用於貨品鑑別的系統和方法

2023-05-27 22:37:36 4

專利名稱：用於貨品鑑別的系統和方法
技術領域：
本發明涉及貨品的鑑別及贗品的檢測，尤其涉及採用自鑑別方案的系統，通過一個不可複製和／或加密的代碼的測定而實現目標真實性的確定。
背景技術：
在許多環境中，資質鑑別和贗品制止力量是重要的。貨幣帳單、股票及債券證書、信用卡、護照提貨單以及許多其它法律文件(例如契約、遺囑等)，所有這些都必須真實可靠，以供可用。贗品的鑑別和制止在許多看起來次要的環境中同樣是有重要性的。例如，改進的檢驗／贗品抵制機制將在例如船舶貨櫃內容的檢驗、個人的健康或犯罪歷史的快速鑑定等方面非常有用。根據定義，假冒產品是指一種產品、包裝、標籤和／或其標誌的未經授權的複製物。造假者的誘人的目標是具有重要商標或象徵價值的物品，其中的生產費用低於市場的價值。
在商業製造界，用於贗品或未經授權貨品來說，在製作、分銷及銷售中與真實的貨品直接競爭已是尋常之事。仿造已經成了全世界的傳染病，特別在生活消費品領域，包括織品、塑料、皮革、金屬的生活消費品，或這些種類的組合，例如衣服、手提包、皮夾、香水及其它生活消費品。電子及軟體產品也是假造者的特定目標，這些假造者看中不使用許可證的條件下的商標或版權的價值。由於以降低生產費增加(許可證費用的獨佔)為基礎的成本節省在贗品生產中不是一個必要的因素，所以假貨顯然可以具有高質量並且與真實產品相似。的確，假貨與真貨的接近程度能夠讓消費者容易把假貨與真貨混淆。在其它情況中，針對不同的銷售及分銷實踐而分割世界市場，以使該「贗品」貨實質上與經授權的貨品完全一樣。進一步，在許多實例中，生產商在來自智慧財產權所有者的許可證下產生貨品，因此在該使用許可協議條款之外的銷售也是「贗品」。
單在美國，預防犯罪和／或欺詐就是一個幾十億美元的市場。在商業領域，象牛仔褲、化妝品及光碟／錄象帶之類的日常產品的標記能夠防止仿造(私賣)，並且通過合法的廠商防止未經授權的欺詐複製品的進口。
已經嘗試了各種方法限制贗品的出現。例如，某些人已經嘗試通過在產品上放置編碼或未編碼的標記來保證物品的真實性(例如在藝術家的畫上簽字)。很遺憾，該代碼很快被破譯，例如假造者學習複製一個籤字，這種方法變成對鑑別目的來說無價值。在紙類產品的範圍中(例如貨幣)，預防仿造的方法已經使用二維鑑別機制，例如水印標記或專門的線紋裝飾，結合在用於製造該貨幣的紙中。這些機制顯然有幫助，但是他們還可以被勝過。例如，假造者漂白一個1美元的紙票(其方式使得標誌該專用貨幣紙的著色線紋裝飾不被損壞)，然後在那上面列印一個100美元鈔票。因此，僅僅把物理安全性資料投入到市場中將形式對於其自由使用的一個限制。
其它的鑑別方法已經利用了提供三維數據的機制。例如，在許多信用卡上提供的全息照相提供可以預先校準的多個變量(即相對於二維線水印標記而言)，並且隨後用於一個物品的真實性的檢驗。然而，由於全息照相具有一個預置的或決定性的圖案，它們也可以被複製及仿造製成品。而且，由於該全息照相恆定不變，他們將會在應用到貨品之前受竊，即在商業中心從經授權的貨品轉移到未經授權的貨品。
由於假造者在本質上已經具有一個「固定的」獵取的目標，所以利用確定性圖案的鑑別機制先天地易受到仿造的傷害。高保密性方案，例如軍事碼方案，具有時常變化的加密密鑰。然而，這種方法在保證有價值的時間敏感信息方面有幫助，但是不能防止先前傳送信息的隨後解密。在該頻譜的另一端，基於鑑別機制的一個隨機的元素將提供一個不斷「移動」及非重複的目標，在不知道該編碼方案的條件下實際地不可能不被發現地複製。
最後，雖然現有的鑑別機制提供了在某些範圍中的足夠的保護而抵制仿造，但是可得到的日漸強大的工具軟體將解碼加密信息，使得需要更安全的方案用於長期保護的目的。例如，與其監視及偵察活動結合，政府慣例尋求對加密碼的破譯或智取。使用的技術隨即很快地被秘密部門採用，並且甚至政府的規章力圖保持弱的加密標準，而促進密碼破解。除了計算機之外，當今的假造者已經介入了很強大的工具用於暗地裡破壞物理複製保護方案，例如彩色照相複製設備半導體晶片器件的逆轉工程等。這些元素的組合不斷地對於鑑別物品的新方法及機制提出強烈的需求，特別是要求很少受到仿造和／或使用新防複製機制的影響的方法和機制。
在一種意義上講，用於貼標籤的消費品的寬用途的安全性問題的考慮歸結為是否有人能夠大批量生產具有對應保密碼的仿造標籤而不被檢測出來。在一種極端的情況下，如果掃描器只是簡單地尋找標誌的位置，例如尋找二維定位纖維的位置，則一個標籤的簡單照相複製就的確見效。使用螢光纖維將要求掃描器正確地照明該纖維以便使該纖維發螢光並且對照具有異常螢光彩色的纖維鑑別。分色纖維將要求根據照射光源的極化以及彩色鑑別不同反映的反差纖維，並且需要在檢測到該圖案時複製該圖案的裝置。顯然包括的要素越多越好。因此，最好測量那些需要專門設備進行量度及複製的安全特徵。
現有技術中發生的一個問題是該方案進行真品和贗品的鑑別時的可靠性。如果鑑別方案過於嚴厲，真品將由於例如環境、曝光量、形變等方面中的微小變化而被拒斥。另一方面，如果鑑別方案不嚴格，則可能使假貨通過；即假造者可以學會在一個規則的基礎上欺騙該鑑別假貨的鑑別系統。
已有技術反仿造標籤方案結合在此處作為參考的美國專利5592561建議了一個鑑別、跟蹤／反轉換系統，以及能夠跟蹤各種貨品的反贗品系統。該系統包括一個控制計算機、一個主計算機、一個標記系統和一個欄位閱讀器系統，它們全部兼容並且能夠通過數據傳送鏈路實體連結。一個可確認、且是唯一的標記置於每一貨品上，或置於將要製造的貨物的外部材料上，以便使實現隨後的檢查。該標記或圖案包括加有加密圖案的標記媒介的區域以及是加有這種標記媒介的區域。該圖案能夠由一個閱讀器掃描或捕獲並且解密成編碼數據。該輸入隨即能夠在一個資料庫上直接地與一組真實輸入比較，或者被解碼並且在中心定位的主資料庫上與一組數據比較。該標記系統提供對於壓印的控制，實現在要求的重新鑑別之前列印有限數目的授權碼。為了提供標記確認，一個攝像機獲得壓印的圖像。在編碼的標記壓印之後，獲得該標記的圖像並且集中地鑑別為一個有效碼，它可以隨著涉及具體產品的相關信息一起存儲在一個資料庫中。通過把一個唯一加密圖案包括在標記的物品上而改進標記物品的監視，該加密圖案具有例如唯一擁有者的標識、唯一生產商的標識、唯一工廠標識、唯一目的地標誌和時間及日期信息。
在此處結合作為參考的美國專利5,367,148、5,283,422和4,814,589提供用於檢測贗品目標的系統，採用具有被存儲在經授權的ID碼資料庫中的隨機數的ID碼。
專利在此處結合作為參考的美國專利5,367,319提供一個系統，其中例如貨幣的一個目標被隨機用例如一個噴墨印表機加標記。通過測知隨機模式的複製，檢測通過對標的物進行複製的制假。
自鑑別壓印碼在此處結合作為參考的WO 97／25177(Shachrai等人發明)涉及一個寶石標記方法和設備，其中在一個實施例中提供一個記在寶石上的一個加密碼，在一定程度上是基於該寶石的一個隨機或不可再生特徵。
在此處結合作為參考的美國專利5,499,924涉及一個數位照相機，具有用於鑑別從一個圖像文件生產的圖像的設備。在此處結合作為參考的美國專利5,351,302涉及一種用於鑑別目標的方法，根據一個公用密鑰密碼方法而編碼該目標的一個可確定特徵，例如一個順序編號。
物理安全光學方案在此處結合作為參考的美國專利5,574,790提供一個多閱讀器系統，用於根據多個傳感的螢光識別變量而鑑別產品，例如根據相對於一個調製照明燈的波長、幅度和延時。該螢光標誌結合例如由於識別特徵的條碼空間分布，以便定義產品真實標識的一個用戶確定的和可編程序的加密。
在此處結合作為參考的美國專利4,623,579公開一個裝飾複合物產品，它可以縱裂以便形式一種紗線產品，具有結合發螢光的和螢光裝飾的外觀。該複合物產品包括一對兒熱塑性樹脂外層，在它們之間放置一個包括著色成分的合成裝飾層，具有發磷光的著色劑和螢光著色劑，以及一個樹脂粘合材料。出現的螢光著色劑在重量上相等於發磷光的著色劑的量。出現的粘合劑材料可以從多元酯、聚亞安酯、以及丙烯酸的聚合物和共聚物中選定，以丁二烯-丙烯腈橡膠以及聚亞安酯合成的混合物最好。該複合物產品通過以合成物敷兩個樹脂薄膜製備，隨後在該薄膜塗覆面上互相連接這兩個樹脂薄膜，並且加熱和加壓，把它們連接一起以便形成該裝飾複合物產品。
在此處結合作為參考的美國專利3,942,154公開了一種用於識別著色圖案的方法和設備。該方法包括對一個織品圖案中的個別象素的顏色進行編碼，通過把該象素在預選波長的透射或反射電平與表示一個基準色的存儲值比較，而產生表明象素該色的一個多比特代碼。用於此目的的一個比較器結合了正比于波長或常量的一個誤差，以使如果用於該象素的輸入值是在該存儲值的一個確定的範圍之內，則該比較器的輸出將以存儲值表示標識。
在此處結合作為參考的美國專利3,839,637公開具有在日光之下發不可見光的材料的一個織品中的紗線中空過程的原始設想，但是只在當蒙受紫外線光的時候才有可見光，使得提供用於切割或測量標誌的引導線，以實現在一卷布中的布的碼數量的可視計數而不必解開該布卷。
在此處結合作為參考的美國專利5,289,547公開一種用於鑑別產品的方法，把至少兩個光致變色的化合物的混合物合併到一個載體合成物中，兩個光致變色的化合物具有在激活狀態中的不同吸收極點以及其它不同屬性，以便形成在產品上的鑑別顯示數據，讓顯示數據經歷該鑑別的各種步驟，激活全部光致變色的化合物，先漂白該光致變色的化合物的不足全部，和／或漂白該光致變色的化合物的全部，各種激活，激活和漂白步驟之後，通過檢驗裝置檢查顯示數據以便實現鑑別。
在此處結合作為參考的美國專利4,767,205公開一種標識方法和標識工具，根據正常裸眼可見的微小粒子團，每一團中的粒子具有選定均勻的尺寸、形狀和彩色。通過把粒子的全體從粒子團的選定數目傳送到將要標識的物品而建立編碼識別，然後通過用光顯微鏡在高放大率之下檢查該標記物品來確認這種標識。
在此處結合作為參考的美國專利4,883,332公開一個掃描螢光檢測。
在此處結合作為參考的美國專利5,591,527提供了光學安全產品和用於製造該產品的方法，產品具有形成一個圖像的變化折射率層，它只能通過一個窄觀看角度範圍觀看，並且在環境光(散射)中觀看，因此提供基片的真實性的一個迅速地顯見的檢驗。
在此處結合作為參考的美國專利5,580,950提供負雙向折射硬芯聚合物薄膜，由具有硬的芯主鏈的一類溶解聚合物組成，當用於鑄造薄膜時，經歷一個自動取向處理，把該聚合物的主鏈並行到薄膜表面，導致一個顯示負向雙折射的薄膜。
在此處結合作為參考的美國專利5,549,953提供具有光學可變的安全特性的光記錄介質。薄膜結構具有隨觀察視角移動的一種固有彩色，既提供光學變量安全性質又提供由光裝置解碼的光數據。多層幹擾具有一個透明電介質材料，以及由吸光材料、晶體結構改變材料或磁光材料製造的記錄層。數據被光學編碼或光學影印成象為條碼或數字數據。
物理安全方案列印在多種應用技術領域中都具有使用光學可變色素的描述，例如在貨幣的防制假應用的油墨以及用於敷層合成物的各種應用中。例如描述在美國專利4,434,010、4,704,356、4,779,898、4,838,648、4,930,866、5,059,245、5,135,812、5,171,363,以及5,214,530中，在此處結合作為參考。這些類型色素的製備是通過把無機透明電介質層、半透明金屬層和金屬反射層沉積到一張韌性網形物，以及從該網形物分離那些層，使得把沉積薄膜的分層結構破碎成色素粒子。這些粒子是在不規則成形的平面色素碎片的形式。這些色素能夠產生引人注目的可視效果，包括在其它色素類型中觀察不到的分光效果。形成具有至少一個金屬反射層、至少一個透明電介質層以及至少一個半透明金屬層的一個多層薄膜幹擾結構。可利用這些層的各種組合實現所期望的光學可變的效果。根據該色素的特定期望的特性可以有不同的層厚度。例如，在此處結合作為參考的美國專利5,135,812中描述的用於該金屬反射層的可用厚度是在80nm的數量級，用於半透明金屬層的是5nm，以及多個特定設計波長的半波長厚度用於透明電介質層。
在此處結合作為參考的美國專利5,193,853以及5,018,767提供了抗複製方法，其中一個標記的圖像具有一個微小的點或線間距，隨著通常的複製裝置的正常掃描清晰度變化，使得這種機械的複製可檢測。
在此處結合作為參考的美國專利4,514,085提供一個通過以封裝液晶標記文件而鑑別文件的方法，然後在把文件暴露在液晶的獨有光學特性之下觀測該文件。
在此處結合作為參考的美國專利4,507,349提供一個貨幣安全性系統，採用合成物質層以及可升華的染料在該層上形成圖像。
在此處結合作為參考的美國專利5,601,683提供一個抵抗照相複製文件，具有以溶劑敏感染基塗油墨列印的背景圖案或標誌。抵抗照相複製的背景圖案或標誌的存在限制了複製。
物理安全電磁方案在此處結合作為參考的美國專利5,602,381以及5,601,931涉及用於鑑別標籤的系統和方法，其根據在標籤之內的隨機分布的磁性粒子以及表示列印在該標籤上的分布的加密代碼以及壓印在該標籤上的可能數據。
在此處結合作為參考的美國專利3,701,165公開一種標記衣裝的方法，利用了可用磁性檢測裝置檢測的一種物質。當在製造衣裝的過程中檢測到衣裝部分上的磁化物質時，隨即響應該針腳的檢測而起動衣裝製造步驟。
結合在此處作為參考的美國專利4,820,912提供了一個利用微波鑑別文件的方法和設備，具有一種嵌入和散落在一個卡片基層構件中的不鏽鋼纖維的隨機分布。對一個文件或卡片中隨機嵌入和散落的大量金屬線加微波，響應根據特定的規則在該文件或卡片的一個適當區域中記錄的微波籤字，作出一種正確數字的標誌響應。為了檢查該文件或卡片的真實性，微波加到該文件或卡片，微波籤字響應與該數字的標記核對。當該微波籤字及該標誌對應時，該文件或卡片被確定是真實的。
物理安全方案-薄膜和嵌入燈絲在此處結合作為參考的美國專利4,157,784公開一個文件安全系統，光學地揭露印刷品的擦除或修改。
在此處結合作為參考的美國專利3,391,479公開一種卡片安全系統，在該卡片上提供一個分光的薄膜覆蓋信息。
在此處結合作為參考的美國專利3,880,706公開一個文件安全系統，在一個紙漿基片之內提供一個熔融聚合物網。
在此處結合作為參考的美國專利4,247,318提供一個安全紙，由非編織聚乙烯薄膜纖維紙頁形成。
在此處結合作為參考的美國專利4,186,943公開一種鈔票或文件安全系統，在該鈔票或文件體內提供一個光學顯著不同的薄膜結構。
在此處結合作為參考的美國專利4,445,039公開一個編碼文件安全系統，具有一個利用可讀物理特徵的一個安全部件。
在此處結合作為參考的美國專利4,652,015公開用於紙幣以及貨幣的安全紙，具有一種金屬化薄膜，在上面壓印有精確壓印。
在此處結合作為參考的美國專利4,552,617公開一個文件安全系統，提供微小載體材料的可溶解特性，在載體溶解之後在那上面有固定的編碼。在此處結合作為參考的美國專利4,437,935公開一個文件安全系統，提供微小網形物材料的可溶載體，在網形物溶解之後在那上面有紙纖維和固定的編碼。
在此處結合作為參考的美國專利5,393,099提供一個用於貨幣類的抗複製方法，有嵌入的微圖像安全特徵，例如全息照相和衍射光柵。
加密和編碼方案在此處結合作為參考的美國專利5,426,700提供一個公眾密鑰／專用密鑰系統，用於檢驗文件的類別，以便檢驗它的信息內容。在此處結合作為參考的美國專利5,420,924以及5,384,846提供安全標識卡，帶有將要被鑑別的目標的圖象。在此處結合作為參考的美國專利5,388,158提供一種用於製造一種抵抗竄改或變更的安全的文件方法。
在此處結合的作為參考的美國專利5,375,170、5,263,085和4,405,829提供了加密和數字籤字方案。在此處結合的作為參考的美國專利5,600,725以及5,604,804提供了公用密鑰-專用密鑰加密系統。在此處結合的作為參考的美國專利5,166,978提供了一個微型控制器，用於實現所謂的RSA方案。所謂的公眾密鑰／專用密鑰加密協議，例如可從RSA、Redwood CA得到的協議可能用來以「數字籤名」給細工品加標記。參見R．L．Rivest、A．Shamir和L．Adelmann的「用於獲得數字籤名和公開密鑰保密系統的方法」，(1978年2月的ACM 21(2)120-126頁)，特別在此處結合作為參考。在此情況中，利用所謂的專用密鑰，編碼部分用一個適當的算法編碼該數據。為了解碼該消息該消息必須擁有第二個碼，稱為公用密鑰，因為其可以分銷到公開並且與編碼當事人關聯。使用此公用密鑰時，解密該加密信息以及編碼方檢驗的標識。在此方案中，編碼方不需要被通知檢驗程序。關於此方案的已知變化允許在每一方之間依次傳送，或附帶條件密鑰確保除了鑑別過程之外的數據的安全性。請參閱W．Diffie以及M．E．Hellman的「加密術中的新方向」(IEEE資訊理論Vol．IT 22 pp．644-654，1976，11月)；R．C．Merkle以及M．E．Hellman「隱藏信息和門限信息庫中的籤字」(IEEE資訊理論Vol．IT pp．525-530，1978，9月)；Fiat和Shamir「如何驗證你自己的標識和籤字問題的實際解決方案」(Proc．Crypto 86 pp．186-194 1986，8月)；「DSS一種數字籤名算法的規範」(National Institute Standards and Technology，1991，8月)；和H．Fell和W． Diffie「根據多項式代替的一種公用密鑰方案的分析」(Proc．Crypto．(1985)pp．340-349)，特別地在此處結合作為參考。
使用DES類型加密系統的不同編碼方案不允許由公眾解碼該信息，而是只由經授權的人擁有該碼。因此需要編碼方的捲入，其解碼該信息並且協助寶石鑑別。
在此處結合作為參考的美國專利5,191,613、5,163,091、5,606,609和4,981,370提供利用電子公證人技術的文件鑑別系統。
在此處結合作為參考的美國專利5,142,577、5,073,935、和4,853,961提供用於鑑別電子文件的數字公證人方案。
在此處結合作為參考的美國專利4,816,655提供一個文件鑑別方案，它使用一種公用密鑰-專用密鑰方案並且進一步使用來自該文件的未加密的信息。
在此處結合作為參考的美國專利4，637，051提供一個用於列印加密信息的系統，其加密信息難於偽造或變更。
在此處結合作為參考的美國專利4,630,201提供一個電子的事務處理檢驗系統，把隨機數值用於編碼處理事項數據。
在此處結合作為參考的美國專利4,463,250提供一個方法，根據低密度編碼方案和一個文電鑑別算法檢測仿造碼。
在此處結合作為參考的美國專利4463250涉及有全息安全性裝置的鑑定。
還請參閱美國專利4,150,781、4,494,381、4,637,051、4,864,618、4,972,475、4,982,437、 5,075,862、5,142,577、5,227,617、5,283,422、5,285,382、5,337,361、5,337,362、5,380,047、5,370,763、5,243,641、4,514,085、4,199,615、4,059,471、4,178,404、4,121,00、35,422,954、5,113,445、4,893,338、4,995,081、4,879,747、4,868,877、4,853,961、4,812,965、4,507,744、和EP專利0,328,320,在此處結合作為參考。
因此，依然存在對於製造過程中貨品進行控制、實現貨品直接標記的系統和方法，且實現標誌的檢測／交叉允許，以使貫穿商務的流動中貨物被唯一地標識和跟蹤。另外，在依然存在對一種用於標記的方法和系統的需要，使得該標記不能以通常可得到的裝置容易複製，以使該標記包含用於產品鑑別、標識及跟蹤的充分的信息。依然存在對於一個產品標記方法的需要，其中針對個別產品詳細說明該標記，因此防止真實標籤被置於不同產品上，並且防止該標籤或關聯實物的偽造。
進一步存在改進提供用於標籤的安全特徵以及抗複製方案的系統以及方法的需要，提供物理安全，其適用於大批市場消費品；即需要一個改進的系統以及方法，其低成本、容易應用、具有安全的硬體設計、並且容易由物理安全和標識碼鑑別。直到此時，這樣的系統具有各種缺點。
本發明的概括和目的因此，本發明涉及一個提供物品鑑別的系統，提供安全性的至少兩個級別，一個物理級別，由一個可觀測特徵提供的鑑別證書；以及一個信息級別，通過把該鑑別證書和／或將要被鑑別物品的唯一特徵(例如可觀測特徵)編碼成在該證書上的一個標記而提供。
為了提供阻礙標籤轉移(從真實的貨物清除並且與假貨重新關聯)的一個安全性的級別，加標記物品的一個特徵也可以用加密格式在該鑑別證書上編碼。因此，該標籤針對該物品特定製造。在此情況中，物品的特定特徵不需要被公開，例如從一組潛在特性中選定。在此情況中，在此級別的鑑別不由不可相信的人員直接執行，或是在一個安全的環境中完全自動執行。例如，一個特定隨機或非確定圖案或該物品的關係，最好包括該物品標籤的關係，可以被測量作為該特徵。物品的不同類別可以限制，例如八或更多不同和隨機的分布配置。該標籤以物品的類編碼，由於該類必須被確定然後才能正確地實現以鑑別為目標的編碼，所以使得大批覆制變得困難。確定期望的需要程度將確定該物品的屬性和它的測量方法，記住，該屬性必須在用於鑑別的欄位中可靠地測量；反過來，屬性和測量方法的選擇將影響鑑別的可靠性和穩定性。明顯地，也可以編碼多個屬性用於附加安全性。
在此處使用的「不規則地間距」詞組包括隨機的間距，例如沒有採用圖案以及承受統計的變化，以及偽隨機數間距，例如由一個複雜的公式確定的一個圖案中的間距，在共同的分析的範圍之內，不可能觀察到重複或解密該複雜的公式。
因此，為了解決以假貨重新關聯一個真實證書的第二問題，可以測量貨物的唯一或隨機的屬性，並且以與該物品或證書上壓印關聯的方式存儲。因此，在該證書鑑別中，除了必須做標籤之外，還要原始貨品的分析。對任何特徵來說，總數可以具有類別的有限數目，給定對於實現製造而提供一個測量可靠性容差的需要，並且測量容差及允許貨物在時間之上輕微的變化仍然被歸類為真實的。因此，真實性證書以及物品兩者的特性編碼都適當帶有預定的精度，以便提供具有很少誤差的可靠鑑別。在一個實施例中，將要測量物品的特徵本身被安全地編碼鑑別證書上，以使直到解碼為止，其編碼不被知道將要度量哪一特徵。
編碼的壓印可以用公知方式形成，例如墨水噴射、雷射印刷機、機械的壓印等等。對金融界儀器來說，例如支票，編碼壓印最好列印，象一個磁性墨水編碼記錄(MICR)那樣，以便兼容現有的支票閱讀設備。在銀行支票情況下，鑑別最好結合一個支票截短系統中使用，其中鑑別的支票被檢驗、成像，然後物理毀壞的支票及處理的圖像並用於清除該資金。見在此處結合作為參考的美國專利5,668,897和5,748,780。
在許多實例中，例如紙幣和支票實例中，鑑別證書本身是有價值的物品，並且沒有外部的貨物關聯；但是，證書可以具有單獨標誌(例如一個支票的說明)或序列編號。在此情況中，這些標記可以編碼成代碼，以便防止竄改或偽造。
與之前方法相對照，根據本發明該紙幣以及支票自鑑別，即它們包含充分的信息和信息編碼的充分安全性，以便提供一個高真實性的可能。雖然可以提供一個索引用於一個遙控資料庫的基準，但是在一個最佳實施例中，針對顯示鑑別來說，此遙控資料庫不需要。
因此本發明包含一個鑑別裝置，其可能由相對非專業用戶用來鑑別一個證書，以便提供該證書的一個確認(例如標籤、鈔票、支票、編織物品等)，同時保持方案的安全性。因此，例如安全特徵可以被提供來防止使用該鑑別裝置破譯＂該編碼方案。因此，可以希望該鑑別裝置有若干特性(1)小尺寸，例如小於0．05立方米，最好小於0．01立方米；(2)低功率消耗，例如小於100瓦特平均值，最好小於1瓦特靜止功耗，從電源的20瓦特最高功率消耗；(3)物理安全性，抵抗折卸和逆轉設計；(4)電子保密，抵抗逆轉設計或代碼讀出；(5)操作的安全，抵抗重複檢驗仿造證書企圖；(6)超時授權，需要周期的重新鑑別用於其餘操作；(7)審計跟蹤能力，跟蹤用戶以及特定用途；(8)自適應能力，補償轉換時間，例如汙垢、故障像素、佩戴等等；(9)不可預測的鑑別方案，例如在用於正常分解的大細節中選擇地分解該證書的不同子部分；(10)用於多個冗餘的和獨立加密方案的高保密性加密算法和任意支持。
標籤或證書可以帶有具有多級別的碼提供。因此，即使第一級別代碼被破譯，一個或者多個後備代碼可以隨即使用。此系統較單一級別複雜的碼的優點在於，使用在第一實例中的檢測裝置的複雜性可以降低，並且更高級別代碼的特性甚至其存在直到需要為止不需要顯示。
為了防止標籤或證書的大批覆制，最好是加密和列印一個表示該標籤或證書的變化特徵的一個代碼。在檢驗該代碼過程中，必須對應關聯的特性。這種系統顯著地附加了任何贗品方案的複雜性，仍然允許標籤或貨品以及證書的生產繼續進行。在一個簡單系統中，僅僅檢測隨機的或偽隨機代碼的重複，指示簡單的複製。
為了防止在一個不同物品上的真實標籤的替換，該物品一個唯一、隨機的或準唯一特徵被編碼在該標籤上。這樣，可以檢測標籤到其它貨品的變換。
為了提供抵制加密洩露的穩定性，可以使用多個編碼方案，例如，如果編碼方案之一被「破譯」，避免整個系統失效。例如在該證書上可以提供三個不同代碼，採用三個不同算法，並且可能地根據三個不同標準設置。
最好，該編碼和鑑別使用防止竄改、逆轉設計、或重大詢問的一個系統，其可以導致基礎的算法的確定和／或針對假貨的有效代碼的產生。因此，例如，一個安全中心的伺服器可以在安全的通信信道之上提供鑑別業務。
自鑑別可以根據一種公用的試驗算法，但是，除非此算法是非常安全的，最好不被用於高保密性應用，而可以接受在中等的安全性應用中。該危險是，如果發現或釋放專用(秘密)加密密鑰，則丟失編碼的有效性，進一步，直到帶有破譯編碼的真實的貨品的存儲被耗盡為止，假造者可以繼續從事假造而未被發現的。自鑑別方案直到代碼被破譯一直易受連續的洩露嘗試；一旦發現鑑別代碼(專用密鑰)，其可以反覆地使用。
應該指出，在證書上壓印的代碼不需要是可見的和／或可理解的，但是應該本身是一個安全特徵。因此，可以使用專用油墨、列印技術或信息存儲方案。
例如，策劃的或「偽隨機」不規則性(表面上隨機，但是以數據圖案攜帶信息)可以加於該標記，以便在一個顯式標誌圖之上編碼附加信息。在標記過程中的這種不規則性可以包括點位置、強度和／或尺寸調製、以及點的重疊變化程度。由於不知道編碼圖案，位置的不規則性將象隨機圖像跳動那樣出現，強度不規則性將隨機出現。因為一個偽隨機圖案將重疊在一個隨機噪聲圖案上，所以可以希望利用正向和／或反向誤差校正碼相對於一個實際編碼的位置或先前形成標記的強度不同地編碼該偽隨機噪聲。因此，通過利用實際的標誌圖的反饋而不是理論的圖案的反饋，偽隨機信號的幅度可以降低接近到實際的噪聲幅度，同時允許可靠的信息檢索。通過減小偽隨機信號級別和把該偽隨機信號調製在實際的噪聲上，使得該標記的複製變成困難得多，因為噪聲本身是隨機的，並且靠近或超出該標記系統精度，所以不事先知道編碼方案將更難於檢測該代碼。
雖然字母數字的代碼和其它直觀代碼可以通過眼閱讀，但是複雜的編碼方法可能需要專門的設備閱讀。因此，本發明的另一方面提供了一個用於閱讀證書上銘記代碼的自動系統。圖像分析能力通常將被調諧或適合用於使用編碼的類型，減少對該標記相關細節的分析。因此，出現在標誌圖中的偽隨機代碼、分別標誌位置和其相互關係被分析。
因此，本發明的一個實施例在於解決上述指出的問題並且通過提供一個利用螢光分色纖維的鑑別機制來克服已有技術中內在的不足。纖維被隨機的而非確定性地嵌入到、或形成基片的一部分。這意味著，通過研究任何一個基片，在任何其它基片中的圖案、以及表示圖案的代碼都不顯見。可以利用基片的一個標識把圖案存儲在一個資料庫中，索引該基片的存儲特性，和／或用一個壓印加密代碼編碼在該基片上。
最佳系統採用了一個片狀材料，鑑別證書或標籤，包含螢光染料浸漬的分色纖維，組合形成一個高保密性系統，在一個廣泛的應用範圍中阻礙仿造。分光聚合纖維也可形成將要鑑別的物品的局部。這些纖維生產是相對困難的，把它們嵌入到紙或編織貨品中需要專用的設備。而且，這些纖維是可用肉眼觀測的，令人失望的低複雜性嘗試的證書仿造將沒有此特徵。通過使逆向工程過程極為困難和昂貴，本系統允許即時的標籤欄位的鑑別，同時保持抵制複製的高等級的安全性。沒有兩個標籤是相似的，然而它們能夠非常經濟地產生。為了確定壓印代碼是否對應於證書本身，完全隨機的光纖圖形由一個光照明並且由一個掃描器閱讀。產生的圖案隨即與編碼圖案比較以便確定真實性。
根據一個最佳實施例，證書上的圖案被表示為投影在一個表面上的圖像，該表面不需要被限制為一個紙頁平面。因此，證書圖案的相對形變可以利用公知技術的數學分析決定。表現為纖維的損失或晦澀、噪聲、由於幹擾因素引起的環境的汙染、原始編碼過程中的誤差或幹擾等的相對形變以及該編碼圖案的任何其它失常，都隨即被用於確定該證書本身是否對應於原來編碼證書的可能性。因此，根據鑑別證書的性質中的隨機變化以及關聯安全碼的產生中的隨機變化，該確定的真實性與它的可靠性關聯。在鑑別處理中可以隨即使用一個閾值，定義一個可接收的誤碼率(虛假的正以及虛假的負)。
為了產生實現鑑別而不訪問中心信息儲存(資料庫)的一個信息的安全級別，確定該分色纖維的隨機或唯一的位置或特定特性，並且用於產生一個加密代碼，其中該加密算法密鑰(或專用密鑰)被保持在秘密狀態。因此，代碼必須匹配用於該證書鑑別的該分色纖維位置或特性。因為該分光性質提供了現有複製系統不能控制的一個特徵，所以利用編碼的該證書很難未暴露地複製。
在一個實施例中，物品本身以一個或者多個分色纖維加標記，其位置、方向或特性被編碼在該證書上。例如，一個設備可以把分色纖維縫合到衣裝的唯一或半唯一的位置。這些纖維可能是幾乎不可見，然而用專門檢測設備可容易地檢測；此外，分色纖維可能明顯地出現，例如形成一個標識。這種標識可以呈現有特色的可見的特徵，允許人們鑑別該目標，至少在安全的級別上鑑別該目標。
根據本發明的另一實施例，纖維可以帶有圖案中的空間變化，例如分光性、彩色、塗層厚度等等變化，把附加的、難於再生的自由度提供到安全方案中。這些變化可以是隨機或相對地唯一的，例如可以包括唯一地鑑定該物品的足夠信息內容。例如，可以在製造過程中通過改變纖維的「延伸」而控制一個分色纖維沿著長度方向的極化角，或是通過後置修改，例如用雷射二極體加熱，以便形成在該纖維上的極化角圖案在距離上的變化。該圖案可以是真正隨機的，或偽隨機的，具有一個任意大的重複周期或具有一個規則的圖案。在任何情況下，隨著纖維(或者在物品或者在證書本身上)編碼在一個鑑別證書上，該纖維被針對其特定性質作分析，並且此性質以及與其它性質的可能的相互關係在一定程度上被用於編碼該證書。要指出，纖維上的這種圖案的複印是特別困難的，使得這種可用的附加安全特徵超出了僅僅存在的分色纖維。
如上所述，用選擇染色或漂白一個纖維或通過選擇地延伸纖維的某些部分而引入分光性，紗線或纖維可以被賦予一個變化的分光特徵。在一個實施例中，一個光束，例如一個雷射光束可能用來激發和選擇在該纖維中的漂白染料，提供一個用於把信息「寫入」到纖維中的系統。在另一個實施例中，纖維或基片塗覆有一個磁-光記錄層，被有選擇地在高於居裡溫度之上加熱並且有選擇地經歷磁場處理，以便引入一個可測量的光偏振效果。
在與製造工藝結合過程中或根據一個使用目的可以修改纖維。當一個雷射器用於修改纖維時，其加熱該纖維，從而改變分子的排列，和／或可以漂白纖維中的染料，因此減小螢光類的濃度。雷射器可以按一個規則圖案驅動，一個隨機模式驅動，一個偽隨機圖案驅動或在一個混亂的狀態操作中驅動。在後者的情況中，使用的是該雷射器的內在的不穩定性。要指出，根據Van Wiggeren和Roy在論文「用無序雷射器的通信」(Science，2791198-1200，1998年2月20日)中的方法，一個信息信號可以調製到雷射器輸出並且用無序變化掩蓋，提供一個加密的數據信號。通過複製具有相似特性的接收系統雷射器的狀態，包括操作參數和起動狀態，有可能從該輸出信號解碼出該數據。請參閱Gauthier．D．J．「混沌已經再一次出現」一文(Science2791156-1157，1998年2月20日)。因此，例如一個可以把一個順序編號或其它編碼傳授到纖維，其將難於在不知道編碼系統參數的情況下檢測或複製，從而提供附加的安全性級別。
因為纖維的分光性與染料分子相關，所以有可能在該纖維之內包括多個染料類型。具有不同的吸收和螢光頻譜的每一染料是可分別地檢測的。而且，不同染料濃度可以在製造工藝過程中改變，或隨後通過一個雷射器以一個特定染料類的最大吸收波長有選擇地漂白。因此，例如通常利用可用的三個彩色圖象檢測器，可以檢測三個分別的染料，提供用於一個鑑別方案的附加自由度。要指出，雖然分色纖維是最佳選擇，但是不需要把每一染料與一個分光的性質或一不同的分光的性質關聯。因此，分光性、螢光性及吸收和／或傳送特性可以是該纖維的潛在的不同特性。
在本發明的另一個實施例中，提供具有分光性質的微粒。在此情況中，數據映象包括微粒的位置和極化軸方向，在來自一種染料線性螢光輻射軸的情況下應該理解為是一個三維矢量，而在來自一種染料放射對稱螢光輻射情況下應該理解為是一個二維矢量。可以利用一個列印處理，例如光刻技術、噴墨列印、專用雷射列印(仔細從事以避免在溶劑中的分光特性的不希望的更改)等把這些微粒加到一個物品。
根據本發明的一個實施例，分色纖維是由把螢光染料混合到聚合物基體中的醯胺纖維組成。在形成處理過程中，纖維被延伸，沿著延伸軸對準分子。這種非均勻性特徵導致分光特性，不同地影響變化偏振軸的光。因此，由於這種差動效果，纖維將具有一個光偏振旋轉，特別是以對應於螢光染料的吸收和／或輻射的波長偏振旋轉。要指出，醯胺纖維本身也可能是分光的，但是以直觀或其它容易測量的波長通常不容易觀察到該效果；另一方面，這種染料是專門選定用於進行可用的光學交互作用，並且在過程條件之下獲得高程度的非均勻性。
最佳醯胺纖維分色纖維允許若干鑑定變化，例如纖維中染料的量或類型的變化，在製造過程中或之後、或在一個鑑定基片中布局之後，纖維在光、熱、物理或化學(例如化學或光漂白、加熱、延伸或纖維形變)方面的特性的變更。如所見，若干自由度的可能提供若干用於檢測的策略，使得複製困難。最佳變化是染料的量和物理延伸的變化，二者都可以在纖維的製造工藝的早期被控制。最好在相當短距離上提供這兩個變化，例如在毫米範圍或更小的距離上，提供相當高的信息攜帶能力，並且這將允許相當短的纖維長度，以便提供充分的信息鑑定該基片。此外，一個調製雷射器可能用來修改該纖維，以便改變染料和／或分子的連結結構。這種雷射器編碼能夠被應用在微米物理等級，並且能夠被控制以便減小容差。但是，微觀等級變化可以在加標記處理過程中封閉，並且在纖維中可能相對於封閉元素出現偏移；因此，用於讀出微觀變化而設計的整個系統必須是可靠的，並且提供統計閾值以便避免誤證實和／或誤鑑定。
也可以使用對環境條件有選擇地敏感的纖維，例如對溫度、溼氣、氣體等等敏感的纖維，以使在特性中的改變，例如光特性的改變能夠根據這種條件中的一個變化而被測量。
以纖維形成的標籤可以根據纖維的鑑定位置和／或纖維的鑑定特性而被標識。纖維可以用實現可靠的標識但是不劣化鑑定特徵的密度隨機地散布在一個載體材料中。例如，纖維可以混合到紙漿中以便形成紙，例如用於美國貨幣紙的處理過程。隨即確定纖維的位置，實現在纖維位置和基片的標識之間的相關。
纖維的使用最好保持在可以接受的低範圍中，以便控制和最小化纖維材料和標籤的公開發行。如果大量的纖維材料或標籤被製作得公開可得，則隨即增加這些纖維或標籤的重新使用的危險性，因此把限制該纖維的出現作為一個安全性量度。
根據本發明的另一特徵，該纖維可以包括一個在經過時間或環境曝光的過程中不逆變的成分，使得纖維在市場中更難於長期存留。這種成分例如是一種染料或添加劑，隨環境光或正常狀態下氧曝光而降低，甚至是在形成纖維之內的一個漸進化學反應的結果。當然，這種退化限制了存儲和運送正常貨品能力，即在一個長時間期之後確認真實的能力，而強迫對可疑貨品加快鑑別。因此，選擇這種程序的實施方案局限於適當的條件。
纖維的編碼特性最好可以在相當高速自動地確定，允許原始標籤和鑑別處理有效率地進行，不需要非常熟練的操作員或可信的人員。
其中該纖維被結合到與一個物品連結的標籤，該圖像掃描器最好是一個二維圖像掃描器，而用於紙幣、證書和支票最好是一個行掃描成像傳感器。
在本發明的另一個實施例中，一種編織標籤被形成包括安全性絲狀物，例如分色纖維，和／或各種編碼纖維，作為其結構的一部分。分色纖維也可以被與具有低分光性的幾乎完全相同的纖維相混合。以足夠的密度提供特殊纖維以便提供期望的安全性級別(定義一種最小的信息內容)，並且被限制在最大的密度中，以便避免在感興趣的特定性質的檢測中的幹擾。該標籤可以是象單一短的纖維的長度那樣小，或甚至可以完全由編碼或專用的纖維形成。這種標籤可以是自身用一個安全性或識別碼列印標籤，或是列印在與該物品關聯的另一基片上的一種代碼，例如一個裝飾標識牌或其它標籤。
因此，分色纖維可以結合到一種產品標籤中。例如，許多衣裝具有編織的標籤。因此該分色纖維可以被結合到該編織過程中，以便在編織或縫紉處理中利用分色纖維線軸形成標籤的整體部分。為了在僅出現分色纖維之處提供增加的安全性，例如醯胺纖維的分色纖維具有一種螢光染料並且具有分光特徵，沿著其長度非均勻染色和／或分光。這種非均勻性可以集合到該醯胺纖維形成過程，或一個形成纖維的後續改良過程。該分光特性可以通過在製造步驟過程中通過機械延伸該纖維而被改變，以便改變分子的相對排列，從而改變偏振軸，導致分光性。這些製造變形可以真正是隨機的、規則的或偽隨機的，即表面上是隨機，但是通過一個公知算法產生的。可能使用一個相對小的數目的分色纖維，攜帶充分的信息，以便唯一地或似唯一地鑑定該標籤。但是，整個的編織的標籤可以由編碼、混合編碼、未編碼纖維組成，或組成整個編織標籤的任何部分。
在衣服或編織貨品的情況下，分色纖維可以形成貨物本身的一個部分，並且的確可以編織成一個標識或標記。例如，在一個衣裝中，一個特定針腳圖案或接縫針腳與基礎織品編織的關係可以被作為該特徵。例如，根據針腳編織及織品編織，衣裝的類可以具有10種不同和隨機的分布配置。在該衣裝的一個特定部分的針腳圖案與布的絲狀的相互關係通常是隨機、然而是穩定的。對其它產品來說產品可以測量一個尺寸或容差、彩色或著色分布、不可見的標記分布等等。
為了檢測該分光特性，本發明的一個實施例提供了使用具有不同特性的兩個光源，例如具有不同波長或極化角的兩個光源，以便按序照明該分色纖維，為了達到更大的精度和安全性。此外，單一光源可以按順序被濾波。
因此，本發明包含一個系統，閱讀一個一個標籤或證書的唯一特徵並且在那上面壓印一個定義該唯一特徵的加密信息，使得該標籤或證書自鑑別。作為選擇，與標籤或證書關聯的一個物品的唯一或鑑定特徵可以被進一步確定並且作為一個加密信息列印在該標籤上，把標籤或證書與該物品唯一地關聯。物品的特徵最好是一個隨機的容差或高變量狀況，其難於重建。該物品的特徵在時間上相當穩定，以使測量能夠是可重複的。特徵在時間上改變的場合，這些改變最好是可預測的或可標識的，例如標識製造的日期。如上所述，該鑑別算法可以補償或考慮到「正常」改變或「失常」改變，因此把該證書或標籤的再檢查或手工檢查最小化。
因此，標籤系統包括一個閱讀器，用於閱讀該標籤或證書的唯一特性，例如一個偏振傳感攝象裝置，用於閱讀嵌入在紙中的分色纖維的分布；以及可選的測量裝置，測量將要被加標籤的物品的一個鑑定特徵，例如尺寸、容差、彩色、縫紉或成線圖案等。此信息隨即利用一個算法加密，以便產生一個加密信息，隨即將此加密信息列印在標籤中，例如利用一個染料凝華或噴墨式印表機列印。該加密最好是一個多等級系統，例如包括40比特算法、56比特算法、128比特橢圓算法和1024比特算法的多等級系統。每一信息等級最好分別地列印在標籤上，例如，40比特加密信息作為一個字母數字的串列印、56比特加密信息作為二進位或條形碼列印、128比特橢圓加密信息作為二維矩陣碼列印、1024比特算法作為該標籤面上的一個或多個顏色點的偽隨機布局列印。此外，較高級別信息可以用較低級別的算法加密，提供一個多加密系統。每一加密的信息最好對應於關於該標籤和／或該物品的更詳細信息，作為選擇，利用冗餘的編碼或沒有任何潛在的編碼信息的重疊。此系統允許閱讀器在時間上隨著閱讀器解碼更複雜的代碼而處於接連替換或升級的環境狀態中。直到需要，通過限制更複雜代碼的使用，並且對應代碼閱讀器的發布，過早破譯這些代碼的危險性被降低。另外，變化複雜性的代碼的使用將實現國際使用，即使在出口或該閱讀器裝置所在地限制使用的場合。
本發明還要提供一個閱讀器，用於讀出對應於該編碼特徵的該標籤的特徵，有選擇地傳感或輸入關聯物品的特徵，並且手動或者自動地檢驗該標籤上的列印代碼。如果代碼查對，則標籤和／或物品是真實的。
標記系統以及閱讀器最好都具有一個用於算法的安全存儲器，該算法在裝置的物理損害情況中丟失。而且，該裝置最好具有一個安全模式，在重大不可恢復的誤差的情況下擦除該算法。最後，系統最好包括抵制嘗試標記或連續訊問的保安措施，而允許高流量或標記以及物品和標籤的校驗。
因為在閱讀器之內的該算法存儲器可能是脆弱，所以在數據損失的情況下，在調查清楚損失的原因之後，可以提供資料庫或伺服器來重編程序該單元。任何這種傳送最好在安全信道上進行，例如通過一個TCP／IP通信協議的128比特加密或所謂的安全插入層(SSL)傳送。每一閱讀器和標記系統最好具有一個唯一的標識號碼以及用於與該中心的系統進行任何通信的加密密鑰組，以及置於在表明該標記條件的標籤上的一個標記，例如標記系統ID、日期、位置、標記順序編號等等。
標籤能夠貼到許多消費以及高保密性應用的場合，例如包括CD／軟體、設計衣服、葡萄酒、化妝品、印章、錄像帶、軟磁碟、香水、電子儀器、貨幣、錄音帶、書、唱片、文件、和金融儀器。
因此，本發明的一個目的是提供一個鑑別系統，包括具有多個元素的一個介質，該元素是有特色的、可檢測和不規則的，每一元素特徵在於一個可決定的屬性，其不同於簡單光吸收或簡單光反射強度的二維坐標表示；檢測器，相對於一個位置基準檢測多個元素的屬性和位置；處理器，用於產生包括這多個元素的屬性和位置的至少一部分的一個加密的信息；和一個記錄系統，用於以該介質物理關聯地記錄該加密信息。這些簡單光吸收和簡單光反射二維坐標分布在此處是指色度-亮度映射(彩色和／或強度二維坐標分布)，以及指光獨立偏振。正常掃描器並不能夠檢測光的極化角，並且因此在沒有專門設備的條件下難於檢測和複製。
本發明的又一個目的是提供一個鑑別系統，包括一個介質，在其上或在其中具有多個有特色的可檢測元素，每一元素包括至少一個可決定的自由度，其自由度不同於彩色、強度和位置(光吸收、光反射和二維位置)；一個掃描器，為了定義一個位置基準並且檢測多個可檢測元素的至少一個自由度，以及相對於該位置基準的一個位置；處理器，用於加密包括檢測的至少一個自由度以及多個可檢測的元素的位置的一個信息；以及一個記錄系統，用於在該介質上記錄該加密的信息。該介質最好包括展現分光性的纖維，並且該至少一個自由度包括光極化角、在長度上變化的著色強度、或在長度上變化的光的極化角。該有特色的可檢測元素被不規則地排列，意思是隨機或偽隨機數排列，並且因此該元素的位置提供對不同介質進行辨別時的有用信息。
在此處使用的術語「有特色」是指事實可檢測元素通常從背景或碎片中可辨別，因此檢測是相當可靠的。
本發明的又一個目的是提供一個鑑別系統，其中處理器接收與該介質相關的一個物品的有關參數，並且根據檢測的至少一個自由度、多個可檢測元素的位置和參數加密該信息。
本發明的又一個目的是提供一個故障寬容的編碼方案，在從首次成像一個物品得到的代碼和從第二次成像一個物品得到的一個圖像之間提供統計相關性，其中該統計相關性在出現噪聲、物理失真、環境變化和條件及在時間上的條件變化的情況下，以一個指定的肯定度或信心把真品從贗品區別開。
本發明的進一步目標是提供一個系統，該系統提供在介質上的有特色的可檢測元素的矢量映象，實現一個加密矢量映象和一個測量矢量映象的一個對應的計分。用這種方式，該介質的整個圖像不需要被記錄為一個加密的信息，以便在時間上用針對測量容差和介質配置中的變化的容限鑑別該介質，同時實現充分的自由度，以便可靠地鑑別該介質。
如在此處使用的那樣，提供的介質具有多個有特色的不規則元素。該元素因此具有一個不容易判讀的圖案的排列或呈現。每一元素的進一步特徵是一種可決定的屬性，不同於簡單的光吸收或簡單的光反射的一個二維坐標表示。因此，元素不表現為一個簡單的平面強度反射或吸收強度圖案。
應該理解，在其它實施例中，可以利用其它或附加的反複製技術以及該證書(標籤)和／或物品的隨機或唯一屬性。
這些和其它目標將變得顯見。為了完整理解本發明，隨後詳細描述的本發明最佳實施例的基準將在附圖中示出。
附圖的簡要描述現在參照附圖描述本發明，其中

圖1是根據本發明的一個鑑別證書的正視圖；圖2是根據本發明的一個鑑別證書產生系統的簡圖；圖3是根據本發明的一個鑑別證書讀出系統的簡圖；圖4A和4B分別是流程圖，是產生和鑑別一個鑑別證書的方法。
最佳實施例的詳細描述將參照附圖描述本發明的詳細最佳實施例。相同的附圖特徵用相同的標號表示。
為了提供改進的鑑別及避免贗品，本發明利用了螢光分光指示器。分光材料可以具有針對在不同方向極化的光的不同吸收係數(即電磁能量、從紅外線到紫外線波長的典型測距)。入射的光子(偏振光)的能量對應於分子的吸收轉移，在吸收偶極子和入射光子之間的交互作用是最大值，並且觀察到入射光子的高吸收。例如，這種能量是通過一個螢光分子重發射的，該螢光分子具有與該螢光分子的發射偶極子對準的發射光子的極化平面。大多數的分子具有大致在同一直線上的吸收和發射偶極子。當激勵光的偏振是與吸收偶極子在同一直線上時，該螢光輻射將是最大值。極化的光垂直於吸收偶極子，另一方面，不作大程度的吸收，因此從這種吸收產生的輻射強度是低的。在光源不被極化的場合，每一纖維將導致各自極化的反射、傳送和輻射的分光特性。
根據一個最佳實施例，該鑑別指示器是一個分光材料。該分光材料最好展現一個高程度的分光特性。但是，以什麼形式引進被鑑別的介質是不重要的。例如，可能有這樣的情形，利用帶狀、長方、稜錐、球體等形狀的分光指示器有助於鑑別。只要在產品的形成過程中適度地保存指示器的分光性(即分光指示器與產品的結合)，該分光指示器的形狀／形式是不重要的。用於該分光指示器的最佳形式是一個纖維。纖維可以被有利地用於把期望分光性能合併到該產品中，因為纖維可以結合在許多處理過程中而無損於該處理過程(例如造紙、紡織、縫紉)或分色纖維。纖維可以具有寬的變化剖面和長度。實質上，只要求該纖維的配置不擾亂基礎的製造工藝(例如利用空氣密閉應用纖維必須足夠小，以便被噴射)。在只要可行的場合，分色纖維稍加伸長，因為被伸長的纖維在材料的一個基體中更容易鑑定，並且更具有潛力比較短的纖維提供更多的數據(例如，因為用紙纖維沿著一個長纖維的長度的不同點可以或多或少地遮蓋，所以距紙表面將是更近一點或更遠一點，因此展現分光特性的增減)。最後，在某些情況中，有可能使用均勻長度的纖維以便容易地提供能證實的數據點，即當追究一個標記產品是否真實時，如果出現適當長度的纖維。則能夠很快地認定。合成物質聚合材料是用於纖維的最好材料，例如醯胺纖維6,6。多種多樣的可以接受的指示器材料可以非常低成本得到。例如，聚酯、聚醯胺、聚(醯胺-醯亞胺)和聚(酯-醯亞胺)能夠被產生雙向折射。使用在製備具有一個正內在的雙折射的延伸薄膜的的聚合物的實例包括聚碳酸酯、多芳基化合物、聚對苯二甲酸乙酯、聚醚碸、對聚苯硫、對聚苯氧、聚烯丙基碸、聚醯胺-醯亞胺、聚醯亞胺、聚烯烴、聚氯乙烯、纖維素和多芳基化合物以及聚酯。負內在的雙折射延伸薄膜的實例包括苯乙烯聚合物、丙烯酸酯聚合物、甲基丙烯酯聚合物、丙烯腈聚合物、甲基丙烯腈聚合物。
在必要或想要的條件下，適合的染色包括萘二甲醯亞胺、香豆素、呫噸、硫代呫噸、萘內脂、氮雜內脂(azlactones)、次甲基、惡嗪、和噻嗪、對甲氨基酚、若丹明(參見US5,227,487，和US5,442,045)、螢光素和核黃素是最適合可見螢光。在利用染料中，應該顯見的是不是採用單一染料或調整單一染料的內容，而是可能把多個不同的染料加到該纖維基體，提供不同的和相對地正交編碼方案的可能。例如，分子測探Alexa染料系列包括一般用於製備有機結合的五個螢光染料的系列。這些五個譜性不同的磺化若丹明衍生物Alexa 488、Alexa 532、Alexa 546、Alexa 568和Alexa 594染料匹配通用激勵源的基本輸出波長，因此容許多色的編碼。當然，其它多樣著色或適合的染料組也可以使用。
也可以把螢光共振的能量轉移(FRET)技術用於標籤纖維和檢測標籤。需要指出，分光性不是必要的，特別是在複雜的光致效應的場合，例如出現螢光或FRET的場合。同樣，利用組合技術，提供在纖維的仿造中的更多的高效編碼和更大的困難。
分光媒介能夠以多種方式與該指示器關聯。為了最大化該分光性，分光媒介(例如染料分子)最大程度地對準；利用染料分子的隨機分布實現非分光性。該染料的對準通常是在製造過程中利用聚合物基體的延伸實現的，其改變聚合物鏈的非均質性以及排列。染料被點綴或連結到該鏈，並且因此同時地對準。如果該纖維被有選擇地延伸，或有選擇地在延伸之後韌化，則將顯見以分光特性方面的空間變化。在一個輔助處理過程中，該染料也可以被漂白，例如光子漂白。因為許多染料具有窄吸收帶，這種染料可以有選擇地漂白，實現在空間染料濃度上的獨立控制。通常不選擇例如加熱或其它韌化過程，以及改變纖維整個部分的晶體結構該過程。這種有選擇的加熱有可能例如利用紅外雷射二極體甚至紅外線LED實現。
當簡單的纖維被用作為指示器時，最好分光標記材料被沿著該纖維的長度對準。這樣，假設吸收偶極子是沿著該纖維軸，則當以垂直於該纖維軸的並行極化的光激勵時，纖維將具有非常不同輻射光譜(即相對於強度)。總體上，螢光標記分子的吸收偶極子將不是完全地與該纖維軸對準。這是可允許的，但最好是該吸收偶極子是幾乎並行或正交於該纖維軸。
在使用更複雜的纖維的場合，該轉移最好包括在兩個極端之間的極化旋轉。例如，纖維可以沿著90度「擠壓」-沿著長度移動坐標軸。可以用其它技術有選擇地定向在該纖維中的分子，例如利用磁的-光學記錄技術。
還要指出，在此標籤本身是由分色纖維組成，可以用來自雷射器的光或熱分別地通過光子漂白或韌化在纖維上形成圖案。因此，分光特性的缺乏可以隨即被確定為在那上面的一個圖案。同樣在嵌入分色纖維的一個紙標籤中，可以通過有選擇地漂白或加熱在該標籤中的纖維來提供一個代碼，以便分別地改變它們的光子吸收或分光性。
標記材料(例如螢光染料)可以在形成過程中與指示器材料(例如纖維)相關(即該標記材料可以結合在該指示器本身中)，或該標記材料可以在該指示器的形成之後被加到指示器。例如，當纖維被用作為指示器和發光染料被用作為標記材料時，保證的最大的分光性的優選方法(即最大的染料分子的匹配)是熔化調和該纖維及染色，然後延伸該纖維。利用其它纖維／標記染料的組合，有可能在沒有延伸步驟的條件下實現滿意的分光性，例如通過在一個染料容器中浸漬該纖維。
在本發明中最好的染料是發光染料(即螢光的或發螢光的染料)。最好該螢光染料被利用作為標記材料。但是也可以使用發螢光的標記材料。使用在特定應用中的適當的染料將取決於具體的情形。總體上，最好是選定一種螢光染料，以使染料的分光性在打算使用的檢測器波長是最大化的。標記染料可以被配製得當以便用於相當具體的應用。例如，在頻譜的紅外線部分放射的染料可能用來產生一個鑑別籤字，即眼睛不可見、然而利用適當的檢測儀器容易檢測的一個鑑別籤字。
最好通過摻雜到該纖維聚合物基體中的螢光染料或色素提供螢光信號，該纖維聚合物基體具有一個長的主軸，在拉制處理過程中與纖維的聚合鏈對準。可以使用公知染料，例如在近紫外線範圍的紅外線中具有吸收和輻射能力的有機螢光染料。這些染料對多種其他使用也是公知的，例如螢光顯微術、化學藥品檢測和加標籤、物理光子捕獲應用等等。螢光染料或色素也必須是足夠熱穩定，以便經得起纖維生產處理以及不受控制的環境曝光。也許除了如上所述的一個附加過程步驟把在該指示器纖維內的染料分子／沿著該指示器纖維的染料分子匹配之外，使用在纖維技術中的染料徑跡的要求的／優選的濃度通常不需要特殊的處理來組合指示器和標記材料。
方法本發明的指示器和標記材料提供了一個很可靠的鑑別介質的方法(例如鑑別紙，塑料等)。在針對特定應用選定適當的纖維聚合物基體和染料材料之後，將這些材料組合(例如組合一個螢光分色纖維)。隨後，鑑別／指示器材料可以結合到各種製造工藝中而沒有對於處理過程、製成品或鑑別材料的不利影響。例如，螢光分色纖維可以結合到造紙過程中，作為在紙漿基體中的纖維或加到紙的表面，並且該襯底甚至不需要是紙。該標記材料可以結合到多樣的其它製造工藝，例如膠合板或結合到塑料產品；結合到空氣密閉標記噴射等。
如上所述，螢光分色纖維可用於提供增加鑑別／贗品檢測的若干級別。例如，如果包含螢光分色纖維的紙被用於列印標籤，則通過校驗包含螢光纖維的標籤提供鑑別的第一級別。鑑別的隨後級別可能包括確定是否該螢光纖維是分光的螢光纖維。隨後級別確定纖維的圖案是否匹配一個編碼的或存儲的圖案。最後的級別確定關聯物品的屬性是否對應於在該標籤上的一個碼。
如圖1所示，鑑別證書1提供作為一個產品標籤。在此情況中，該證書是一張非紡織材料片，如紙等，具有在製造工藝過程中在隨機的基礎上嵌入在其中的分色纖維3。該鑑別證書1也可以包括其它特徵，例如商標5、產品標識6、版權所有文本7(在簡單複製的情況下提供來幫助獲得一法律補救)、MICR文本8(利用MICR閱讀器實現自動閱讀一個有限的信息量)、一個二維條形碼9和一個立體圖案10。每一個代碼(MICR文本8、條形碼9和立體圖案10)可以包括定義在分色纖維3和起始位置4之間的一種空間關係的加密信息，在此情況中其空間關係是一個列印的矩形方框。要指出，分色纖維3不需要由一個方框環繞，而是可能對位置參考具有任何相當固定的關係。位置基準4也可以由在鑑別證書1中的一個分色纖維定義。
為了複製包含該螢光分色纖維的標籤，假造者將需要做複製使用的螢光染料(以便在選定的檢測器波長產生相同的輻射行為)；使用相同長度和形狀的纖維；紙的每一給定區域產生具有相同的纖維總數的仿造標籤原料。任何企圖通過基於列印過程對包含標籤的纖維的仿造過程都將失效，因為列印將不再生纖維的分光性，並且甚至該螢光也是難於實現的。
因此，在較高級別的鑑別，螢光分色纖維的圖案被檢測並且在初始處理過程(在標籤被流通之前)中歸檔。當檢查一個特定標籤時，檢測器可用於確定纖維在該紙中的位置，以及它的分光性，例如極化角θ。能夠由利用一個攝象裝置，例如利用具有相關偏振器的一個CCD成像陣列，容易地提供一個三維(即x,y，θ)鑑別機制。CCD成像陣列可以是一個區域陣列或線性掃描陣列，而線性掃描陣列需要一個單獨的掃描系統。旋光儀可以包括固定的或轉動的(可變的)偏振器。
在安全性和鑑別的最大級別，在標記的標籤被流通之前測量該標記的標籤，以便記錄該路徑(x,y)、θλ,X,Y(在位置x,y處波長λ的極化角)、Aλ,X,Y(在位置x,y處波長λ的吸收率)、在該介質(例如標籤)中的纖維的物理布置。複製這些參數將是很難的。此數據或它的一個子集被用公式表示為一個普通信息，而由一個加密算法，例如利用三元組56比特DES加密算法或RSA公用密鑰-專用密鑰算法加密成密碼文本。在前一種情況下，鑑別需要一個安全的和可信當事人，其保持一個對稱的密鑰。在後一種情況中，該公用密鑰被發布，並且可能用來解密該信息，以便確定是否其對應於該標籤特性。
裝置圖2示出根據本發明的適合於使用在一個鑑別系統中的一個檢測器的簡圖。此單元都可以用於在生產過程中(即用於歸檔目的)閱讀指示器纖維的圖案，和／或可以在一個樣品的鑑別過程中檢測在介質中的纖維。圖3示出一個只進行鑑別的實施例。
來自光源39，例如雷射束、閃光燈或發光二極體的光源的循環極化輻射在染料的吸收極點被擴展並且聚焦在該標籤40上。由纖維發射的螢光輻射由透鏡38聚集，利用帶通濾波器41以螢光波長隔離，並且由CCD成像系統成像，在此情況中包括一個方解石晶體37(雙向折射晶體)，用於分離不同偏振的光，以及兩個CCD成像器35、36。此外，移動或轉動偏振器或雙交叉偏振器可以出現在光源或出現在成像器，以使得用於每一纖維的偏振軸的清晰度被分析，或用於標籤40的一個小區域，其可以包含許多纖維。實際上，可以使用任何公知分光特性的檢測系統。隨即通過位置、螢光強度和極化角映射纖維或區域。
在另一個實施例中帶有一個線掃描器，例如300-1200點／清晰度的線掃描器。因此該技術類似於在傳真機和手持圖像掃描器中使用的技術。但是，在標籤43和光行掃描傳感器(沒顯示)之間提供一個偏振器，它與標籤43和光學行掃描傳感器的相對運動同步。此偏振器機構效果上提供兩個不同偏振狀態，用於該纖維的讀出，實現偏振軸的計算。
其中測量多個光波長，照明波長被改變和／或各種濾波器或被去除或被提供適當的替換。在此情況中，濾波器可以集成到檢測器，例如允許使用標準型彩色CCD或CMOS成像檢測器。在此情況中，該波長，例如螢光輻射的波長最好相應於在標準型傳感器中使用的濾波器的波長。
用於確定針對每一數據點的極化角的典型算法是信號=(D2-D1)／(D2+D1)
其中D2是該平行偏振光的強度而D1是垂直偏振光的強度。信號的絕對值與一個閾值比較，該閾值由纖維的非均質性和它在該紙中的局部環境限定。D2和D1的和也被與一個閾值比較，以便確保信息是起源於螢光(或發光)而不是起源於背景信號或檢測器噪聲。通過按照一個比率定義該信號，起源於光源強度起伏的誤差被消除。這將實現沿著纖維長度上的分光特性中的變化的測量，其中特別表示一個二進位模式。
在根據螢光分色纖維設計的一個檢測系統中，相關於該纖維、來自該紙(介質)的螢光強度建立在該成像中的最佳的像素尺寸；背景信號隨該像素的區域增加，同時該纖維輻射信號隨該像素的線性尺寸增加。例如，0．3x0．3mm的有效像素尺寸可以提供一個可以接受的信噪比。應該指出，在不需要高流量的場合，可以在若干照明周期上取圖象信號的平均值，減少非特定的噪聲，並且實現分光特性的更準確的檢測；但是，背景螢光性是一信號，將不會由於取平均值去除。另一方面，背景通常是不分光的，以使重複的或長時期測量可以允許極化角的敏感測量。
在光傳感器具有比該期望的有效像素尺寸小的一個像素尺寸的場合，可以求和若干真實的像素以便得出一個有效像素。但是要注意，為了獲得更高質量的結果，可能要使用比求和更複雜的數學運算。而且，如果光傳感器具有比用於大多數的閱讀所需要的清晰度更高的一個清晰度，則可以使用一個自適應算法以便優化的該數據採集和分析。
在使用雷射器照明螢光分色纖維的場合，需要的來自雷射頭的光子功率Po由方程式給定Po=SdNd／AeQedffaIeOe，其中Sd是每一檢測器部件的光子功率，Nd是檢測器部件的數量，Ae是由該螢光團光子吸收的概率，Qe是螢光團的量子效率，df是由檢測器光學系統聚集的光部分，fa是由纖維佔用的像素區域部分，Ie是輸入光學系統的傳輸效率，而Oe是檢測器光學系統的傳輸效率。
假設背景信號應該至少是該檢測器和前置放大器的均方根噪聲的10X，並且Ae和Qe的概率為0．05，則獲得1瓦特的值用於Po。利用暫態平均可以使用較低的平均功率照明光源，同時保持讀出流量，例如大約每分鐘5到60的讀出流量。此功率容易從商業提供的雷射器得到，例如氬離子、氪和二極體雷射器。
自鑑別碼在一個實施例中，該標記用一個自鑑別碼加密，並且從而用一種密鑰，例如一個公用密鑰處理，以便確定真實性。標籤和物品的實際特徵形成加密信息的一部分，解密的信息被與該標籤和物品的實際特性比較。從而可以確定真實性。此外，該標記可以包括鑑定該物品的一個碼，實現從一個資料庫作品有關的信息檢索，其過程可以是本機信息檢索或遙控信息檢索。從而該資料庫存儲該特徵信息。
如圖2中所示，微型計算機20接收來自CCD傳感器35、36的信號。這些光信號被根據一個程序處理，程序可以存儲在隨機存取存儲器21、只讀存儲器22或安全的存儲器23中。在產生一個加密的信息的過程中，密鑰只被存儲在安全存儲器中，並且不以允許外部截留或閱讀的方式傳送。實際上，安全存儲器23也可以包括一個加密處理器，接收這則明碼通信信息而返回一個加密信息。安全存儲器23模塊接收來自一個竄改傳感器27和監視傳感器28的輸入。如果這些傳感器的任一個檢測到一個誤差條件，例如竄改或缺乏或最近重新鑑別，則這些傳感器控制該安全存儲器，以便擦除(損失)它的內容，尤其是擦除該加密密鑰。微型計算機20也從這些傳感器接收輸入。通過一個接口，微型計算機20把加密的信息傳送到證書印表機34，在此情況中是一個噴墨式印表機，其在該標籤40上產生一條形碼9和立體圖案10。微型計算機20還提供具有LCD顯示器31和鍵盤32的一個用戶接口30，以便允許例如用戶鑑別和授權碼的輸入以及各種類型的編程。提供一個統計系統24，具有它自己的安全存儲器25，實現安全事務處理及提供審計能力。例如，該裝置可以被授權用於由一個集中控制系統在重新鑑別之間列印一個確定數目的標籤40。因此，該編碼裝置最好具有一個傳送裝置，例如數據機26，用於與一個中心系統的通信，以便復位該監視傳感器28定時器，以及提供適當的統計以及對於該裝置使用的限制。在進行竄改的情況下，統計系統的安全存儲器25存儲它的內容以及裝置的框圖實質上的操作。
在第二實施例中，該鑑別過程包括一個遙控系統。該標記因此被傳送到一個中心系統。標籤和物品的特徵被讀出或析取並且還傳送到該中心系統。該中心系統隨即鑑別該標記和特性，例如對照標記的標籤以及實物的特徵的一個存儲資料庫。鑑別結果隨即傳送到遙控站點。
如圖3所示，顯示缺乏列印能力的一個鑑別裝置。在此情況中，表示的掃描器44是一個行掃描型的掃描器，而不是圖2示出的區域傳感型的掃描器。行掃描傳感器通常比區域傳感器慢，但是構造上不複雜且價格比較低廉。行掃瞄傳感器還用於閱讀在標籤43上的加密信息。來自在掃描器44中的光傳感器的、從編碼標籤43讀出的信號用微型計算機45接收，與一個隨機存取存儲器46和一個只讀存儲器47關聯。如根據圖2的實施例，安全存儲器52存儲該解密鑰。在非對稱加密算法的情況下，密鑰可以不同於編碼裝置使用的密鑰，並且甚至可以獲準以一個較小安全方式存儲。竄改傳感器53和監視傳感器54監視該裝置的物理以及電子的使用，以便檢測不適當的使用，例如嘗試讀出安全存儲器、以一個企圖仿造標籤的形式利用該裝置或沒有繼續授權的情況下利用該裝置。與圖2的實施例相對照，提供一個統計系統55，不要求一個非常的安全存儲器。該統計系統可以是一個微型計算機45的軟體構成，監視使用者，使用和隨意仿造標籤閱讀。數據機56被提供用於與一個中心系統的通信，例如裝入統計系統55數據，並且通過復位觀測傳感器54定時器而獲得繼續授權。用戶接口48包括任意一個LCD顯示器51、鍵盤50及警報器44或其它指示一個裝置狀態的輸出，例如真實的標籤、仿造標籤、誤讀的標籤等等。
圖4A示出該編碼裝置流程圖的操作細節。在操作100的起始，裝置首先執行自診斷101，其包括存儲器失效、傳感器故障、監視時鐘超時或竄改的校驗。如果系統通過自診斷，則用戶被隨即鑑別102，及讀出在標籤上的分色纖維的圖案103。系統隨即產生一個加密的信息，包含分色纖維104的圖案的描述，列印在該標籤105上。事務處理數據隨即被記錄以一個統計資料庫106中。作為選擇，成像和／或者信息存儲在一個資料庫107中。系統隨即返回到準備狀態，用於隨後操作108。
圖4B示出該鑑別裝置流程圖的操作細節。在操作109的起始，裝置首先執行自診斷110，其包括存儲器失效、傳感器故障、監視時鐘超時或竄改的校驗。如果系統通過自診斷，隨即鑑別用戶111，及執行安全程序以便檢測裝置的不適當使用，例如重複鑑別一個無效的或贗品標籤112的嘗試。在標籤上的分色纖維的圖案被讀出113。系統隨即從標籤114讀出一個加密信息，並且把該檢測的分光圖案與編碼信息115比較，該編碼信息115在鑑別裝置內解碼。在該鑑別裝置之內的處理器隨即確定鑑別116的一個可靠性，並且輸出鑑別117的指示。當高可靠性鑑別失敗時，執行安全性程序112，以便防止使用該裝置產生仿造標籤或挫敗該提供的安全。系統隨即返回到準備狀態，用於隨後操作118。
調製點邊界在一組坐標位置的標記像素的出現或不出現通常定義該數據圖案，而在更複雜的編碼方案中，該數據標記不由像素邊界限制。在此情況中，標記被中斷地隔開或部分地重疊，以使每一標記點的外形或部分外形可以被標識。由於隨機過程，一個標記的中心的實際布局或它的結果外形可以變化。但是，施加的調製圖案在幅度上可以比噪聲大，或使用一個差分編碼技術來補償噪聲。因此，在通常的坐標位置上的，以根據一個圖案調製的準確位置形成一個點陣列。在不知道調製方案的情況中，將難於閱讀該代碼，因此難於實現該代碼的複製。而且，對於靠近該記錄設備的視在精度的噪聲幅度的範圍，由於該很高的精度要求，一個複製系統將很難執行。應該指出，對被編碼的標記隨機特性的範圍來說，例如對由紙纖維實現的一個油墨吸收圖案來說，原始標記系統不需具有由該檢測器檢測的高精度，例如只要在基本信息被壓印和分析之後通過一個附加信息把實際圖案最終編碼在該標籤上即可。
反制假系統本鑑別標籤和閱讀器的組合形成一個高安全性系統，在一個廣泛的應用範圍內阻止仿造。由於從衣服和裝飾物品到CD和軟體的各個方面欺詐複製或未經授權製造，每年損失幾十億的美元。通過使逆轉工程過程很困難和很昂貴，本系統實現標籤的瞬間欄位檢驗，同時保持安全抵制仿造的一個高水平。沒有兩個標籤是相似的，然而它們能夠非常經濟地產生。
該鑑別標籤系統包括一個材料薄片，浸漬有包含螢光染料的分色纖維。隨機的(不規則的)光纖圖形由特殊的光照射，並且在生產處理中由一個掃描器讀出。表示此圖案的一個編碼數伴隨例如製造信息隨即列印在標籤上，例如順序編號、日期、場所、批號、版權說明和其它產品信息。該碼是根據一個安全算法，利用專用於使用標籤系統的每一生產商的編碼。
在本領域中，對一個檢查員來說有可能利用一個手持掃描器確認圖案(鑑別標籤)。只有當該掃描器確定該標籤的特徵以及伴隨的貨品符合在該標籤上的列印碼時，該標籤才是真實的，例如可以通過顯示一個與壓印碼手動比較的數目來實現這種確定。此外，該掃描器能夠讀出該代碼並且提供一個繼續／不繼續的指示。例如，甚至可以添加一個條形碼以使得確認過程完全自動化。
仿造標籤的生產不僅需要複製該分色纖維的長度和寬度，而且需要複製該螢光染料，還需要複製纖維位置和分光特性方向，或知道被保留為秘密的編碼算法。
圖象處理證書上的掃描圖案被捕獲為一組像素，作為一個投影在一個表面上的成像在成像處理器內顯示，該表面不需要被限制為一個紙頁平面。此處理器可以提供一個光柵-矢量轉換處理。列印碼也被成像，且由該處理器捕獲，例如通過光學字符識別、條形碼識別、圖形識別、磁油墨編碼記錄(MICR)閱讀器或其它公知裝置捕獲。投影成像隨即與由列印在證書上的代碼表示的理想的圖象比較。對於任何失常的類型和幅值以及相關理想值的偏離執行一個隨機分析。表現為纖維的損失或晦澀、噪聲、由於幹擾因素引起的環境的汙染、原始編碼過程中的誤差或幹擾等的失常圖案以及從該編碼圖案的任何其它失常，都隨即被用於確定該證書本身是否對應於原來編碼證書的可能性。因此，根據鑑別證書的性質中的隨機變化以及關聯安全碼的產生中的隨機變化，該確定的真實性與它的可靠性關聯。在鑑別處理中可以隨即使用一個閾值，定義一個可接收的誤碼率(虛假的正以及虛假的負)。隨即輸出鑑別的可靠性或一個繼續／不繼續的指示。
為了避免對於證書的一個圖像的整個或實質部分進行加密的要求，介質可以被細分為多個區域，每一區域與一個矢量相關，例如與二維或更高維數的一個矢量相關。表示一個不可逆的的數據壓縮的該矢量從該區域獲得，隨即被編碼及加密在該加密信息中。為了檢驗，從該記錄的信息解密和解碼出該矢量映象。隨即掃描該介質，從該最新的掃描圖象獲得一個模擬矢量的映象。該記錄的矢量映象與測量的矢量映象比較，實現將要被確定的相關性。在此情況中，給出大量的自由度，例如針對每一區域或範圍有一個極化矢量，甚至在鑑別過程中可以允許在記錄的和測量的矢量映象之間有相當大的偏離。因此，可以使用解扭曲和解捲曲算法來最初對準區域邊界，以便實現最大的交叉相關。這種算法以及圖像處理系統在本專業是公知的。即使幾百分之一或幾千分之一的的自由度的交互相關都足以實現具有低的正負誤差數的非常可靠的鑑別。
因此該標籤可以細分為多個區域，每一區域與一個加密代碼部分關聯。在此情況中，由於每一細分的區域獨立，所以具有充分自由度的任何這種區域或區域組合都可以被用於鑑別整個標籤。在小區域或具有有限數目的自由度的場合，通過任何一個區域實現的整個標籤的鑑別的可靠性都可能是不夠的。因此，可以鑑別多個區域，以每一鑑別區域增加該鑑別結果的可靠性。任何鑑別失敗的區域也可以被加權到該分析中，雖然該失敗鑑別的加權通常低於正確鑑別區域的加權。
至此已經示出和描述了抗造假系統的新穎基礎和新穎方面，其完成了迄今探求的全部目標和優點。本發明可以有使用和應用方面的許多變化、改良、組合、再組合，但是對本領域的技術人員來說在考慮了披露最佳實施例的此說明書和附圖之後，這些變化、改良、組合、再組合都是顯見的。不背離本發明精神和範圍的全部這種改變、改良、變化和其它的使用和應用都被認為是由本發明所覆蓋，這些改變、改良、變化由權利要求限定。
權利要求
1．一種鑑別系統包括(a)具有多個元素的一個介質，每一元素具有從包括一個或者多個不規則空間排列和一個不規則特徵的組中選定的一個不規則性，並且具有不同於一個二維色度-亮度映射的一個可決定的屬性；(b)一個檢測器，相對於包括所說不規則性的多個元素的一個位置基準檢測所說的屬性和位置；(c)處理器，用於產生包含包括所說的不規則性描述的該多個元素的屬性和位置的至少一部分的一個加密的信息；和(d)一個記錄系統，用於以該介質物理關聯地記錄該加密信息。
2．根據權利要求1的系統，其中多個元素的不規則性包括在該介質上的元素的一個不規則的排列。
3．根據權利要求1的系統，其中多個元素的不規則性包括一個相應元素的一個不規則的特徵。
4．根據權利要求1的系統，其中多個元素的不規則性既包括在該介質上的元素的一個不規則的排列，又包括每一相應元素的一個不規則的特徵。
5．根據權利要求1的系統，其中該屬性包括一個相應元素的一個特徵的一個定向矢量。
6．根據權利要求1的系統，其中該檢測器檢測位置和該元素的相關定向矢量的一個矢量映象。
7．根據權利要求1的系統，其中該加密信息被編碼的方式是使得屬性和相應位置的加密部分可以從那裡恢復。
8．根據權利要求1的系統，其中該加密的信息以壓縮形式編碼，以便排除該元素的屬性和相應位置的完整解碼。
9．根據權利要求1的系統，其中該介質邏輯上被細分為多個區域，其中針對每一區域分別地檢測和編碼該多個元素的屬性和相應的位置，作為形成該加密信息的一個基礎。
10．根據權利要求9的系統，其中加密信息不完全地定義多個元素的相應位置和相關屬性的一個映象，其中針對該介質的每一區域產生一個獨立的代碼，定義在該區域中的多個元素的位置和相關屬性的一個數學函數。
11．根據權利要求1的系統，還包括一個處理器，用於確定該記錄的加密信息和檢測的屬性以及多個元素的位置的對應關係。
12．根據權利要求1的系統，還包括一個處理器，用於確定該記錄的加密信息和檢測的屬性以及多個元素的位置的對應關係以及一個相關的可靠性。
13．根據權利要求1的系統，其中多個元素包括展現分光性的纖維、包括一個光極化角的屬性。
14．根據權利要求1的系統，其中該多個元素包括展現分光性的纖維、包括一個光極化角的屬性、包括在一個特徵中的變化的不規則性，該特徵是從包括在纖維的長度上的染料強度和分光性的組的一個或者多個特徵中選定的。
15．根據權利要求1的系統，其中該多個元素包括展現分光性的纖維、包括光極化角的屬性，並且其中該介質包括結合了纖維元素的一個織物網孔。
16．根據權利要求1的系統，其中該元素包括展現分光性的纖維、包括一個光學的極化角的屬性，其中該介質是形成一件衣服的一部分的織品組織。
17．根據權利要求1的系統，其中該介質包括一個非織物薄片，其中該元素包括展現分光性的纖維和一個在染料強度中的變化。
18．根據權利要求1的系統，其中該介質構成紙。
19．根據權利要求1的系統，其中該元素通過一個列印過程澱積在介質上。
20．根據權利要求1的系統，其中該處理器還接收一個不同於所說元素的參數，與相關於該介質的一個物品有關，並且根據檢測的屬性和多個元素的相應的位置以及該參數加密該信息。
21．根據權利要求1的系統，其中物品和介質每個都包括織物結構，該元素包括展現分光性的纖維和是該纖維的一個光極化角的屬性，其中該處理器還接收與一個物品有關一個物理參數，該物品與該介質相關，並且根據檢測的屬性和多個元素的相應的位置以及參數加密該信息。
22．根據權利要求1的系統，其中該元素包括展現分光性的纖維並且該屬性包括一個光學極化角，其中該分光性以該纖維中的一種染料的特徵波長展現，其中染料的濃度在纖維的長度上變化。
23．根據權利要求22的系統，其中在纖維染料濃度中的變化在該纖維的形成過程中在長度上通過改變一個染料濃度而實現。
24．根據權利要求22的系統，其中在纖維染料濃度中的變化在該纖維的形成之後通過改變該染料濃度而實現。
25．根據權利要求24的系統，其中纖維的染料濃度通過一個漂白過程而被改變。
26．根據權利要求1的系統，其中該元素包括展現分光性的纖維並且該屬性包括一個光學極化角，其中該光學極化角在一個纖維的長度上改變。
27．根據權利要求26的系統，其中在光學極化角中的變化由該纖維的機械形變引起。
28．根據權利要求26的系統，其中在光學極化角中的變化由加到一個形成纖維的一個熱處理過程引起。
29．根據權利要求1的系統，其中該處理器加密多個信息，該多個信息具有各不相同的演算的計算複雜程度。
30．根據權利要求1的系統，其中該處理器在一個易失性存儲器中存儲一個加密算法，並且當檢測到嘗試處理器的未經授權訪問或使用時還刪除該易失性存儲器的內容。
31．根據權利要求1的系統，其中該處理器是與一個標識相關，其中該加密信息還包括該關聯的標識。
32．根據權利要求1的系統，其中的多個元素包括在一個聚合物基體中的具有螢光染料的螢光分色纖維，有選擇地吸收具有第一波長的光並且以第二波長發出具有特徵極化角的螢光。
33．權利要求1的系統，其中所說不規則性包括一個自由度，其不能由一個循環偏振光傳感器所特徵化。
34．一種鑑別系統包括(a)具有非均勻性光性質的一個鑑別證書；(b)與該鑑別證書相關的一個安全代碼，根據接收的對於該非均勻性的光性質特徵化的一個輸入，定義該非均勻性的光的性質；(c)一個光學系統，用於讀出該鑑別證書的非均勻性的光的性質；和(d)一個處理器，用於把讀出的鑑別證書的非均勻性的光的性質與相關安全碼比較，以便確定該鑑別證書的真實性，根據下列條件，該真實性與一個可靠性相關在讀出的該鑑別證書的非均勻性光性質中的隨機變化，和在接收的用於相關安全碼的產生的輸入中的隨機變化。
35．根據權利要求34的系統，其中該安全碼是一個公用密鑰／專用密鑰鑑別代碼。
36．根據權利要求34的系統，其中該非均勻性的光性質由可見的分色纖維傳授到該證書。
37．根據權利要求36的系統，其中該分色纖維在從該組選定的一個或者多個特徵中變化；該組包括光的極化角、光的極化角在長度上的變化、染料濃度、和染料濃度在長度上的變化。
38．用於鑑別一個介質的方法，包括(a)提供具有多個元素的一個介質，該元素是有特色的、可檢測和不規則的，每一元素特徵在於一個可決定的屬性，其不同於簡單光吸收或簡單光反射強度的二維坐標表示；(b)相對於一個位置基準，檢測多個元素的一個屬性和位置；(c)產生包括該多個元素的屬性和位置的至少一部分的一個加密信息；和(d)與該介質物理關聯地記錄該加密信息。
39．根據權利要求38的方法，還包括步驟讀出和解密與該介質物理關聯的信息；相對於一個第二位置基準，檢測多個元素的第二屬性和第二位置；和把來自該信息的多個元素的屬性和位置的部分與該多個元素的第二屬性和第二位置進行比較。
40．根據權利要求39的方法，進一步包括步驟根據統計容差確定一個鑑別的可靠性。
41．根據權利要求38的方法，其中所說的屬性不同於光偏振獨立吸收或光偏振獨立反射強度的一個二維坐標表示。
42．一種用於鑑別一個介質的方法，包括步驟在該介質中提供多個不規則的光學合成元素；檢測一個光學合成屬性以及多個元素的關聯位置；產生一個加密信息，包括描述該光學合成屬性以及多個元素的相關位置的數據；存儲該加密的信息；在存儲該加密信息之後檢查該介質以便確定它的特徵，以及把該存儲的加密信息與該介質的特性進行比較。
全文摘要
一個鑑別系統包括具有多個元素(3)的介質(2),該元素有特色、可檢測並且放置在一個不規則的圖案中或具有一種內在的不規則性。每一元素的特徵在於一個可決定的屬性,不同於簡單的光吸收或簡單的光反射的一個二維坐標表示(4)。相對於一個位置基準,檢測多個元素的一個屬性和位置;處理器,產生包括這多個元素的屬性和位置的至少一部分的一個加密信息(8－10)加密的信息與該介質物理關聯地記錄。該元素最好是分色纖維,並且該屬性最好是一個偏振或分光軸,其可以在一個纖維的長度上改變。以該介質元素的矢量映象為基礎,根據該加密信息的該介質的鑑別可以用一個統計的容差鑑別,而不要求記錄該介質和元素的一個完整的圖像。
文檔編號B42D15/10GK1279849SQ98811327
公開日2001年1月10日 申請日期1998年9月29日 優先權日1997年9月30日
發明者諾曼·凱什, 傑伊·弗雷澤, 戴維·I·德斯特 申請人:特雷瑟檢測技術公司