nicht; weitere Ausführungsformen, Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus den Patentansprüchen.
Bezugszeichenliste
10 S icherheitsmerkm al
50 Bildaufnahmegerät
55 elektronische Einheit
60 Smartphone
70 Digitalkamera
75 Bildsensor
80 Scanner
90 Lesegerät
100 Gegenstand
101 Oberfläche
102 Bedruckung
A Authentifizierungsmuster
äi äref Bildauflösung
B Digitalbild
Bl Digitalbild vom originalen Druckexemplar PI
B2 Digitalbild vom kopierten Druckexemplar P2
D Digitalvorlage
DO originale Digitalvorlage
Dl Digitalvorlage zweiter Generation
D2 Digitalvorlage dritter Generation
E Bewertungsergebnis
F nominelle Fokuseinstellung
E- gref Aufnahmeab stand
G; Gref Gegenstandsgröße
h Faltungsmaske
I Bildpunkt-Intensität
L Laplace-Filter
M; N Bildzeile; Bildspalte
n; nref Pixelzahl
P Druckexemplar
PI originales Druckexemplar P2 kopiertes Druckexemplar
Q Ähnlichkeitsgrad, korrigiert
Qi Ähnlichkeitsgrad zwischen Bl und DO
Q2 Ähnlichkeitsgrad zwischen B2 und DO Qmin Grenzwert
R Referenzbild
Digitalbild vom Referenzbild
S; Sref Bildschärfe
T Schwellwert
x, y Polynom- V ariab 1 en
X, Y Bildpunktkoordinaten

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Prüfung von Authentifizierungsmustern (A), wobei das Verfahren zumin dest umfasst:
- Erstellen zumindest eines Digitalbildes (B) von mindestens einem Authentifizierungs- muster (A), das als Druckexemplar (P) in gedruckter oder sonstiger körperlicher Form ausgebildet ist, mit einem digitalen Bildaufnahmegerät (50), insbesondere mit einem Smartphone (60),
- Prüfen der Authentizität des Authentifizierungsmusters (A), einschließlich
- Ermitteln der tatsächlichen Größe (G) des gedruckten oder in körperlicher Form ausgebil deten Authentifizierungsmusters (A),
wobei überprüft wird, ob die ermittelte Größe (G) des Authentifizierungsmusters (A) mit einer vorgesehenen Größe echter Authentifizierungsmuster und/oder einer vorgesehenen Bandbreite für die Größe echter Authentifizierungsmuster übereinstimmt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ermittlung der tatsächlichen Größe (G) des Authentifizierungsmusters (A) das Abrufen von Kalibrierungsdaten umfasst, die
- mit diesem Bildaufnahmegerät (50),
- mit einem damit baugleichen Bildaufnahmegerät (50) oder
- mit einem zumindest mit einer baugleichen Kamera (70) versehenen Bildaufnahmegerät (50)
gewonnen und gespeichert wurden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die tatsächliche Größe (G) des Authentifizierungsmusters (A) berechnet wird, indem Ka librierungsdaten für dieses und/oder für ein baugleiches Bildaufnahmegerät (50) abgerufen und zur Berechnung der tatsächlichen Größe des Authentifizierungsmusters (A) verwendet werden, wobei die Kalibrierungsdaten verbesserte Werte folgender Aufnahmeparameter umfassen:
- der nominellen Fokuseinstellung (F),
- der Brennweite (f), - des Aufnahmeabstands (gref) zwischen Referenzbild (R) und Bildaufnahmegerät (50) und/oder
- der Bildauflösung (aref).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der bei Erstellung eines Digitalbildes von dem Authentifizierungsmuster (A) verwendete tatsächliche Aufnahmeabstand (g) neu berechnet wird, wobei
- ein bei einem Kalibrierungsverfahren errechneter Wert des Aufnahmeabstands (gref) und
- eine diesem Aufnahmeabstand (gref) entsprechende Bildauflösung (aref)
abgerufen und verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die bei Erstellung eines Digitalbildes von dem Authentifizierungsmuster (A) vorgelegene Bildauflösung (a) berechnet wird, wobei
- ein bei einem Kalibrierungsverfahren errechneter Wert des Aufnahmeabstands (gref) und
- ein Wert einer diesem Aufnahmeabstand (gref) entsprechenden Bildauflösung (aref) abgerufen und verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die tatsächliche Größe (G) des Authentifizierungsmusters (A) berechnet wird, indem
- ein bei einem Kalibrierungsverfahren errechneter Wert des Aufnahmeabstands (gref) und
- ein Wert einer diesem Aufnahmeabstand (gref) entsprechenden Bildauflösung (aref) abgerufen und verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
Kalibrierungsdaten abgerufen werden, die zumindest Folgendes umfassen:
- einen Wert der Brennweite (f) und/oder der nominellen Fokuseinstellung (F) dieses (50), eines baugleichen oder eines mit einer baugleichen Kamera (70) versehenen Bildaufnah- megeräts (50), wobei der Wert der Brennweite (f) und/oder der nominellen Fokuseinstel lung (F) bei einem vorgegebenen Aufnahmeabstand (g) der maximalen Bildschärfe ent spricht,
- einen Referenzwert des Aufnahmeabstands (gref) für dieses (50), ein baugleiches oder ein mit einer baugleichen Kamera (70) versehenes Bildaufnahmegerät (50), wobei der Refe renzwert des Aufnahmeabstands (gref) bei einer vorgegebenen Brennweite (f) und/oder bei einer vorgegebenen nominellen Fokuseinstellung (F) einer maximalen Bildschärfe entspricht, und/oder
- einen Wert einer Bildauflösung (aref) für dieses (50), für ein baugleiches oder für ein mit einer baugleichen Kamera (70) versehenes Bildaufnahmegerät (50), wobei der Wert der Bildauflösung (aref) einer Kombination von Werten für Brennweite (f), nominelle Fokus einstellung (F) und/oder Aufnahmeabstand (gref) entspricht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
Kalibrierungsdaten dieses (50), eines baugleichen oder eines mit einer baugleichen Kamera (70) versehenen Bildaufnahmegeräts (50) abgerufen werden, die zumindest Folgendes um fassen:
- eine einer maximalen Bildschärfe entsprechende nominelle Fokuseinstellung (F) als Funktion des Aufnahmeabstands (g)
und/oder
- einen Aufnahmeabstand (gref) als Funktion einer einer maximalen Bildschärfe entspre chenden nominellen Fokuseinstellung (F).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
Kalibrierungsdaten abgerufen werden, die für eine Mehrzahl unterschiedlicher, nicht bau gleicher digitaler Bildaufnahmegeräte (50), insbesondere für unterschiedliche Smartphone- Modelle (60) jeweils zumindest Folgendes umfassen:
- eine Zuordnung zwischen der nominellen Fokuseinstellung (F) des jeweiligen Bildauf nahmegeräts (50) und einem Referenzwert des Aufnahmeabstands (gref),
- die Umkehrfunktion dieser Zuordnung und/oder
- aus dieser Zuordnung abgeleitete Kalibrierungsdaten.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
Kalibrierungsdaten für zumindest ein digitales Bildaufnahmegerät (50), insbesondere für zumindest ein Smartphone (60) abgerufen werden, die jeweilige Bildauflösungen (aref) und/oder als Pixelzahl (nref) je Längeneinheit (Gref) errechnete Pixeldichten in Abhängig keit von unterschiedlichen Aufnahmeabständen (gref) umfassen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
- mit diesem Bildaufnahmegerät (50),
- mit einem damit baugleichen Bildaufnahmegerät (50) oder
- mit einem zumindest mit einer baugleichen Kamera (70) versehenen Bildaufnahmegerät (50)
zunächst ein Kalibrierungsverfahren durchgeführt wird,
wobei das Kalibrierungsverfahren zumindest Folgendes umfasst:
a) Erstellen von Digitalbildern (r) von zumindest einem Referenzbild (R), wobei mindes tens ein Aufnahmeparameter vorgegeben, eingestellt und/oder gespeichert wird, b) Ermitteln eines verbesserten Wertes für mindestens einen Aufnahmeparameter und/oder einer verbesserte Zuordnung zwischen Werten mindestens zweier Arten von Aufnahme parametern aus den erstellten Digitalbildern (r) des Referenzbildes (R) und
c) Ermitteln und/oder Speichern von Kalibrierungsdaten, die eine verbesserte Zuordnung von Werten mindestens zweier Arten von Aufnahmeparametern zueinander umfassen und/oder daraus abgeleitet sind,
wobei in Schritt a) zumindest einer der folgenden Aufnahmeparameter vorgegeben, einge stellt und/oder gespeichert wird:
- eine Brennweite (f) des Bildaufnahmegeräts (50),
- eine nominelle Fokuseinstellung (F) des Bildaufnahmegeräts (50) und/oder
- ein Aufnahmeabstand (g) zwischen dem Referenzbild (R) und dem Bildaufnahmegerät (50) und
wobei in Schritt b) ein verbesserter Wert mindestens eines der folgenden Aufnahmepara meter aus den Digitalbildem ermittelt wird: - ein für den Aufnahmeabstand (g) aus Schritt a) geeigneterer, einer maximalen Bild schärfe entsprechender Wert der Brennweite (f) und/oder der nominellen Fokuseinstel lung (F) des Bildaufnahmegeräts (50),
- ein für die Brennweite (f) und/oder für die nominelle Fokuseinstellung (F) aus Schritt a) geeigneterer, einer maximalen Bildschärfe entsprechender Wert des Aufnahmeabstands (gref) zwischen dem Referenzbild (R) und dem Bildaufnahmegerät (50) und/oder
- ein einer Kombination von Werten für Brennweite (f), nominelle Fokuseinstellung (F) und/oder Aufnahmeabstand (gref), von welchen Aufnahmeparametem mindestens einer (gref) einen verbesserten Wert annimmt, entsprechender Wert der Bildauflösung (aref).
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
- dass in Schritt a) der Aufnahmeabstand (gref) zwischen dem Referenzbild (R) und dem Bildaufnahmegerät (50) vorgegeben und/oder eingestellt wird und
- dass in Schritt b) die für den Aufnahmeabstand (gref) aus Schritt a) geeignetste, der maxi malen Bildschärfe entsprechende nominelle Fokuseinstellung (F) des Bildaufnahmegeräts (50) errechnet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
- dass für einen in Schritt a) vorgegebenen und/oder eingestellten Aufnahmeabstand (g), aber mit variierenden nominellen Fokuseinstellungen (F) jeweils Digitalbilder (r) von dem Referenzbild (R) erstellt werden,
- dass die Bildschärfe der jeweiligen Digitalbilder (r) berechnet, insbesondere mittels eines Laplace-Filters berechnet wird und
- dass aus einer interpolierten, insbesondere durch eine Polynomfunktion 2. Grades inter polierten Abhängigkeit der Bildschärfe (s) von der nominellen Fokuseinstellung (F) eine geeignetste, der maximalen Bildschärfe entsprechende nominelle Fokuseinstellung (F) für den Aufnahmeabstand (g) aus Schritt a) errechnet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, - dass für mehrere in Schritt a) unterschiedlich vorgegebene und/oder eingestellte Aufnah meabstände (g) jeweils mit variierenden nominellen Fokuseinstellungen (F) mehrere Di gitalbilder (r) von dem Referenzbild (R) erstellt werden,
- dass aus der Bildschärfe (s) der jeweiligen Digitalbilder (r) jeweils eine geeignetste, der maximalen Bildschärfe entsprechende nominelle Fokuseinstellung (F) für den jeweiligen Aufnahmeabstand (g) aus Schritt a) errechnet wird und
- dass durch Interpolation, insbesondere durch Interpolation mit einer Polynomfunktion 3. Grades die geeignetste, der maximalen Bildschärfe entsprechende nominelle Fokusein stellung (F) als Funktion des Aufnahmeabstands (gref) ermittelt wird und/oder deren Um kehrfunktion ermittelt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c)
- die ermittelte, der maximalen Bildschärfe entsprechende nominelle Fokuseinstellung (F) als Funktion des Aufnahmeabstands (g),
- der Aufnahmeabstand (gref) als Funktion der ermittelten, der maximalen Bildschärfe ent sprechenden nominellen Fokuseinstellung (F) und/oder
- aus dieser Zuordnung abgeleitete Kalibrierungsdaten zur späteren Verwendung bei einer Prüfung von Authentifizierungsmustem wiederabrufbar gespeichert werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
für eine Mehrzahl unterschiedlicher, nicht baugleicher digitaler Bildaufnahmegeräte (50), insbesondere für unterschiedliche Smartphone-Modelle (60) jeweils
- eine Zuordnung zwischen der nominellen Fokuseinstellung (F) des jeweiligen Bildauf nahmegeräts (50) und dem Aufnahmeabstand (gref) zwischen dem Referenzbild (R) und dem jeweiligen Bildaufnahmegerät (50),
- die Umkehrfunktion dieser Zuordnung und/oder
- aus dieser Zuordnung abgeleitete Kalibrierungsdaten zum späteren Wiederabrufen bei späteren Prüfungen von Authentifizierungsmustem gespeichert werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest ein digitales Bildaufnahmegerät (50), insbesondere für zumindest ein Smart- phone (60) in Abhängigkeit von unterschiedlichen Aufnahmeabständen (gref) zwischen dem Referenzbild (R) und dem Bildaufnahmegerät (50) bzw. Smartphone (60) jeweils die Bildauflösung (aref) des Digitalbildes (r) von dem Referenzbild (R), insbesondere die Pixel- dichte, das heißt die Pixelzahl (nref) des Digitalbildes (r) je Längeneinheit (Gref), errechnet und gemeinsam mit den Aufnahmeabständen (gref) gespeichert und diesem und/oder bau gleichen Bildaufnahmegeräten (50), insbesondere diesem und/oder baugleichen Smartpho- nes (60) zugeordnet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
dann, wenn ein Vergleich der nach diesem Verfahren errechneten tatsächliche Größe (G) des Authentifizierungsmusters (A) ergibt, dass diese weder mit einer vorgesehenen Größe echter Authentifizierungsmuster übereinstimmt noch innerhalb einer vorgesehenen Band- breite für die Größe echter Authentifizierungsmuster liegt, ungeachtet eines allein aus den internen Aufnahmeparametem des Bildaufnahmegeräts (50) sich ergebenden Berechnungs ergebnisses
- angezeigt wird, dass das Authentifizierungsmuster (A) kein authentisches Authentifizie rungsmuster ist,
- angezeigt wird, dass ein neues Digitalbild von dem Authentifizierungsmuster (A) erstellt werden muss, und/oder
- die weitere Prüfung des Authentifizierungsmusters (A) abgebrochen wird.
PCT/EP2019/085129 2018-12-20 2019-12-13 Kalibrierungsverfahren zur verbesserung der prüfung von authentifizierungsmustern durch digitale bildaufnahmegeräte WO2020126926A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018133230.0A DE102018133230A1 (de) 2018-12-20 2018-12-20 Kalibrierungsverfahren zur Verbesserung der Prüfung von Authentifizierungsmustern durch digitale Bildaufnahmegeräte
DE102018133230.0 2018-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020126926A1 true WO2020126926A1 (de) 2020-06-25

Family

ID=69061321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/085129 WO2020126926A1 (de) 2018-12-20 2019-12-13 Kalibrierungsverfahren zur verbesserung der prüfung von authentifizierungsmustern durch digitale bildaufnahmegeräte

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018133230A1 (de)
WO (1) WO2020126926A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116433670A (zh) * 2023-06-14 2023-07-14 浙江舶云科技有限公司 一种图像质量检测方法及检测***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006051710A1 (de) * 2005-10-28 2007-05-03 Arc Seibersdorf Research Gmbh Längennormierung
US20150116530A1 (en) * 2012-05-30 2015-04-30 Easy Printing Network Limited Article authentication apparatus having a built-in light emitting device and camera
WO2017159608A1 (ja) * 2016-03-16 2017-09-21 凸版印刷株式会社 識別装置、識別方法、識別プログラム、及び識別プログラムを含むコンピュータ可読媒体
US20180276523A1 (en) * 2015-11-30 2018-09-27 Toppan Printing Co., Ltd. Identification method and identification medium

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7054461B2 (en) * 2002-02-15 2006-05-30 Pitney Bowes Inc. Authenticating printed objects using digital watermarks associated with multidimensional quality metrics
MXPA04011277A (es) * 2002-05-14 2006-02-22 Mediasec Technologies Gmbh Patrones de autenticacion visibles para documento impreso.
DE102015106447A1 (de) * 2015-04-27 2016-10-27 Schreiner Group Gmbh & Co. Kg Manipulationssicheres Etikett

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006051710A1 (de) * 2005-10-28 2007-05-03 Arc Seibersdorf Research Gmbh Längennormierung
US20150116530A1 (en) * 2012-05-30 2015-04-30 Easy Printing Network Limited Article authentication apparatus having a built-in light emitting device and camera
US20180276523A1 (en) * 2015-11-30 2018-09-27 Toppan Printing Co., Ltd. Identification method and identification medium
WO2017159608A1 (ja) * 2016-03-16 2017-09-21 凸版印刷株式会社 識別装置、識別方法、識別プログラム、及び識別プログラムを含むコンピュータ可読媒体
EP3432277A1 (de) * 2016-03-16 2019-01-23 Toppan Printing Co., Ltd. Identifizierungsvorrichtung, identifizierungsverfahren, identifizierungsprogramm und computerlesbares medium mit dem identifizierungsprogramm

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116433670A (zh) * 2023-06-14 2023-07-14 浙江舶云科技有限公司 一种图像质量检测方法及检测***
CN116433670B (zh) * 2023-06-14 2023-08-29 浙江舶云科技有限公司 一种图像质量检测方法及检测***

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018133230A1 (de) 2020-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1413972B1 (de) Prüfung von Bildaufnahmen von Personen
DE102006005617B4 (de) Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Bildes, Verfahren zur Herstellung eines Dokuments, Computerprogrammprodukt und elektronisches Gerät
DE69909997T2 (de) Individualisierter fingerabdruckabtaster
DE69634583T2 (de) System und Verfahren zum Prüfen von Identifizierungskarten
EP1693781B1 (de) Verfahren und Anordnung zur optischen Aufnahme biometrischer Fingerdaten
EP2144036A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur 3D-Digitalisierung eines Objekts
WO2006021165A1 (de) Verfahren und anordnung zur optischen aufnahme biometrischer daten
WO2020126720A1 (de) Optikkorrektur durch maschinenlernen
DE112020005864T5 (de) Verfahren und Einrichtung zur Verifizierung der Authentizität eines Produkts
DE2254597B2 (de) Verfahren zum Identifizieren von Einzelpersonen unter Verwendung ausgewählter Körpermerkmale
EP1022541A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Geometrie von blattförmigem Gut oder Stapeln davon
DE112019007066T5 (de) Fälschungssicheres Papierprodukt basierend auf Mikrostrukturerkennung, Herstellungsverfahren sowie Authentifizierungsverfahren dafür
WO2020126926A1 (de) Kalibrierungsverfahren zur verbesserung der prüfung von authentifizierungsmustern durch digitale bildaufnahmegeräte
EP2724323A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erstellen eines dokumentenreferenzdatensatzes anhand eines dokumentes
DE102018125780A1 (de) Ähnlichkeitsbestimmung eines von einem Druckexemplar erstellten Digitalbildes mit einer Digitalvorlage
DE102008052248B4 (de) Verfahren und Vorrichtung für die Überprüfung von Linsenstrukturen
WO2010089157A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verifizieren von dokumenten unter verwendung einer wavelet-transformation
DE102019132518A1 (de) Verfahren zur Prüfung einer rasterförmig bedruckten und/oder gestalteten Oberfläche eines Gegenstands und Gegenstand
EP2917897B1 (de) Qualitätsprüfung eines kippbildes einer linsenstruktur
DE112017001026T5 (de) Verfahren und System zur ldentifizierung und Messung eines Defekts, der die Transparenz in einem Substrat für ein Sicherheitsdokument verringert
EP4205091A1 (de) Vorrichtung zum erzeugen einer digitalen kennung von einem mindestens ein druckbild aufweisenden exemplar eines druckerzeugnisses, smartphone oder tablet mit dieser vorrichtung und verfahren zur verwendung dieser vorrichtung
EP4064221A1 (de) Verfahren zum personalisieren eines id-dokuments sowie verfahren zum identifizieren einer person anhand biometrischer gesichtsmerkmale und id-dokument
EP4127670A1 (de) Verfahren zur wiedererkennung von oberflächen
EP4320603A1 (de) Vorrichtung und verfahren für eine prüfung einer kennzeichnung eines produkts
WO2022101355A1 (de) Verfahren zum drucken und erkennen von authentifizierungskennzeichen mit einem amplitudenmodulierten rasterdruck

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19829063

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19829063

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1