TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckverfahren und Authentifizierungsverfahren für einen zu erstellenden Druck eines digitalen Bildes, umfassend ein Verfahren zum Drucken von Authentifizierungskennzeichen durch Aufbringen eines mindestens amplitudenmodulierten Rasterdrucks in einer Detektionszone auf einen Gegenstand, wobei die bedruckte Fläche der Detektionszone aneinander grenzende Rasterzellen umfasst, in welchen Rasterzellen jeweils ein Rasterpunkt aus einer Matrix aus druckbaren Rasterelementen gedruckt wird, Sie betrifft auch die Verifikation eines Originaldrucks, der mit Hilfe eines solchen Rasterdruckverfahrens hergestellt worden ist.

STAND DER TECHNIK

Ein wesentlicher Teil der weltweiten Fälschungskriminalität besteht darin, dass gedruckte Dokumente und Verpackung kopiert und nachgestellt werden. Betroffen davon sind nicht nur regierungsamtliche ID-Dokumente wie Pässe, Personalausweise, etc., sondern auch Dokumente im Zusammenhang mit dem Originalitätsnachweis von kommerziellen Produkten. Dazu zählen Zertifikate, Begleitdokumente, Herkunftsnachweise und zu einem grossen Anteil Verpackungen von Markenprodukten. Die weite Verbreitung der Produkte also die Grösse ihrer Märkte und die zu erwartenden Erträge für einen Fälscher sind Motivationsgründe. Dementsprechend leiden insbesondere bekannte Marken mit einem hohen Qualitätsversprechen und damit einem hohen Endverkaufspreis bzw. Strassenpreis zu den Zielobjekten der Fälschungskriminalität. Dabei sind praktisch alle Industriezweige im Bereich der Konsum- und Industriegüter betroffen; bekannte Beispiele sind Fahrzeugersatzteile für Personenwagen, Uhren und Arzneimittel. Grundsätzlich sind alle Arten von Verpackungen betroffen wie z. B. Blister, Kartonverpackungen, harte Verpackungen (Dosen etc.), insbesondere solche, deren Designs durch ein Druckverfahren wie Offset-, Flexo- oder Digitaldruck nachgestellt werden können. Die Qualität der gefälschten Verpackungen ist dabei gut bis teilweise sehr gut, wobei unter einer guten Fälschung eine solche zu verstehen ist, die einem Konsumenten oder Servicemitarbeiter nicht auf dem ersten Blick, sondern nur im direkten Vergleich mit dem Original ins Auge fallen. Eine sehr gute Fälschung erschliesst sich nur dem Auge des ausgebildeten Fachmanns oder sogar bei gezielter Ermittlung nur durch eine forensische Untersuchung. Das naturgetreue Nachstellen von Verpackungsdesigns und anderer zum Originalprodukt gehörenden Dokumente wird mit der leichten Verfügbarkeit von Hochleistungsscannern und der in der Regel leicht erkennbaren bzw. kommunizierten visuellen Elemente auf z. B. einer Verpackung, die die Originalität des Produktes belegen. Die genaue Ausführung eines Logos im Hinblick auf seine Farben und seiner geometrischen Dimensionen, die Funktion eines Barcodes oder eine nachgeahmte Seriennummer stellen für einen Fälscher kein Hindernis dar. In Anbetracht der Tatsache, dass in den Endverbrauchermärkten gefälschte Produkte oft nach nur wenigen Tage nach der Neuerscheinung eines Produktes in Umlauf gebracht werden, zeigt einerseits die Effizienz der organisierten Fälschungskriminalität und andererseits die immer noch sehr unzureichenden Massnahmen zum Schutz der Markenprodukte auf. Es besteht damit ein grosser Bedarf an Kopierschutzmerkmalen gedruckter Originalverpackungen und -dokumente, deren Verifikation robust und zuverlässig ist sowie mit einem vertretbaren Aufwand verbunden ist. Bezüglich des Aufwands einer Verifikation wäre als Beispiel eine forensische Laboruntersuchung nicht vertretbar. Originalhersteller, Industriekunde und Konsument verlangen vielmehr Schnelluntersuchungen mit ubiquitären Mitteln, was in der Regel auf eine Verifikation mit einem Smartphone und passenden Anwendungsprogrammen (App) hinausläuft.

Als Kopierschutz können im gewissen Umfang digitale Wasserzeichen dienen, obgleich diese primär auf den Schutz über in einem Bild eingebettete Informationen ausgerichtet sind. Sofern die im Objekt, z. B. in einem Bild, eingebettete Nachricht (ein «Content») extrahiert werden soll, wird ein Kennwort oder ähnliches benötigt. Eine sichere und gleichzeitig zuverlässige Extraktion der Nachricht erfordern teils hinsichtlich ihrer Wirksamkeit gegenläufige Massnahmen. So stellen zum Beispiel Korrekturkodierungen für eine redundante Extraktion einer eingebetteten Information ein Einfallstor für Hackversuche dar. Die Funktion eines reinen Kopierschutzes im Sinne einer Originalerkennung (Copy Detection) ist mit digitalen Wasserzeichen nicht unbedingt erreichbar; insbesondere nicht dann, wenn der Originaldruck aus einem fotografischen Bild besteht, dessen Qualität nicht durch integrierte Schutzmassnahmen vermindert werden darf. Demgegenüber ist eine zusätzlich eingebettete Nachricht untergeordnet, wenn auch in einigen Anwendungsfällen von Vorteil. Einige Beispiele für digitale Wasserzeichen bestehen z. B. in der Ausnutzung einer lentikulären Struktur auf dem Datenträger (US 10'065'441 B1), der Veränderung des Farbtons durch inkrementelle Veränderung der Farbmenge (US 10'127'623 B1), der Ersatz einer Sonderfarbe (wie Pantone) durch die Grundfarben eines Farbsystems (wie CMYK) (US 10'270'936 B1) oder andere Arten der Modulation des Druckbilds, die bei näherer Betrachtung einen sichtbaren Eingriff in das Design darstellen.

Prinzipiell lässt sich ein Original durch digitale Fingerprint-Verfahren erkennen, da die Kopie eines Originaldrucks sich in geringem Masse immer vom Original unterscheidet, sofern es sich nicht um eine so genannte Totalfälschung handelt, die beim Hersteller bzw. einem von diesem zertifizierten Verpackungsdienstleister oder Drucker hergestellt wird (so genannte 3rd-shift- oder Nachtschichtfälschungen) . Die Ursachen liegen im Fluss der Druckfarbe, die Farbaufnahme durch das verwendete Papier, usw. Gewöhnliches «Content Fingerprinting» von Objektmerkmalen ist nicht sehr robust und weist hohe Fehlerraten auf. Zusätzlich verlangt die Originalerkennung via digitalem Fingerprinting grosse IT- Ressourcen und läuft damit andererseits auf relativ langsame Verifikationsprozeduren hinaus. Totalfälschungen lassen sich mit Zusatzfunktionen, z. B. mit einem aufgedruckten Zeitstempel in Verbindung mit einer auf der Verpackung angebrachten Seriennummer, weitgehend ausschliessen. Eine solche Zusatzfunktion ist eher für eine investigative Überprüfung der Originalität in einem zweiten Schritt geeignet.

Die EP 3 686 027 A1 beschreibt ein Verfahren zum Drucken von Authentifizierungskennzeichen durch Aufbringen eines mindestens amplitudenmodulierten Rasterdrucks in einer Detektionszone auf einen Gegenstand. Dieses Verfahren nutzt aneinander grenzende Rasterzellen, in welchen jeweils ein Rasterpunkt aus einer Matrix aus druckbaren Rasterelementen gedruckt wird, wobei einzelne Tonwerte des Rasterdrucks jeweils einer Rasterebene eines Rasterberges für einen Rasterpunkt entsprechen. Dabei werden in der Detektionszone in vorbestimmter Weise für eine Vielzahl von Tonwerten von zu druckenden Rasterpunkten die zugeordnete Rasterebene des Rasterberges modifiziert, dass ihr bei gleichbleibendem Tonwert des Drucks ein vorbestimmtes Matrixbild der zu druckenden Rasterelemente zugewiesen wird.

Die DE10 2018 115146 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung für das menschliche Auge nicht sichtbarer und nicht kopierbarer Sicherheitselemente in einer Abbildung, insbesondere für die Echtheitsprüfung von Abbildungen, wobei die Abbildung mittels eines Druckrasters abgebildet wird, wobei das Druckraster aus einzelnen Bildpunkten besteht. In dem Druckraster wird wenigstens ein Feld definiert, wobei mittels Manipulation von Bildpunkten in dem Feld und/oder mittels Manipulation des gesamten Feldes eine nicht kopierbare verschlüsselte Information zum Abgleich mit mindestens einer Datenbank hinterlegt wird. Die Abbildung weist damit wenigstens ein nicht kopierbares Sicherheitselement auf, wobei die Abbildung innerhalb ihres Druckrasters eine auswertbare Information aufweist derart, dass die Abbildung wenigstens ein Feld aufweist, welches eine für das menschliche Auge nicht sichtbare Manipulation der Bildpunkte und/oder nicht sichtbares manipuliertes Feld aufweist. Dabei wird die Abänderung des Rasters erreicht durch beispielsweise Tausch des Rasterwinkels zwischen zwei oder mehreren Farben, Änderung des Rasterwinkels von mindestens einer Farbe, Änderung der Laufweite bzw. Rasterfrequenz des Linienrasters von mindestens einer Farbe, Änderung der Frequenz oder der Amplitude bei Frequenzmodulierten Rastern von mindestens einer Farbe, Änderung der Amplitude oder der Frequenz bei amplitudenmodulierten Rastern von mindestens einer Farbe.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht ein Bedarf nach einem verhältnismässig einfachen Druck- und nachgeschaltetem Copy Detection-Verfahren, dass

• die Qualität eines fotografischen Bildes auf einem Dokument oder einer Verpackung nicht beeinträchtigt,

• Bildelemente, die der Originalerkennung dienen, vor dem unbewaffneten Auge verbirgt,

• auch für farbige Bilder geeignet ist,

• mit einem Smartphone durchgeführt werden kann,

• einen unzumutbaren Aufwand (Stativ, Beleuchtung, lange Wartezeiten, komplexe Bedienung) vermeidet bzw. einen solchen nicht benötigt.

Diese Aufgabe wird mit einem Rasterdruckverfahren des Anspruchs 1 gelöst.

Bekannte Verfahren zum Auslesen von Information benötigen, wie der QR-Code, neben mindestens einer Detektionszone, in der oder in denen die auszulesende Information enthalten ist/sind, mindestens eine Finderzone, mit der oder mit denen die Existenz, Lage, Ausrichtung der Detektionszone festgestellt werden kann. Dies kann, wie bei einem EAN- Scanner oder eben einem QR-Code teilweise durch Benutzerführung geschehen, indem der Benutzer das Aufnahmegerät, mit dem die Information von einem Support abfotografiert wird, so hält, dass der gesamte Codebereich aufgenommen wird. Dann wird beim QR-Code durch vorbestimmte Markierungen die Orientierung der mit Informationen bedruckten Fläche festgestellt. Es ist nun eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neben dem Verstecken der ein Original nachweisenden Information auch die zum Auffinden dieser Information notwendigen Finderzone oder Finderzonen in einer Weise vorzusehen, dass sie dem unbewaffneten Auge ebenfalls nicht auffallen, wobei sie aber dazu genau im Gegensatz stehend für eine automatische maschinelle Feststellung erkennbar sind. Wesentlich ist hier auch, dass diese Finderzonen sich nicht notwendigerweise am Rand eines Bildes befinden. Ja, es ist gerade Teil der Erfindung, dass die Ränder eines Bildes, auch oder gerade wenn sie nur einen Übergang in eine weisse, hier unbedruckte Randzone z.B. einer Verpackung darstellen, nicht in die finale Feststellung einer Finderzone einfliessen, da eine weisse Fläche per definitionem keine detektierbaren Rasterpunkte aufweist.

Die hier vorgestellte Erfindung löst die Aufgabe über den Weg der Darstellung von Bildelementen mit ausgewählten Rasterpunktformen. Der Lösungsweg folgt der Tatsache, dass der Ausdruck einer digitalen Vorlage durch den Druckvorgang selbst eine Veränderung erfährt, in dem auf mikroskopischer Ebene Abweichungen erkennbar sind. Beispielsweise verteilt sich die Druckfarbe nicht exakt über den durch die Recorderelemente (kleinste druckende Elemente, kurz Rel) vorgegebenen Platz auf dem Bildmedium. Die Grösse des einzeln ansteuerbaren Belichtungselementes ist das Belichtungspixel. Seine Grösse ergibt sich aus der Belichterauflösung, sie entspricht dem Durchmesser des Laserpunktes; je höher die Belichterauflösung, umso kleiner die Reis.

Die Struktur des Mediums (Papier, Karton, gestrichener Karton) und das Fliessverhalten der Druckfarbe begünstigen diesen Prozess, der zu einer Aufweitung und Verformung der Rasterpunkte führt. Ein Scan und ein weiterer Druck auf der Basis des Scans bringt eine weitere Unschärfe in das Druckbild der Kopie, die sich bei geeigneter digitaler Vorlage insofern erkennbar vom Originaldruck unterscheidet, dass ein Bilderfassungsgerät wie eine Smartphone-Kamera mit geeigneter Software eben genau diese Kopie vom Originaldruck unterscheiden kann. Es ist insbesondere von Interesse, dass geeignete mikroskopische Elemente nicht als eigenständige Grafik dem Bild zugefügt werden, sondern Teil des Bildaufbaus sind. An dieser Stelle bietet es sich an standardmässig runde, quadratisch-runde oder ellipsoide Rasterpunkte durch Rasterpunkte mit signifikanteren Formen zu ersetzen. Beispielsweise wird ein runder Rasterpunkt seine Form beim Druck nicht wesentlich verändern, wohingegen ein, beispielsweise U-förmiger Rasterpunkt 1 , wie in der Fig. 1A dargestellt, bzw. ein L-förmiger Rasterpunkt 4, wie in der Fig. 1 B dargestellt, bei gleicher Anzahl an druckenden Recorderelementen mikroskopisch als ein etwas anderes Druckbild 2 bzw. 5 erscheinen.. Eine Kopie des Originaldrucks, hier rechts als drittes Bild in Fig. 1A bzw. 1 B dargestellt, wiederum weist beim gleichen Rasterpunkt eine Form 3 bzw. 6 auf, die kaum noch an ein U bzw. L erinnert. Dabei ist es bemerkenswert, dass sich dem unbewaffneten Auge des Betrachters die Unterschiede der Form der Rasterpunkt entziehen, solange der Rasterpunkt die Grösse seiner Fläche und damit den Halbtonwert, den er repräsentiert, nicht verändert. Mit anderen Worten, die qualitativ "gute" Kopie eines mit einem gemäss der Erfindung durchgeführten Rasterdruckverfahrens erstellten Originaldruckes hat denselben Grauwert und erscheint dem unbewaffneten Auge gleich. Das gleiche gilt auch für Farbdrucke, bei denen eine vorbestimmte Farbe der üblicherweise vier in verschiedenen Rasterwinkeln aufgebrachten Farbschichten mit der erfindungsgemässen Vorgehensweise gedruckt worden ist. Üblicherweise ist die dafür ausgewählte Farbe die oberste oder zweitoberste Farbe, also die zuletzt oder als zweitletzte gedruckte Farbschicht.

Die aus den Rasterpunkten zusammengesetzten Objekte hingegen werden bei der Kopie gegenüber dem Original in scheinbar ähnlicher Qualität übertragen, wie die Wandlung der digitalen Vorlage eines Zeichens 1 bzw. 4 zu seiner Erscheinung im Originaldruck 2 bzw. 5 bzw. in der Kopie des Originaldruckes 3 bzw. 6 zeigt. Es ist Teil dieser Erfindung, ein Verfahren vorzustellen, dass erlaubt, die charakteristische mikroskopischer Veränderung der digitalen Vorlage beim ersten Druck einerseits zu erkennen und andererseits die Veränderungen, die die Kopie gegenüber dem Original erfährt, als Ausschlusskriterium für den Originalitätsnachweis zu werten. Es ist ausserdem Teil der Erfindung, dass Kameras an üblichen Smartphones mit dedizierter Software genügen, um die nötigen mikroskopischen Feinheiten auf dem Druckbild zu erkennen. Das Verfahren dieser Erfindung lässt sich ausserdem auch auf Farbdrucke anwenden. Das vorgestellte Verfahren ist insbesondere auf den Schutz von Originalprodukten vor Fälschungen ausgerichtet.

Das Druckverfahren und Authentifizierungsverfahren für einen zu erstellenden Druck eines digitalen Bildes gemäss der Erfindung umfasst das Drucken von Authentifizierungskennzeichen durch Aufbringen eines amplitudenmodulierten Rasterdrucks in einer Detektionszone auf einen Gegenstand, wobei die bedruckte Fläche der Detektionszone aus asymmetrischen Rasterpunkten besteht, wobei mindestens zwei zueinander nicht parallele Finderkanten aus mindestens einer Finderzone zur Feststellung der Position, Begrenzung und Ausrichtung der Detektionszone gedruckt werden und ein Verfahren zum Authentifizieren eines solchen Druckes, umfassend das Bereitstellen eines Bildaufnahmegerätes mit einem Mikroprozessor zur Ausführung eines Authentifizierungsprogrammes, das Bereitstellen der sich aus den Druckdaten vorherbestimmten sich ergebenden Druckbildern für eine vorbestimmte Anzahl von Rasterpunkten des bedruckten Gegenstandes aus einer Detektionszone und das Bereitstellen eines Computerprogrammes zum Vergleichen des aus den Rasterpunktdaten vorherbestimmten Druckbildern; wobei das Verfahren umfasst: das Aufnehmen eines Bildes des bedruckten Gegenstandes; Erkennen der mindestens zwei Finderkanten zur rasterpunktgenauen Festlegung der Detektionszone aus dem Bild, des Vergleichens des aufgenommenen Druckbildes der Detektionszone mit den sich ergebenden Druckbildern und Entscheiden auf der Basis des Vergleichs, ob ein Originalausdruck auf dem bedruckten Gegenstand vorliegt oder nicht.

Vorteilhafterweise besteht jede Finderkante entlang einer vorbestimmten Strecke des Druckbildes aus nebeneinander liegenden Reihen von Rasterpunkten, wobei der Unterschied zwischen den Rasterpunkten der nebeneinander liegenden Reihen ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend symmetrischen Rasterpunkte gegenüber asymmetrischen Rasterpunkten, vorbestimmte unterschiedliche Rasterwinkel der Rasterpunkte, AM-Modulation gegen FM-Modulation der Rasterpunkte, wobei der besagte Unterschied aus der Gruppe für jede Finderkante unabhängig voneinander unterschiedlich oder gleich vorgebbar ist. Mit anderen Worten eine Finderzone kann über den Unterschied zwischen symmetrischen Rasterpunkten gegenüber asymmetrischen Rasterpunkten (wie in Fig. 12 dargestellt) festgestellt werden, während eine andere Finderkante durch den Unterschied von AM-Modulation gegen FM-Modulation der Rasterpunkte in den Reihen diesseits und jenseits der Finderkante festgestellt wird. Sofern die beiden Finderkanten derselben Finderzone zugeordnet sind, muss eine Kompatibilität der Finderzonenseitigen Bereiche gegeben sein.

Der Unterschied zwischen den Rasterpunkten der nebeneinander liegenden Reihen einer Finderkante kann auch unterschiedliche AM-Modulation der Rasterpunkte auf beiden Seiten der Finderkante umfassen. Der Unterschied der AM-Modulation kann insbesondere in der Amplitude oder der Frequenz der beiden AM-Modulationen, ggf. von mindestens einer Farbe realisiert sein.

Es kann also eine durch eine Finderkante festgelegte Finderzone asymmetrische Rasterpunktformen aufweisen, wobei die jenseits der besagten Finderzone auf der anderen Seite der besagten Finderkante bestehenden Rasterpunkte jeweils eine Zone mit symmetrischen Rasterpunktformen aus dem verbleibenden Druckbild bilden.

Alternativ kann eine durch eine Finderkante festgelegte Finderzone symmetrische Rasterpunktformen aufweisen, wobei die jenseits der besagten Finderzone auf der anderen Seite der besagten Finderkante bestehenden Rasterpunkte jeweils eine Zone mit asymmetrischen Rasterpunktformen aus dem verbleibenden Druckbild oder aus der Detektionszone bilden.

Weiter alternativ kann eine durch eine Finderkante festgelegte Finderzone symmetrische Rasterpunktformen mit einem ersten Rasterwinkel aufweisen, wobei die jenseits der besagten Finderzone auf der anderen Seite der besagten Finderkante jeweils eine Zone mit einem zweiten Rasterwinkel aus dem verbleibenden Druckbild oder aus der Detektionszone angrenzen (wobei der erste und der zweite Rasterwinkel zueinander unterschiedlich sind).

Die vorbestimmte Anzahl von asymmetrischen Rasterpunkten in der Detektionszone kann in einer Matrix aus mindestens zwei Reihen und zwei Spalten angeordnet ist; die dargestellten Beispiele gehen von mindestens drei Reihen und einer Länge von 10 und mehr Rasterpunkten aus, aber es geht prinzipiell mit einer geringeren Anzahl. Mit anderen Worten, die vorbestimmte Anzahl von Rasterpunkten in der Detektionszone kann in Zonen mit asymmetrischer und symmetrischer Rasterpunktstruktur unterteilt sein, wobei diese Zonen in einer Matrix aus mindestens zwei Reihen und zwei Spalten angeordnet sind.

Die asymmetrischen Rasterpunkte können bei einem Mehrfarbdruck in einer der beiden zuletzt zu druckenden Farbaufträgen vorgesehen sein, die am besten sichtbar und auswertbar sind.

Auch können dann bei einem Farbdruck die Finderkanten durch Festlegung von Rasterpunktformen und/oder Rasterwinkeln einer gleichen oder einer unterschiedlichen Farbschicht vorgesehen werden.

Vorteilhafterweise weisen sie auszuwertenden asymmetrischen Rasterpunkte einen Grautonwert zwischen 25 und 75 % auf. Das gleiche gilt für die symmetrischen Rasterpunkte, obwohl dort auch kleinere und höhere Werte bis 100% möglich sind.

Mindestens zwei Finderkanten können sich in einem Eckpunkt einer Finderzone treffen, so dass eine Finderzone direkt identifiziert wird, oder Finderkanten von einer oder mehreren Finderzone(n) sind am Rande des Druckbildes oder in mindestens einem Paar von sich kreuzenden Finderzonenstreifen vorgesehen.

Beim Verfahren zum Drucken von Authentifizierungskennzeichen durch Aufbringen eines amplitudenmodulierten Rasterdrucks in einer Detektionszone kann eine Vergleichsgrundlage (Matching Template) auf der Basis von Druckdaten aus der Gruppe umfassend die Daten des Drucksubstrates, der Druckfarbe und der Druckführung, erzeugt wird.

Dabei wird dann vorteilhafterweise diese Vergleichsgrundlage durch Originaldrucke und Druckfahnen trainiert, wobei optional das aufgenommene Bild des bedruckten Gegenstandes in dem Verfahren zum Authentifizieren eine Umwandlung des Bildes durch einen Graphenalgorithmus in das Format der Vergleichsgrundlage für einen direkten Vergleich erfährt.

Dann kann weiterhin bevorzugt das Aufnehmen des Bildes des bedruckten Gegenstandes in dem Verfahren zum Authentifizieren das Aufnehmen einer Vielzahl von Bildern mit unterschiedlichen Kameraparametern aus der Gruppe umfassend Variieren des Fokus und Variieren der Belichtungszeit umfassen, um einen Bildstapel zu erzeugen, dessen Daten in einen ausgerichteten Bildstapel umgeformt werden; um anschliessend in das Format der Vergleichsgrundlage umgewandelt zu werden. Damit kann die Auflösung vergrössert werden, um einfacher auch einfachere Kameras von mobilen Kommunikationseinrichtungen verwenden zu können.

Die Verteilung der Finderzonen und der Detektionszone(n) ist in einer vorbestimmten eine digitale Information enthaltenden Matrix vorgesehen.

Die Detektionszone kann auf der Basis der die darin enthaltenen Rasterpunkte zusammensetzenden Recorderelemente mit der Vergleichsgrundlage geprüft werden und der Vergleich einen Schwellwert von entsprechenden Übereinstimmungen von erfassten Recorderelementen mit den Recorderelementen der Vergleichsgrundlage umfassen.

Vorteilhafterweise ist dann eine Vielzahl von getrennten Detektionszonen (10, 21) vorgesehen, und als Entscheidungsgrundlage wird dann entweder ein über alle Detektionszonen ermittelter Gesamtschwellwert oder einzelne Schwellwerte der einzelnen Detektionszonen eingesetzt.

Ausgehend von einer digitalen Vorlage der Rasterpunkte aus der Druckvorstufe wird ein Weichzeichnungsschritt eingeschaltet, in dem ein weichgezeichnetes Modell aus der digitalen Vorlage basierend auf den Daten aus der Gruppe umfassend das Drucksubstrat, die Druckfarbe und die Druckführung erzeugt wird. Dieses kann optional mit einem nachfolgenden Trainingsschritt mit Originaldrucken bzw. Druckfahnen des gedruckten Modells für ein trainiertes Modell trainiert werden, um ein Matching Template für eine Bildanalyse eines gewählten Ausschnittes des zu prüfenden Druckbildes zu erstellen, wobei ein Matching von Matching Template und dem Datensatz des zu authentisierenden Bild nach Anwendung einer Qualitätsmatrix die Aussage «Original» oder «Kopie» liefert.

Ein zu überprüfender Druck kann unter Einsatz eines Graphenalgorithmus in einen Datensatz mit der gleichen Architektur wie das Matching Template übersetzt werden, wobei optional die mathematisch formalisierte Entsprechung des Rastermusters einem dichten Netz von Knotenpunkten und Kanten, die auf die Rasterpunkte des Druckbilds ausgerichtet sind, entspricht.

Vor der Anwendung des besagten Graphenalgorithmus kann die Erfassung des zu prüfenden Drucks durch Erzeugung einer Bildfolge mit unterschiedlichen Kameraparametern aus der Gruppe umfassend Variation des Fokus, insbesondere in nicht äquidistanten Schritten, Variation der Belichtungszeit und Variation der Kameraposition erfolgen, wobei der erhaltende Bildstapel in einem Ausrichtungsschritt ausgerichtet wird, um ein Ausrichtungsvektorfeld zu erhalten, wobei anschliessend die weiteren zwischen den Bildern variierenden Parameter aus der oben genannten Gruppe ermittelt werden, um ein Ergebnis zu erhalten, welches mit dem besagten Graphenalgorithmus (58) verarbeitet wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1A eine schematische Darstellung einer Rasterpunktform zur Verwendung im Rahmen eines Druckverfahrens gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und sein Ausdruck als Original bzw. Kopie;

Fig. 1 B eine schematische Darstellung einer anderen Rasterpunktform zur Verwendung im Rahmen eines Druckverfahrens gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und sein Ausdruck als Original bzw. Kopie;

Fig. 2A eine schematische digitale Vorlage einer Matrix von 11 x 10 Rasterzellen mit irregulär geformten Rasterpunkten einer Grösse von 6x6 Recorderelementen;

Fig. 2B eine schematische digitale Vorlage einer Matrix von 48 x 24 Rasterzellen mit Rasterpunkten einer Grösse von 4x4 Recorderelementen, wobei acht Detektionszonen vorgesehen sind;

Fig. 2C ein photographisches Bild mit mindestens einem Bereich aus unregelmässig geformten Rasterpunkten;

Fig. 2D photographisches Bild als digitale Bildvorlage (Artwork):

Fig. 2E photographisches Bild als Originaldruck,

Fig. 2F photographisches Bild als Druck eines Scans des Originaldrucks, i.e. eine Kopie,

Fig. 3A schematische Darstellung eines Bildes "ohne Inhaltsdarstellung" mit einzelnen Zonen;

Fig. 3B schematische Darstellung eines Bildes mit einzelnen dezidiert angeordneten Zonen;

Fig. 3C schematische Darstellung eines Bildes mit einzelnen dezidiert angeordneten Zonen; Fig. 3D eine weitere Kombination von Zonen mit Rasterpunkten unterschiedlicher Gestaltung mit zwei Flechtstreifen;

Fig. 3E eine weitere Kombination von Zonen mit Rasterpunkten unterschiedlicher Gestaltung mit drei mal zwei Flechtstreifen;

Fig. 3F eine weitere Kombination von Zonen mit Rasterpunkten unterschiedlicher Gestaltung mit einem umlaufenden Zonenrand;

Fig. 4A ein photographisches Bild mit zwei Bildausschnitten regulärer

Rasterpunkte;

Fig. 4B ein photographisches Bild mit zwei Bildausschnitten irregulärer

Rasterpunkte;

Fig. 4C ein photographisches Bild mit einem Bildausschnitt;

Fig. 5A ein photographisches Bild mit einem Bildausschnitt;

Fig. 6A ein digital vorgegebener Rasterpunkt und sein Original-Ausdruck;

Fig. 6B ein Original-Ausdruck eines digital vorgegebenen Rasterpunktes, sein Scan und sein erneuter Ausdruck von dieser gescannten Kopie;

Fig. 7 eine Darstellung der Abbildung von Rasterpunkten durch eine Kamera, insbesondere einer Smartphone-Kamera;

Fig. 8A ein Flussdiagramm des Vergleichsverfahrens basierend auf einer digitalen Druckvorlage und einem Vergleichsausdruck;

Fig. 8B ein Hilfsverfahren zur Verbesserung der Kameraauflösung;

Fig. 9 einen Vergleich der Rasterzellengrösse eines Rasterpunkts gegenüber der Auflösung einer 12MP Smartphone-Kamera und der Anwendung von die Auflösung verbessernden Verfahren;

Fig. 10 drei Gruppen von 2x3 Rasterpunkten, die jeweils eine anders alternierende Folge von Rasterpunkten aufweisen;

Fig. 11 einen Bilderkennungsprozess in drei Ebenen; und

Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Bildes mit einzelnen Zonen und

Finderkanten.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN Die Fig. 1A bzw. Fig. 1 B zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer Rasterpunktform 1 bzw. 4 zur Verwendung im Rahmen eines Druckverfahrens gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und sein Ausdruck als Original bzw. Kopie. Die Rasterpunktform 1 , 4 kann auch als digitale Vorlage bezeichnet werden. Der Rasterpunkt muss eine ausreichende Dimension von beispielsweise 8x8 oder 12x12 haben. Hier wird nun im Zusammenhang mit der Erläuterung der Erfindung bei der Fig. 2A von einer Dimension von 6x6 ausgegangen. Die Fig. 2A zeigt eine schematische digitale Vorlage einer Matrix 7 von 11 x 10 Rasterzellen mit irregulär geformten Rasterpunkten 8 einer Grösse von 6x6 Recorderelementen.

Auswahlkriterien von Rasterpunktformen können beliebiger Natur sein, z. B. auf der Basis von besonderen bzw. unüblichen Rasterpunktdefinitionen in der Raster-Image- Process-Maschine (RIP-Maschine), die im Zuge der Rasterung in der Druckvorstufe zum Einsatz kommt. In diesem Fall ist die Form der Rasterpunkte zwingend mit einem bestimmten Tonwert verbunden. Die Rasterpunktformen können aber auch frei definierbar sein und nur der Regel folgen, dass ein Rasterpunkt bei einem Tonwert einer bestimmten Anzahl von druckenden Recorderelementen (auch Rasterelemente = kleinste druckende Teile von Rasterpunkten), die Form der Rasterpunkt ansonsten beliebig sein kann. Beliebig geformte Rasterpunkte können beim Layout erzeugt werden, wobei der RIP so angelegt ist, dass die vordefinierten Rasterpunkte für die Druckvorlage unverändert übernommen werden. Der Gegenstand dieser Erfindung ist nicht die Kreation der Rasterpunkte an sich, sondern Vorschläge wie mit Hilfe deren ungewöhnlichen geometrische Formen ein Originaldruck auf einfache Weise von einer Kopie dieses Druckes unterschieden werden kann. Entscheidend ist für die Ausführung der Erfindung die Art und Weise wie die speziell gestalteten Rasterpunkte 8 für die Originalitätsprüfung eines Bildes beitragen können. Vorschläge für die Gestaltung von Rasterpunkten an sich sind bekannt, z. B. US 8'456'699 B2 (Wachstum von Rasterpunkten (print dots bzw. clustered dots) aufgrund ausgewählter Rasterelemente (Pixels)).

Bei der vorliegenden Erfindung soll die Verifikation des Originals mit einfachen Mitteln, vorzugsweise einem Smartphone, durchführbar sein. Die Erfindung beschreibt damit quasi einen im Bild integrierten Originalitätsindikator, der von einem Smartphone mit einem entsprechenden Applikationsprogramm erkannt wird. Eine weitere Option ist die Kombination des Originalitätsindikators mit einer eingebetteten Nachricht, was einen weiteren Vorteil der Erfindung darstellt.

Der Originalitätsindikator besteht im Wesentlichen aus einer Ansammlung 7 von vorzugsweise scheinbar willkürlich geformten Rasterpunkten 8. Diese Ansammlung 7 oder Matrix ist auf einer Zone vorbestimmter Grösse an einem vorbestimmten Ort im Basisbild eingebracht. Das Basisbild ist, wie später das Bild 26 aus Fig.4A oder das Bild 33 aus Fig. 4C oder Bild 34 aus Fig. 5A, eine bedruckte Fläche, die für den Betrachter der beispielsweise Verpackung vorgesehen ist. Ausserhalb des Basisbildes befindet sich in der Regel eine unbedruckte Fläche. Das Basisbild 210 aus Fig. 12 hat dagegen einen Rand 213. Es können mehrere Zonen an unterschiedlichen Orten im Basisbild integriert sein. Alle Rasterpunkte im Basisbild ausserhalb der Zonen können eine für den amplitudenmodulierten Rasterdruck (AM-Rasterdruck) übliche Form, beispielsweise rund oder elliptisch, haben, müssen dies aber nicht. Das hier beschriebene Verfahren lässt sich auch auf Mischungen einer frequenzmodulierten (FM) und amplitudenmodulierten (AM) Rasterung anwenden. Die Indikation der Originalität des Drucks lässt sich jedoch naturgemäss nur mit Bildelementen (also solchen Ansammlungen 7) durchführen, die einer erfindungsgemässen AM-Rasterung unterliegen. Die Indikationszonen müssen nicht zwangsweise aus scheinbar willkürlich geformten Rasterpunkten bestehen, können aber auch aus Rasterpunkten konstituiert sein, deren geometrische Form sich signifikant von der Rasterpunktstruktur des Basisbildes unterscheidet, beispielsweise ist es denkbar, dass die Umgebung der Identifikationszone aus runden Rasterpunkten besteht und die Identifikationszone oder Detektionszone aus ausgeprägt elliptisch geformten Rasterpunkten. Der Terminus «scheinbar willkürlich» geformte Rasterpunkte impliziert den Umstand, dass verschieden unregelmässig geformte Rasterpunkte auf verschiedene Weise kreiert werden können. Denkbar ist einerseits eine rein stochastische Berechnung der Zusammensetzung der Rasterpunkte bestehend aus druckenden Rasterelementen bzw. Recorderelementen solange die Anzahl der druckenden Rasterelemente den erwünschten Ton- bzw. Grauwert erzeugen. Andererseits lassen sich die unregelmässig geformten Rasterpunkte auch auf einem systematischen Weg erzeugen; denkbar ist z. B. eine unorthodoxe Parametrierung der Schwellwerte im Raster-Image-Prozess wie in EP-A- 3 686 027 vorgeschlagen.

Die Indikation der Originalität des Drucks lässt sich wie oben ausgeführt, insbesondere nur mit Bildelementen (also solchen Ansammlungen 7 in einer oder mehreren Zonen) durchführen, die einer erfindungsgemässen AM-Rasterung unterliegen. Rasterpunkte im Basisbild ausserhalb der besagten Zonen können eine für den amplitudenmodulierten Rasterdruck (AM-Rasterdruck) übliche Form, beispielsweise rund oder elliptisch, haben, müssen dies aber nicht. Das beschreibt ein Verfahren, bei der eine (bzw. jede) Finderkante zwei Zonen von Bildelementen mit unterschiedlich amplitudenmodulierten (AM) Rasterungen aufweist. Fig. 2B zeigt eine schematische digitale Vorlage einer gedruckten Fläche oder Matrix 9 von 48 x 24 Rasterzellen mit Rasterpunkten einer Grösse von 4x4 Recorderelementen, wobei acht Sonderteilflächen 10 vorgesehen sind. Jede Rasterzelle enthält zwölf druckende Rasterelemente, was einer Farbdeckung von 75% entspricht. Innerhalb der gesamten Fläche befinden sich acht Flächenelemente, Ansammlungen oder Sonderteilflächen 10 bestehend aus 3 x 3 Rasterzellen mit irregulär/asymmetrisch geformten Rasterelementen, wobei die Farbdeckung auf den Teilflächen der Farbdeckung auf der Gesamtfläche entspricht. Mit anderen Worten, jede Sonderteilflächen 10 entspricht der Ansammlung 7 von Rasterpunkten aus Fig. 2A. Fig. 2B erzeugt eine homogene Fläche 9 mit einem Grauwert von 75%, die insgesamt acht Teilflächen 10 mit asymmetrisch gestalteten Rasterpunkten enthalten. In diesem Beispiel enthalten alle acht Teilflächen 10 dasselbe Muster; die Rasterzellen sind also in allen acht Flächenelementen gleich gestaltet. Dies ist nicht zwangsweise nötig; die einzelnen Identifikationszonen können unterschiedlich gestaltet sein. Es ist auch möglich, dass einige Identifikationszonen gleich gestaltet sind und andere einem anderen Muster folgen. Die einzige Regel für die Gestaltung für jede Sonderteilflächen 10 besteht darin, dass die Halbtöne der Bildvorlage nicht verändert werden. Diese Sonderteilflächen 10 haben eine Funktion als Finderzone 19 oder 20 (in Fig. 3A unterschieden als Orientierungs- und Synchronisationsmarkierung) oder als Detektionszone 21. Sie können auch beide Funktionen, also Finderzone 19/20 und Detektionszone 21 vereinen, wenn die Finderkanten 211 , 212 in einer Detektionszone realisiert sind. Die Trennung der Funktionen in verschiedenen Bereichen des Basisbildes kann die Erfassung dieser Sonderteilflächen 10 durch das von einer Kamera aufgenommenen Bild 26, 33, 34 oder 210 beschleunigen, wenn mehrere solcher Flächen bestehen, da dann schneller eine erste solche Fläche identifizierbar ist. Beispiele für Finderkanten 211 , 212 sind in Fig. 2B eingezeichnet.

Vorteilhafterweise unterscheiden sich die Sonderteilflächen 10 hinsichtlich ihrer Rasterstruktur von der des umgebenden Basisbildes 210. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Sonderteilfläche Detektionszone 10 nur einen Teil der mit asymmetrisch gestalteten Rasterpunkten bedruckten Fläche ausmacht und nur die eine oder mehrere Finderzonen 19 oder 20 mit z.B. symmetrischen Rasterpunkten versehen sind. Unter kurzer Bezugnahme auf Fig. 3A wird festgestellt, dass das angrenzende Basisbild 210 eben die Rasterung der Detektionszone 21 haben kann. Wesentlich ist, dass mindestens zwei nicht parallele Finderkanten 211 und 212 existieren, die nicht notwendigerweise derselben Finderzone 19 oder 20 zugeordnet sind. Diese zueinander nicht parallelen Finderkanten 211 und 212 zeichnen sich dadurch aus, dass die Rasterstruktur innerhalb der Finderzone 19 oder 20 sich von der Rasterstruktur ausserhalb der Finderzone 19 oder 20, also im angrenzenden Basisbild 210 unterscheidet, wobei es möglich ist, dass die Detektionszone 21 an eine oder mehrere Finderzonen 19, 20 angrenzt. Die Finderkanten 211 und 212 können Seitenkanten einer Finderzone 19, 20, 190 sein, sie können auch verschiedenen Finderzonen 19, 20 ,190 zugeordnet sein. Es können auch mehrere Finderkanten 211 , 212 vorhanden sein, wie in Fig. 3A durch einen Verweis auf einen Rand von zwei Zonen 20 und mit gestrichelten Linien auf zwei Kanten von einer Zone 19 und einer weiteren Zone 20 gezeigt wird. Vorteilhaft ist dabei die Feststellung der Länge von mindestens einer Finderkante 19, 20, 190. Daraus ergibt sich dann, dass aus der Analyse verschiedener Kanten die Finderzone in ihren Dimensionen bekannt ist. Es sollte mindestens eine Länge einer Finderkante bekannt sein. Insofern stehen hier die gestrichelten Linien in Fig. ,3A (und den anderen Figs.) nur beispielhaft für den von der Finderzone abgedeckten Bereich. Die hier als überstehend angedeutete gestichelte Linie zeigt nur die Ausrichtung, die Finderkante ist nur die von der Finderzone berandete Strecke (Strecke im mathematischen Sinn, was die Länge und ungerichteter Vektor in Bezug auf die Lage im 2D-Raum).

Die Bedingung der Nicht-Parallelität der Finderkanten 211 , 212 zueinander kann man auch als sich schneidende Finderkanten bezeichnen. Dieser Schneidepunkt kann beispielsweise als Eckpunkt einer Finderzone 19 in der Auswertung bestehen, obwohl die Bildauswertung diesen Schneidepunkt nicht als Eckpunkt einer Finderzone einzusetzen braucht. Dieser Schnittpunkt bei nicht zueinander parallelen Geraden kann ausserhalb des Bildes / Druckes liegen, da es hier auf eine Strecke, insbesondere Länge neben der Ausrichtung, dieser Finderkante ankommt und nicht auf die Aufnahme des Schnittpunktes selbst. Trotzdem ist eine Orthogonalität der Finderkanten 211 , 212 zueinander bevorzugt. Da damit die Feststellung der Position, Begrenzung und Ausrichtung der Detektionszone 21 vereinfacht wird. Neben der direkten pixelgenauen Bestimmung der Detektionszone 21 aus den Finderkanten 211 , 212 können auch zuerst eine oder mehrere Finderzonen ermittelt werden, um basierend auf diesen dann die Detektionszone 21 festzustellen. Im Extremfall gibt es nur die Detektionszone 21 , von deren Rändern zwei als Finderkanten eingesetzt werden.

Fig.2C zeigt schliesslich ein fotografisches Bild 11 mit mindestens einem Bereich 12 aus unregelmässig geformten Rasterpunkten. Dieser Bereich 12 entspricht hier einer Detektionszone. Es könnte ggf. auch eine Finderzone 19 oder 20 sein.

Die Veränderung der digitalen Bildvorlage (Artwork) über den Originaldruck hin zum Druck eines Scans des Originaldrucks, also die Kopie, demonstriert Fig. 2D für das Beispiel eines Porträtbilds in den Versionen des Artworks bzw. der digitalen Bildvorlage 13, des Originals 14 und dessen Kopie 15 als Scan des Originaldrucks 14, wobei jeweils ein vergrösserter Ausschnitt über 12 x 8 Rasterpunkte vom rechten Auge 16, 17 bzw. 18 des dargestellten Porträts den Verlust der vorgegebenen Formgebung nochmals deutlich dokumentiert.

Fig. 3A zeigt nun eine schematische Darstellung eines Bildes "ohne Inhaltsdarstellung" mit einzelnen Zonen 19, 20 und 21. Die Funktionen der Identifikationszonen können verschiedener Natur sein. Insbesondere sind Finder- oder Startmarkierungen 19, die die Position, Begrenzung und Ausrichtung des Basisbildes kennzeichnen, zu unterscheiden von Markierungen, die der Entzerrung des Bildes dienen. Mit Hilfe solcher Markierungen (Alignment Marker) 20 können Dehnungen, Stauchungen, innere Verdrehungen des Bildes rechnerisch korrigiert werden, damit eine robuste optische Analyse des Bildes auf mikroskopischer Ebene möglich wird. Diese Markierung sind als Hilfszonen zu verstehen, deren Aufgabe es ist, das Bild gewissermassen passend für die Bildanalyse vorzulegen. Sie erschliessen sich aufgrund der mikroskopischen Struktur nicht dem unbewaffneten menschlichen Auge, sind jedoch mit Hilfe optischer Hilfsmittel als solche zu erkennen. Die Zonen werden hier allgemein Finderzonen 19/20 genannt. Sie müssen nicht am Bildrand liegen. Es ist gerade auch Ziel der Erfindung mit dem Druckverfahren Finderzonen 19/20 zu erzeugen/drucken, die durch das Verfahren auffindbar sind, aber eben für den unbefangenen Betrachter nicht als Finderzone sichtbar sind.

Die Identifikationszone 21 oder Detektionszone, die zur Prüfung der Originalität des Druckes herangezogen wird, die den eigentlichen Originalitätsindikator umfasst, befindet sich an einer ausgewählten Stelle im Bild und wird punktgenau analysiert. Die Position der Identifikationszone 21 bzw. des Originalitätsindikators kann fix vorgegeben werden oder auch kodiert in den Findermarkierungen vorliegen. Die Zonen 19, 20 und 21 können auch angrenzend benachbart zueinander liegen. Der als das umgebende Bild 210 bezeichnete Bestandteil kann denselben Rasterdruck wie die Detektionszone 21 haben, muss es aber nicht. Wesentlich ist die Existenz von mindestens zwei nicht parallel zueinander ausgerichteten Finderkanten 211 und 212, die den Rand einer oder mehrerer Finderzonen darstellen.

Dabei bedeutet Finderkante 211 , 212 nicht nur die hier als Hilfslinie eingezeichnete Linie sondern die Existenz von entlang einer Strecke bestehenden nebeneinander liegenden Reihen von unterschiedlichen Rasterpunkten, wobei der Unterschied zwischen den Rasterpunkten der nebeneinander liegenden Reihen ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend symmetrische Rasterpunkte gegenüber asymmetrische Rasterpunkte, vorbestimmte unterschiedliche Rasterwinkel, AM-Modulation gegen FM-Modulation. Gegebenenfalls können die Aufgaben von Finder-, Alignment Marker und Originalitätsindikator kombiniert werden. Eine solche Möglichkeit ist zum Beispiel die Fig. 3B mit einer schachbrettartigen Abdeckung des Bildes mit Zonen mit asymmetrischer 22 und symmetrischer 23 Rasterpunktstruktur im Wechsel sowohl horizontal und vertikal. In Anlehnung an den schachbrettartigen Wechsel von Zonen mit regelmässig und unregelmässig geformten Rasterpunkten, lassen sich Bilder darstellen, die von einer Vielzahl einen grossen Teil oder das ganze Bild überdeckenden Zonen unterschiedlicher Rasterpunktformen aufgebaut ist. Beispielsweise können ausgehend von zwei unterschiedlichen Rasterpunktformen Zonen mit standardmässig runden Rasterpunktformen 23 den Wert «0» zuordnen, während Zonen mit unsymmetrisch aufgebauten Rasterpunktformen 22 den Wert»1» erhalten. In diesem Ausführungsbeispiel ist es erforderlich, die Grösse einer Zone auf einen Wert zu normieren, dessen Vielfaches die Grösse von allen Rasterzonen beschreibt; als Ergebnis entsteht der Bit Code 24, entstanden aus der Zuweisung einer Teilfläche mit einer Standardgrösse, beispielsweise aus 100 x 100 Rasterpunkten, wobei eine Teilfläche 22 einer 1 entspricht und eine Teilfläche 23 einer 0. Fig. 3C zeigt eine Umsetzung eines weiteren Beispiels mit nebenstehender Bitfolge 25. In den Beispielen gemäss Fig. 3B bzw. Fig. 3C ist die Parität beider Zonentypen gleich, d. h. die Zahl der als Quadrat dargestellten normierten Flächenelemente ist für beide Rasterpunktformen ist in beiden Zeichnungen gleich hoch (jeweils 35 Flächenelemente für jede Rasterpunktform). Es sind auch andere Paritätswerte denkbar, beispielsweise 40 Flächenelemente mit asymmetrischen Rasterpunkten und 30 mit symmetrischen Rasterpunkten. Neben der speziellen Gestaltung der Rasterpunktformen an sich, die für die Originalitätsprüfung herangezogen werden kann, bietet die Verteilung der Zonen demnach die Möglichkeit einer versteckten Kodierung, wobei die Parität einen zusätzlichen Kennwert darstellt, der die Information hinter der versteckten Kodierung ergänzt. Eine weitere Option dieses Ausführungsbeispiels beruht auf einer Zusammensetzung des Basisbildes aus Zonen drei und mehr verschiedenen Rasterpunktformen, beispielsweise rund, kreuzförmig und irregulär, um auf diese Weise eine höhen Informationsdichte durch die Zonenkodierung erreichen zu können.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 3B kann eine Finderzone 190 beispielsweise die Zone 22 mit asymmetrischen Rasterpunktformen sein, an die eben hier an den Finderkanten 211 und 212 jeweils eine Zone 23 mit symmetrischen Rasterpunktformen angrenzt. Bei der Ausgestaltung nach Fig. 3C ist eine andere Finderzone 190 beispielsweise die Zone 23 mit symmetrischen Rasterpunktformen vorgesehen, an die eben hier an den Finderkanten 211 und 212 jeweils eine Zone 22 mit asymmetrischen Rasterpunktformen angrenzt. Wesentlich ist für das Erkennungsverfahren die Randerkennung durch sich ändernde Rasterpunktformen, ohne dass dies im Bild erkennbar ist.

Wesentlich dafür ist ein Grauwert im Bereich von 20% bis 80%, oder bei einem Farbdruck ein entsprechender Halbtonwert der Druckfarbe, insbesondere 25% bis 75%, damit der Unterschied im Rasterpunkt zwischen symmetrisch und asymmetrischen Punkten auf Recorderelementebene für die Bildauswertung erkennbar ist. Bei einem höheren bzw. niedrigeren Wert wird eine solche Finderkante 211 , 212 immer mehr zu einem gewöhnlichen Rand, der auch vom unbewaffneten Auge als solcher erkennbar ist, da dann nicht mehr der Übergang von asymmetrischen zu symmetrischen Rasterpunktelementen erkennbar ist, sondern ein Bildbestandteil einen Rand umfasst. Allerdings ist auch dann eine Finderkante vorhanden, wenn zum Beispiel auf der einen Seite der Finderkante asymmetrische Rasterpunkte und/oder ein bestimmter Rasterwinkel vorgesehen ist, üblicherweise in mehreren Reihen nebeneinander, und auf der anderen Seite ein 80% zu 100% Grauwertdruck vorgesehen ist, gegebenenfalls in einer Farbe, ebenfalls in mehreren Reihen. Denn eine symmetrische Rasterpunktverteilung mit einem Grauwert von 100% entspricht einem gedruckten Rand.

Weitere Ausführungsformen für eine Kombination von Zonen mit Rasterpunkten unterschiedlicher Gestaltung zeigen die Abbildungen Fig. 3D, 3E und 3F, wobei dieselben Bezugszeichen 22 und 23 für die Bereiche mit einer bestimmten Rasterpunktform verwendet werden. Dies gilt auch für die sonstigen Bildbestandteile 210 und die Finderkanten 211 und 212. Als Beispiel ist in Fig. 3D die linke obere Ecke als Finderzone 190 mit symmetrischen Rasterpunkten definiert, wobei zwei Finderkanten 211 und 212 an zwei Streifen 23 von asymmetrischen Rasterpunkten stossen. Der Bereich 21 im unteren horizontalen Streifen 22 mit asymmetrischen Rasterpunkten ist als Detektionszone vorgesehen. Die sonstigen Bildbestandteile 210 sind die weiteren Bereiche des Bildes. Es können aber auch weitere Finderkanten (hier nicht eingezeichnet) vorgesehen sein, um die Doppelkreuzstruktur der Streifen 22 mit asymmetrischen Rasterpunkten für eine schnellere Bilderfassung zu verwenden. Bei der Fig. 3E ist der obere Teil des zweiten Streifens 22 mit asymmetrischen Rasterpunkten mit den entsprechenden Finderkanten 211 und 212 eine Finderzone 190 und der Zwischenteil des ersten vertikalen Streifens von links zwischen den beiden horizontalen Streifen die Detektionszone 21. Für den Fachmann sind leicht weitere Finderzonen und Detektionszonen in den Ausführungen von Fig. 3D und 3E einbaubar. Die Streifen 22 und 23 müssen auch nicht senkrecht aufeinander stehen, aber die Finderkanten 211 und 212 sind bei einer senkrechten Konfiguration einfacher feststellbar. Der Begriff Finderkante steht jeweils für eine Gruppe von mindestens einer, besser mehrere Reihen von Rasterpunkten auf beiden Seiten dieser virtuellen Finderkante, wobei die "Reihe" bei unterschiedlichen Rasterwinkeln zumindest auf einer Seite, ggf. auf beiden Seiten, nicht parallel zur Finderkante sondern in einem Winkel dazu steht.

In Fig. 2B sind acht Bildflächen 10 mit jeweils 3x3 Rasterzellen dargestellt. Im äussersten Fall kann eine Identifikationszone 21 auch aus einem einzigen Rasterpunkt bestehen. In der Fig. 10 werden beispielsweise drei Gruppen von 2x3 Rasterpunkten unterschiedlicher Gestaltung (regulär versus irreguläre) dargestellt, die jeweils eine anders alternierende Folge von Rasterpunkten aufweisen. Regelmässig geformte Rasterpunkte 73 wechseln sich mit solchen mit einer markanten Form 74 unmittelbar ab. Ein Artwork gemäss der Fig. 10 stellt über das gesamte Dokument ein bekanntes Muster von regelmässigen Rasterpunkten bereit, das bei der Bildanalyse als solches digital wiedererkannt werden kann und eine präzisere Analyse der irregulär geformten Rasterpunkte erlaubt.

Die Fig. 4A zeigt ein photographisches Bild 26 mit zwei vergrösserten Bildausschnitten 27 und 28. Die Abbildung Fig. 4A hat eine verhältnismässig niedrige Auflösung von 40 Linien / cm. Höhere Auflösungen, wie z. B. 100 Linien / cm, sind auch ohne weiteres für das erfindungsgemässe Verfahren möglich. Im Offsetdruck stellt eine Auflösung von 80 Linien / cm einen guten Wert für ein photographisches Bild dar, während solche von 100 Linien und mehr für eine exzellente Qualität stehen. In Fig. 4A wurde eine verhältnismässig niedrige Auflösung verwendet, um die Rasterstruktur besser demonstrieren zu können. Fig. 4A ist ein photographisches Bild 26, das aus runden Rasterpunkten aufgebaut ist wie die vergrösserten Ausschnitte 27 und 28 zeigen. Demgegenüber zeigt Fig. 4B dasselbe Bild wie Fig. 4A mit einem anderen Bildaufbau 29 aus unsymmetrischen Rasterpunkten wie in den Ausschnitten 30 und 31 zu erkennen. Fig. 4C ist ein Bild 33 bestehend aus runden Rasterpunkten mit einem kleinen Ausschnitt in der linken unteren Ecke 32, der aus asymmetrischen bzw. irregulären Rasterpunkten aufgebaut ist. Dieser vergrösserte Ausschnitt 32 aus dem gerasterten Bild, dass im insgesamt im überwiegenden Mass aus runden Rasterpunkten besteht, jedoch im Bereich des Ausschnittes fast nur aus irregulär geformten Rasterpunkten, hat hier einen schmalen Rand einer Reihe von runden Rasterpunkten in der Ausschnittsvergrösserung, was auf die (andere) Rasterung des Gesamtbildes hinweist. Ein Ausschnitt von dieser Grösse und Position kann z. B. als Startmarkierung für eine Bildanalyse genutzt werden. Dazu hat dann die Fig. 4C wie die Fig. 4B mindestens einen Ausschnitt als Detektionszone 21 , der hier im Bereich der Wiese eingezeichnet ist. Dieser Bereich 21 besteht dann wie der Bereich 190 aus asymmetrisch aufgebauten Rasterpunkten. In der Fig. 4C kann diese Detektionszone auch die hier einzige Finderzone 190 sein. Dann ist dieser Bereich 190 zugleich Finderzone und Detektionszone.

Mit anderen Worten zeigt der Ausschnitt 32 der Fig. 4C eine Finderzone 190, die über zwei senkrecht zueinander stehenden Finderkanten 211 und 212 verfügt, wobei die Finderzone 190 aus asymmetrisch gebildeten Rasterpunkten besteht und damit mit seinen Kanten 211 und 212 an das übrige Bild 210 angrenzt, welche zumindest in den dargestellten drei Reihen neben der Finderzone 190 aus symmetrisch ausgebildeten Rasterpunkten besteht.

Die Rasterwinkel aller Bilder Fig. 4A bis 4C sowie in den Ausschnitten dazu betragen jeweils 0°. Es ist denkbar, die Rasterpunkte in Basisbild als auch in den Ausschnitten durch verschiedene Rasterwinkel darstellen, z. B. ein Rasterwinkel von 0° für symmetrischen und ein Rasterwinkel von 60° für asymmetrische Rasterpunkte. Es ist auch denkbar, das gesamte Bild mit Ausnahme der Detektionszone durch symmetrische Rasterpunkformen darzustellen, wobei sich das Basisbild und die Ausschnitte der Finderzonen 19, 20, 190 nur durch unterschiedliche Rasterwinkel unterscheiden. Es kommt auf den Unterschied an, der dadurch definiert ist, dass das Rastersysteme sich in der Finderzone 19, 20, 190 von dem im Basisbild 210 unterscheiden muss. Der Unterschied der Rasterwinkelsysteme ist ausreichend, um die Finderkanten 211 und 212 bei gleicher Rasterpunktform zu unterscheiden, wobei aber die Unterschiede dem unbewaffneten Auge eher auffallen können. Sofern unterschiedliche Rasterwinkel zwischen Basisbild und kodierenden Bildteilen zur Differenzierung herangezogen werden, ist eine besondere Beurteilung angebracht, da sich Bildelemente mit anderen Rasterwinkel sich sichtbar vom Basisbild abheben können. Dies ist bei Graustufenbildern mit niedriger Auflösung erfahrungsgemäss der Fall, wobei bei Farbbildern zusätzlich eine Änderung der Farbwirkung entstehen kann, da diese stets auf Rasterwinkel abgestimmt wird und es bei einem Wechsel des Rasterwinkel zu einer sichtbaren Diskontinuität kommen kann. Die Auffälligkeiten sind jedoch u. a. vom Motiv und den ausgewählten Bildausschnitten abhängig.

Fig. 5A zeigt ein ursprünglich farbiges Bild 34, bei der ein gelbes Objekt 134 in einem im wesentlichen blauen Hintergrund 135 eingebettet ist. Dabei bedeutet "Hintergrund", dass der Betrachter das Objekt 134 vor diesem Hintergrund sieht. Drucktechnisch ist dieser Hintergrund 135 aber durch die Rasterpunkt-Druckelemente 136 dominiert, die den zeitlich letzten, also den "Vordergrund" Druckauftrag betreffen. Es ist somit hier eine Grauwert-Darstellung eines Farbbildes, das im Hintergrund aus einem Cyan- und Magenta-Raster besteht, sowie zusätzlich aus einem Gelb-Raster im Bereich des Motivs (Taube). Die Offenbarung bezieht sich auf die Farbdarstellung, wobei das Cyan- Raster die oberste Schicht bildet und die baumartige Form der Cyan-Rasterpunkte 136 in der Vergrösserung des Bildausschnittes gut erkennbar ist.

Der Vorteil einer Vorgehensweise hinsichtlich der Änderung der Farbräume ist die leichtere Erkennbarkeit durch ein bildaufnehmendes System, insbesondere bei niedrigen Auflösungen. Das oben vorgestellte Prinzip der Unterscheidung von Rasterpunktformen eines Basisbildes von Rasterpunktformen bestimmter anderer Bildteile bestehend aus Rasterpunkten anderer Geometrie wird im Zusammenhang mit Fig. 5A dargelegt. Das dargestellte Bild 34 ist ausserhalb des Motives des stilisierten Vogels zusammengesetzt aus den Farben Magenta und Cyan, wobei Cyan die obenliegende Farbschicht ist. Die darunter liegende Farbschicht besteht aus einem Magenta-Linienraster 137. Das Bild des Vogels enthält noch zusätzlich Gelb als unterste Farbschicht, deren Rasterpunkte sich im Hinblick auf eine Bildanalyse weniger gut anbieten. Es zeigt sich, insbesondere im Ausschnitt 35, dass die zuoberst liegende Schicht, Cyan, eine deutlich auf mikroskopischer Ebene sichtbare eigenständige Geometrie der Rasterpunkte aufweist (hier im Wesentlichen Rasterpunkte, die unregelmässig geformt aussehen). Weitere Vergrösserungen des Ausschnitts 35 in Fig. 5B mit den Bezugszeichen 35a, links, und 35b, als Teil von 35a rechts, gekennzeichnet - demonstrieren deutlich die eigenständige Form der Cyan- Rasterpunkte, wobei einzelne mit dem Bezugszeichen 136 bezeichnet sind, wobei der Klarheit halber neben dem Ausschnitt der Grauwertdarstellung 35a in einem gesonderten Ausschnitt 35b eine Konturzeichnung der Cyan-Rasterpunkte 36 dargestellt ist. Mit anderen Worten, die Rasterpunkte mindestens einer Farbe aus mehreren Farbschichten weist die eigenständige Geometrie auf.

Der Ausdruck eines Scans von diesem Druck wird eine weitere Verformung der obenliegenden (= der zuletzt gedruckten Farbschicht) Rasterpunkte aufweisen und damit mit Hilfe von digitalen Bildaufnahmegeräten in Verbindung mit dedizierter Software als Kopie erkannt. Der Originaldruck selbst wird aus einer digitalen Bildvorlage hergestellt und entwickelt sich im Zuge des Druckvorgangs aufgrund der Einflüsse des Druckverfahrens, der Färb- und Medieneigenschaft in berechenbarer bzw. vorbestimmbaren Art und Weise zu einem Ausdruck, der einem Fingerabdruck gleich das Original darstellt.

Die Druckschritte, die bei der Erfindung zu den Ergebnissen "Original" und "Kopie" führen, lassen sich im Prinzip als Prozess beschreiben, bei dem, beispielhaft in Fig. 6A und Fig. 6B dargestellt, eine vorgegebene klar umrissene Figur 37, ein Rasterpunkt, bei einem Druck in ihrer Gestalt zu einem Druckpunktoriginal 38 verwischt wird und nach einem Scan dieses Druckpunktoriginals 38 in ein neues digitales Rasterbild 39 überführt wird, welches nach erneutem Druck in der entstandenen Kopie 40 eine weitere Weichzeichnung erfährt. In einem ersten Schritt zur Erkennung des Originaldrucks ist es von Vorteil , wenn das Ausmass der Konturauflösung der Rasterpunkte der digitalen Vorlage auf der Basis eines mathematischen Modells vorausgesagt werden kann, um damit einen bildanalytischen Vergleich mit einem Smartphone durchführen zu können.

Unter der digitalen Vorlage sind die Rasterdaten für die Druckformherstellung zu verstehen, z.B. die Dateien für den Laserbelichter beim Offsetdruck. Die entsprechenden Dateien beinhalten alle Daten über den Aufbau aller Rasterpunkte eines Farbauszugs des zu druckenden Bilds. Idealerweise besteht jeder Rasterpunkt aus Gruppen quadratischer Pixel, die jeweils in ihrer Gesamtheit einen Rasterpunkt ergeben. Die Übertragung der Druckfarbe auf das Druckmedium, beispielsweise einen gestrichenen Karton, ist ein physikalischer Prozess, bei dem diverse Einflussfaktoren beruhend auf den rheologischen Eigenschaften der verwendeten Farbe und Eigenschaften des Druckmediums sowie der Verfahrensführung, z. B. der Menge des Farbauftrags, unter anderem zu einer Verformung des Rasterpunktes führen.

Die Verformung eines Rasterpunktes unter gegebenen Druckbedingungen lässt sich mit einer Punktspreizfunktion (engl. point spread function, PSF, auch blur kernel genannt) beschreiben. Bekannte Punktspreizfunktionen beruhen z. B. auf einer zweidimensionalen Gaussverteilung (engl. gaussian smoothing) oder einer Mittelwertbildung von benachbarten Pixeln (engl. mean filtering). Eine Punktspreizfunktion beschreibt das Druckbild in Abhängigkeit von allen wesentlichen Druckparametern, insbesondere zu nennen das Fliess- und Trocknungsverhalten der Farbe, die Farbaufnahme des Mediums und die Prozessführung. Es ist von Vorteil das mathematische Modell 48 für die Weichzeichnung der Rasterpunkte für vorgegebene Druckbedingungen zu trainieren 49. Die vorgegebenen Bedingungen sind z. B. die verwendete Kartonsorte, die Farbe und Vorgaben für die Führung der Druckmaschine, beispielsweise den Farbauftrag. Es ist insbesondere von Vorteil, wenn das mathematische Modell für jedes Sujet, beispielsweise Bildmotiv auf einer Originalverpackung für ein bestimmtes Markenprodukt trainiert wird. Ein solchermassen trainiertes Modell 50 für die Rasterpunktverbreiterung auf einer Originalverpackung, die mit einem für das Modell zertifizierten Druckprozess erzeugt wurde, dient vorteilhafterweise als Standard für Verifizierung der Originalität einer Verpackung, die mit einem geeigneten Bilderfassungsgerät (Smartphone) und einer dedizierten Software jederzeit und an jedem Ort durchgeführt werden kann. Fig. 6A demonstriert beispielhaft die Aufweitung und Verformung eines Rasterpunktes durch den Druckprozess bei der Herstellung des Originaldrucks.

Für das Authentisieren werden an das bildaufnehmende System hinsichtlich Hardware und Aufnahmeverfahren Anforderungen gestellt, die eine Auflösung bis auf die Grösse eines Rasterelementes, also des kleinsten druckenden Teils eines Rasterpunktes, ermöglichen. Ein nach dem Offset-Verfahren gedrucktes Bild gilt als hochwertiger Druck, wenn das Raster eine Frequenz von 80 Linien pro Zentimeter oder feiner aufweist. 80 Linien/cm entsprechen einer Grösse von 15.6 pm für ein Rasterelement. Es lässt sich zeigen, dass die Erfassung eines Rasterelementes dieser Grösse mit einer herkömmlichen Smartphone-Kamera mit einer Aufnahme nicht bewerkstelligt werden kann. In der Fig. 7 sind die Abbildungsverhältnisse einer Kamera bezüglich eines aufzunehmenden Bildes dargestellt. Beispielsweise kann ein Sensor 45 der Grösse 1/1.8 Zoll mit einem Seitenverhältnis von 4 zu 3 eine Auflösung von 9310 x 7000 Pixeln bzw. 65 Megapixel erreichen. Dabei sind für den Sensor zur Vereinfachung in Fig. 7 nur Zeilen dargestellt. Das sind Werte, die ein Oberklassen-Smartphone nach derzeit neuestem Stand der Technik erreichen kann. Setzt man weiterhin voraus, dass eine Smartphone-Kamera einen gewissen Abstand 43 zum zu prüfenden Druckmedium 41 haben muss, um ein scharfes Bild von dem zu analysierenden Bildausschnitt 42 zu erzeugen, beispielsweise 130mm x 98mm, so läuft diese Auflösung auf einen Pixelabstand (Pixel pitch) von ca. 14 pm hinaus. Ein solcher Pixelabstand ermöglicht eine Grösse von 0.112mm für eine Rasterzelle, sofern diese aus einer Matrix von 8 x 8 Rasterelementen besteht. Eine Rasterzelle dieser Grösse erlaubt eine Rasterfrequenz von 90 Linien/cm, die für einen hochwertigen Offsetdruck oder einen hochauflösenden Flexodruck ausreichend ist. Diese sind bevorzugten Verfahren für den Verpackungsdruck. Die bildtechnische Aufnahme einer Rasterfrequenz von 90 Linien/cm ist jedoch nicht mit einem Sensor der gleichen Pixelfrequenz möglich. Gemäss des Nyquist-Shannon-Theorems muss die Abtastfrequenz mindestens dem Doppelten der Bildfrequenz entsprechen. Diese Bedingung der Signaltheorie gemäss oben genanntem Beispiel läuft auf eine Spezifikation von 18’620 x14’000 entsprechend 260 Megapixel hinaus. Das ist ein Wert, der von derzeit üblichen Kameras im Smartphone-Format nicht erreicht wird. Eine Grösse von ca. 100 Megapixel stellen für kommerzielle Kamerasysteme noch einen Grenzwert dar. Bei handelsüblichen Smartphones der Mittelklasse, die überwiegend beim Konsumenten verwendet werden, sind 12 Megapixel üblich. Damit ist es ausgeschlossen, eine optische Analyse von Rasterpunktformen mit Hilfe einer klassischen Bildaufnahme mit einem einfachen Smartphone vorzunehmen. Die Grenzen der Auflösung der Kameras von Mobiltelefonen treffen nicht auf dedizierte Kamerasysteme mit hochauflösenden Vollformat- und Mittelformatsensoren in Verbindung mit Makroobjektiven bzw. Reproobjektiven mit dem Abbildungsverhältnis von 1zu1 oder grösser zu. Diese verfügen teilweise über Auflösungen von 60 Megapixel bis 100 Megapixel, was beim Abbildungsverhältnis von 1zu1 zu Pixelabständen von weniger als 4 pm führt.

Als bildaufnehmende Geräte werden diese Smartphones für eine bevorzugte erfindungsgemässe Bildanalyse eines gerasterten Bildes mit solchen typischerweise 12M Pixel-Smartphonekameras hingegen mit der Unterstützung von Superauflösung (Super Resolution) und/oder mathemischen Entfaltungsverfahren (Deconvolution) eingesetzt, die u. a. auch für Anwendungen in der Astronomie und für Mikroskop-Aufnahmen verwendet werden. Super Resolution gehört seit Langem zum Stand der Technik (siehe z. B. Borman et al, Super-Resolution from Image Sequences, Department of Electrical Engineering, University of Notre Dame, 1998). Für eine Bildverbesserung auf der Basis der Super Resolution ist Software für den Konsumenten und weniger professionellen Anwendungen verfügbar wie, z. B. Chasy Draw IES oder Topaz Gigapixel AI.

Bei Superauflösungs- und Entfaltungsverfahren, siehe z.B. "Pragmatic Introduction to Signalprocessing, Tom O’Haver, Department of Chemistry and Biochemistry, The University of Maryland at College Park; abrufbar unter https://terpconnect.umd.edu/~toh/spectrum/TOC.html, werden im Wesentlichen mehrere Bilder verwendet, die unter Bedingungen aufgenommen wurden, die in etwa ähnlich sind, sich jedoch in einer oder mehreren dieser Bedingungen nur geringfügig oder mäßig unterscheiden. Aus diesen Unterschieden werden Informationen über die Feinauflösung abgeleitet. Ziel eines solchen Verfahrens könnte entweder ein hochauflösendes Bild oder die direkte Messung hochpräziser Eigenschaften auf einem Bild mit niedriger Auflösung sein. Szeneninhalt, Fokus, Belichtung, Position und Bewegung des Smartphones wirken sich auf das Ergebnis dieser Methoden aus.

Wie in Fig. 9 dargestellt, resultiert aus der Rasterfrequenz die Grösse einer Rasterzelle 66, die beispielsweise bei einer Frequenz von 90 Linien/cm im Fall einer Rasterzelle von 8 x 8 Rasterelementen auf eine Grösse von 14 Mikrometer hinausläuft. Die Auflösung des Bildaufnahmechips eines Smartphones 67 mit einer Auflösung von 65 MP beträgt etwa 14 Mikrometer, was für Abtasten bzw. Sampling einer gleich grossen Rasterelementgrösse nicht ausreicht. Für das Sampling wäre eine Auflösung erforderlich, die einem Pixelpitch des Sensors von 7pm entspricht, was mit dem Quadrat 68 angedeutet ist.

Ein Superauflösungsverfahren erreicht im Allgemeinen Fall eine 2-4fache Auflösungserhöhung, was im Fall eines 12-Megapixel-Bildeauf auf etwa 9 Mikrometer für das Sampling eines Rasterelements hinausläuft 69. Entfaltungsmethoden entsprechen einem ähnlichen Ansatz, gehen jedoch von sehr unscharfen Bildern aus, die aus geringerer Entfernung aufgenommen werden. Ein kombinierter Einsatz von Superauflösung und Entfaltung kann im Vergleich zu einer normalen Aufnahme aus der üblichen minimalen Nahgrenze zu einer 8-fachen Erhöhung der Samplingfrequenz führen und so etwa 4 Mikrometer Auflösung 70 erreichen, um die Punkteigenschaften zu messen. Es kann also je nach verwendetem oder zu verwendendem Kameramodell der Vergleich direkt durchgeführt werden, nach Anwendung eines Superauflösungsverfahren und/oder nach Anwendung eines Entfaltungsverfahrens.

Basierend auf diesem Ansatz, dass es bei einer Reihe von Kameras, insbesondere von Smartphones, notwendig ist, eine Qualitätsverbesserung einzusetzen, die eine höherer Auflösung zeitigt, wird hier die Authentifizierung eines Bildes mit Hilfe einer kurzen Videosequenz bzw. einer Serie von Einzelaufnahmen dieses Bildes, beispielsweise ausgeführt von einem Smartphone mit einer 12 Megapixel-Kamera, unter Verwendung eines geeigneten Super Resolution Algorithmus 56 ermöglicht. Ein Sensor eines üblichen Smartphones in Verbindung mit einem Super Resolution Algorithmus reicht dafür aus. Alternativ oder zusätzlich kann man auch ein Dekonvolutionsverfahren einsetzen, welches beispielsweise in Matlab und Octave integriert ist.

Der Ausgangspunkt jedes dieser Verfahren ist die Erfassung mehrerer Bilder mit einigen festen Parametern wie die Auflösung und die Lichtausbeute, wobei einige Parameter nicht beeinflussbar bzw. unbekannt sind. Zuerst wird die Position des Smartphones durch eine Führung mit der Hand vorgegeben, das zu einer Bewegung in X- , Y- oder Z-Richtung mit einer Geschwindigkeit von einigen mm/s führt, was zu einem Versatz von 60 pm für eine Bewegung von 1-2 mm / s führt bzw. einer Bewegung von 1-3 Pixel / s in der Bildebene. Auch das Umgebungslicht hat einen Einfluss, insbesondere einige Arten von Neonlicht. Die resultierenden Bilder unterscheiden sich daher geringfügig aufgrund einer geringen Verschiebung und der Lichtbedingungen. Über die Verschlusszeit kann es zudem auch zu Verwacklungen und damit zu Unschärfe kommen.

Die Fig. 8A zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Feststellung einer Kopie ohne Berücksichtigung der Hilfsverfahren zur Erhöhung der Auflösung (also insbesondere der oben genannten Super Resolution- und/oder Deconvolution-Verfahren), ausgehend vom Artwork (d.h. der digitalen Vorlage) 46, das in der Druckvorstufe erzeugt wurde. Aus diesem Artwork 46 wird ein weichgezeichnetes Modell 48 entwickelt, das mit den Daten des Drucksubstrates (Karton, Papier, etc.), der Druckfarbe, Druckführung, etc. parametriert und, optional, mit Originaldrucken bzw. Druckfahnen trainiert wird, um eine optimierte Version des ursprünglichen Modells 48 zu erhalten. Das trainierte Modell 50 stellt gegenüber dem nicht trainierten Modell 48 eine bessere Vergleichsgrundlage (Matching Template) für eine robustere Bildanalyse eines gewählten Ausschnittes des zu prüfenden Druckbildes dar. Ein Matching 53 von Template und dem Datensatz des zu authentisierenden Bild führt nach Anwendung einer Qualitätsmatrix 54 zur Aussage «Original» oder «Kopie».

Das Matching Template 52, das quasi eine normierte Version des Originaldruckes darstellt, kann beispielsweise formal durch Knotenpunkte und Kanten gemäss der geometrischen Graphentheorie beschrieben werden, was mit den Bezugszeichen 51 , 52 beschrieben wird. Es sind aber auch andere Ansätze möglich, um das Template zu charakterisieren. Beispielsweise ist ein Content-Fingerprinting-Verfahren gemäss EP 2 717 510 B1 auch geeignet.

Im Fall des graphentheoretischen Ansatzes wird ein zu überprüfender Druck 55, der möglicherweise eine Kopie darstellt, wie die digitale Vorlage bzw. Original mit Hilfe eines Graphenalgorithmus in einen Datensatz 59 mit der gleichen Architektur wie das Template 52 übersetzt. Im Extremfall entspricht die mathematisch formalisierte Entsprechung des Rastermusters einem dichten Netz von Knoten, die auf die Rasterpunkte des Druckbilds ausgerichtet sind.

Unter Berücksichtigung der Hilfsverfahren zur Erhöhung der Kameraauflösung ist eine Folge von Einzelaufnahmen oder ein Videostream gemäss Fig. 8B erforderlich.

Die Erfassung des zu prüfenden Drucks 55 erfolgt mit unterschiedlichen Kameraparametern 60. Durch Variieren des Fokus in nicht äquidistanten Schritten zeigt die Analyse durch Entfaltung der Unschärfe des Videostreams (der als Einzelbilder analysiert wird) die kritischen Unterschiede der Rasterpunkte. Ebenfalls dient die Variation der Belichtungszeit, mikroskopische Druckmerkale aufzudecken, womit die von der 50-Hz- Lichtquelle kommenden Lichtunterschiede ausgeglichen werden. Als Ergebnis wird ein Bildstapel 61 erhalten. Das Verfahren berechnet aus mehreren Einzelbildern 62 die Ausrichtung, um ein Ausrichtungsvektorfeld 63 zu erhalten, das die Grundlage für eine Bildsynthese mit hoher Auflösung bildet. Für Parameter, die zwischen den Bildern variieren, wie z. B. die Lichtbedingungen, werden in ähnlicher Weise ebenfalls Schätzwerte ermittelt. Dann wird die Verarbeitung 64 der ausgerichteten Bilder durchgeführt, um Ergebnisse 65 zu erhalten. Es wird dabei eine mathematische Repräsentation für ein hochauflösendes Bild generiert, das mit dem Matching-Template 52 verglichen werden kann.

Der Prozess der Ausrichtung der Einzelbilder beginnt mit einer einigermassen registergenauen Überlagerung der Einzelbilder, was selbst bei unscharfen Bildern ein einfacher Schritt ist. Im nächsten Schritt fliesst Information über die genaue Position der prozessorientierten Rasterpunkte in den Prozess ein. Dabei muss die Position der prozessorientierten Rasterpunkte zu verschiedenen Zeitpunkten bekannt sein. Bei alternierenden Rasterpunkten regelmässiger (prozessorientierte) und unregelmässiger Gestalt kann versucht werden, einen kleineren Teil des Bildes mit einer Verschiebung von einem Pixel einmal in x und einmal in y auszurichten, bis eine Ausrichtung mit korrekten prozessorientierten Rasterpunkten gefunden wird. Ein abwechselndes Muster definiert, wie viele Prozesse ausgeführt werden müssen. Daher begünstigen regelmässig geformte Rasterpunkte den Entfaltungsprozess.

Der Prozess der Bilderkennung ist in Fig. 11 dargestellt, wo eine Verarbeitung auf ausgerichtete Bilder auf Makroebene 75 angewendet wird, um allmählich eine Zwischenversion 76 und am Ende eine hochauflösende Version 77 zu erhalten. Die Qualität des Verfahrens wird anhand der Übereinstimmung mit einem bekannten Referenzmuster regelmässig geformter Rasterpunkte bei höchster Auflösung gemessen. Diese Messung basiert auf der Entsprechung zwischen dem aktuellen Status der Verarbeitung und der Art der Vorlage.

Ein regelmässig geformter Rand von Rasterpunkten begünstigt die Schätzung der Position im unscharfen Bild, da nur eine Kante von links nach rechts (vom Hintergrund zum Vordergrund) berücksichtigt wird, was auf Vergleichsebene einfacher zu implementieren ist.

Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass Kanten 80 der Rasterpunkte in Richtung einer Rasterlinie dazu tendieren, einen möglichst geraden Kanal zu bilden. Dieser Effekt führt zu einer erhöhten geometrischen Stabilität des Rasterbildes in einer Vorzugsrichtung, was für Ausrichtung des Rasterbildes genutzt werden kann.

Rasterpunkte lassen sich demnach vorteilhafterweise so modellieren, dass sie jeweils für die Ausrichtung des Rasterbildes und die Codierung der Originalität Informationen bereitstellen.

Prinzipiell ist es möglich, dass im Rahmen dieser Erfindung angewendete Entfaltungsverfahren die im Artwork der Druckvorstufe definierte Form der Rasterpunkte wiederherzustellen, also die durch den Druck bedingte Weichzeichnung umzukehren. Das ist eine Rückwärtsoperation zur Faltung (Convolution) der Bildinformation, was sich als Weichzeichnung der Rasterpunkte äussert. Ein Vergleich von Rasterbildern mit Rasterpunktformen, die sich aus der Deconvolution ergeben, kann mit verschiedenen mathematischen Descriptoren vorgenommen werden, z. b. auf der Basis von Schwerpunktabstandsfunktionen, Flächenfunktionen, Sehnenlängenfunktion, der Verwendung von quadratischen Formmatrices oder krümmungsbasierter Skalenräume, etc. .

Die Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung eines Bildes 210 mit einzelnen Zonen und Finderkanten 211 , 212, wobei ein optionaler Rand 213 dargestellt ist, der üblicherweise nicht vorgesehen ist und der hier nur den Rand des "leer" dargestellten Bildes 210 symbolisieren soll.

Die Fig. 12 zeigt eine einfache Version der Definition von Finderkanten 211 und 212, die als gestrichelte Linien dargestellt sind, als Zonen sind eine Finderzone 190 und eine separate Identifikationszone 21 dargestellt.

Die Finderzone 190 hat eine Finderkantenreihenzahl 222 von acht und eine Finderkantenlänge 223 von zwölf Rasterpunkten, die allesamt asymmetrisch sind und somit die Finderzone 190 bilden. Mit anderen Worten, die eigentliche Finderkante 212 hat auf der Finderzonenseite eine Anzahl von einer bis acht Finderkantenreihen 222 mit einer mit der Finderkantenlänge 223 vorbestimmten Länge. Sie hat auf der Aussenbildseite dieselbe Finderkantenlänge 223, da diese durch den begrenzten Bereich vorgegeben ist, während die Finderkantenreihenzahl 224 hier zwischen einer und drei auswählbar dargestellt ist. Damit ergibt sich zum Beispiel eine von dem Authentifizierungsverfahren auszuwertende Finderkantenzone 225 von 12 mal 3 Rasterpunkten auf beiden Seiten der Finderkanten- Mittelinie 212. Die Auswertung muss nicht symmetrisch sein, die Reihenzahl 224 und 222 können unterschiedlich gewählt sein.

Die Identifikationszone oder Detektionszone 21 hat eine Finderkantenreihenzahl 222 von acht und eine Finderkantenlänge 223 von zwölf Rasterpunkten, die allesamt asymmetrisch sind und somit die Detektionszone 21 bilden. Die Zahlen sind hier gleich zur Finderzone 190; was sie aber nicht sein müssen. Mit anderen Worten, die eigentliche Finderkante 211 hat auf der Detektionszonenseite eine Anzahl von einer bis acht Finderkantenreihen 222 mit einer mit der Finderkantenlänge 223 vorbestimmten Länge. Sie hat auf der Aussenbildseite dieselbe Finderkantenlänge 223, da diese durch den begrenzten Bereich vorgegeben ist, während die Finderkantenreihen 224 hier zwischen einer und drei auswählbar dargestellt ist. Damit ergibt sich zum Beispiel eine von dem Authentifizierungsverfahren auszuwertende Finderkantenzone 226 von 12 mal 3 Rasterpunkten auf beiden Seiten der Finderkanten-Mittelinie 212. Die Finderkantenzone 226 kann auch am Rand 213 enden und dieser Rand eine weitere horizontale Finderkante 212 darstellen (nicht in der Fig. Dargestellt), da der Bildaussenbereich 210 im Umfeld der Detektionszone 21 symmetrisch ist und der Rand als voll-schwarzer Rand mit einem Grauton von 100% ebenfalls als symmetrisch erkannt wird. Aber die Detektionszone 21 kann auch im Innenbereich des Bildes sein. Die Länge oder Strecke der zwölf asymmetrischen Rasterpunkte ist vom Authentifizierungsverfahren feststellbar und kann für die Orientierung und Skalierung des Gesamtbildes eingesetzt werden. Umso mehr Finderkanten 211, 212 eingesetzt werden, um so einfacher, schneller und genauer kann die pixelgenaue Feststellung der Detektionszone 21 erreicht werden.

Die Finderkantenzonen 225 und 226, also Matrizen (Arrays) von einer durch die Zone vorbestimmten Länge und das Auswertverfahren vorbestimmten Breite an Rasterpunkten sind beispielhaft auch in den Fig. 3B (für beide Finderkantenlinien 211 und 212) und in Fig. 4C (für die Finderkante 211 mit einer beidseitigen Reihenbreite von drei Rasterpunkten und einer Länge von sechsunddreissig Rasterpunkten) eingezeichnet.

Zusammenfassend weist die Erfindung eine Vielzahl von einzelnen Merkmalen auf, die in Teilbereichen auch eigenständige technische Lehren darstellen:

Verfahren zur Feststellung von Kopien von Schwarz-Weiss- und Farbbildern, wobei

• die Merkmale für Identifikation und Authentifizierung vor dem unbewaffneten Auge versteckt sind;

• Neben dedizierten Originalitätsindikator auch die Orientierungsmarken (Positionsmarkierungen, Ausrichtungsmarkierungen, Synchronisationsmarkierungen) nicht sichtbar sind, wie in Fig. 3 dargestellt;

• in den Merkmalen fakultativ eine zweite Information enthalten ist;

• die Merkmale inkl. der Orientierungsmerkmale in der Druckvorstufe eingefügt werden;

• die Merkmale auf einen Eingriff in das Bildraster beruhen, wie im Zusammenhang mit Fig. 2, 4, 5, 10 und 12 erläutert;

• der Nachweis auf das Nebeneinander von Rasterpunktgruppen verschiedener Form und das Verwaschen der Form der Rasterpunkte durch den Druckprozess des Originals und der Kopie beruht, wie sich aus Fig. 2D ergibt;

• die Verformung der digital erzeugten Druckvorlage durch den Druck des Originals als Deskriptor aufgrund typischer Algorithmen berechnet wird und optional für ein geeignetes Modell zur Erkennung des Originals trainiert wird; wobei die Grundlage für diese Kalkulation auf der Basis der Eigenschaften von Druckfarbe, Substrat bzw. Medium wie z.B. bestimmte Kartonsorten getroffen wird, so dass dem Drucker von Originalen dementsprechend die Druckvorgaben zertifiziert bzw. vorgeschrieben werden;

• die Erkennung von Original und Kopie durch ein tragbares Bilderfassungsgerät mit einem geeigneten Anwendungsprogramm, z. b. einem Smartphone mit dedizierter App, durchgeführt wird, wobei ein Verfahren wie im Zusammenhang mit Fig. 8B beschrieben durchgeführt wird;

• wobei es vorteilhaft ist, dass Smartphones mit Kameras durchschnittlichen Auflösungsvermögens für die Objekterkennung verwendet werden können, insbesondere indem Hilfsverfahren zur Auflösungserhöhung zur Anwendung kommen, insbesondere Super Resolution und Deconvolution, wie im Zusammenhang mit Fig. 8B, Fig. 9 und 11 beschrieben.

BEZUGSZEICHENLISTE

Rasterpunktform 17 Ausschnitt der rechten

Ausdruck der Rasterpunktes Augenpartie des Porträtbildes Kopie des Rasterpunktes als Originaldruck Rasterpunktform 18 Ausschnitt der rechten

Ausdruck der Rasterpunktes Augenpartie des Porträtbildes Kopie des Rasterpunktes als Kopie aus einem Scan Ansammlung von 19 Orientierungsmarkierungen

Rasterzellen mit irregulär zur Auffindung des Bildes geformten Rasterpunkten und Feststellung seiner Irregulär geformter Ausrichtung Rasterpunkt 20 Synchronisationsmarkierung gedruckte Fläche mit acht (auch AusrichtungsDetektionszonen markierungen oder Alignment Teilfläche (Detektionszone, Marks) für die Entzerrung des oder Finderzone / Bildes Synchronisationszone) mit 21 Separate Identifikationszone irregulär geformten 22 Teilfläche mit Rasterdruck mit

Rasterpunkten Rasterpunkten einer Druckvorlage eines bestimmten Form, natürlichen bzw. beispielsweise irregulär, aber fotografischen Bildes verschieden von Ausschnitt aus dem Bild 11 Rasterpunkten gemäss 23 mit einer Detektionszone mit 23 Teilfläche mit Rasterdruck mit unregelmässig geformten Rasterpunkten einer Rasterpunkten bestimmten Form, Vergrösserte der digitalen beispielsweise rund, aber Vorlage eines Bildes verschieden von Originaldruck eines Bildes Rasterpunkten gemäss 22 gemäss der digitalen Vorlage 24 Bit Code

Kopie eines Bildes nach 25 Bit Code wie 24, jedoch einem Scan des Originals abgeleitet aus einer anderen Ausschnitt der rechten Abfolge von Teilflächen Augenpartie des Porträtbildes gemäss 22 und 23 des Originals 26 Gerastertes Bild mit runden Rasterpunkten als Basisbild Rasterpunktes gemäss 38 Vergrösserter Ausschnitt hervorgegangen ist «Berggipfel» aus Bild 26 40 Gedruckter Rasterpunkt auf Vergrösserter Ausschnitt der Basis des digitalen «Brücke» aus Bild 26 Rasterpunktes 39, der aus Gerastertes Bild mit irregulär dem Scan generiert wurde geformten Rasterpunkten 41 Druckmedium Vergrösserter Ausschnitt 42 zu analysierender «Berggipfel» aus Bild 29 Bildausschnitt Vergrösserter Ausschnitt 43 Abstand «Brücke» aus Bild 29 44 Waist Ausschnitt aus Bild 33 mit 45 Sensor einem äusseren Rand von 46 digitale Vorlage runden Rasterpunkten und 47 Weichzeichner-Verfahren einer Kernzone aus irregulär 48 weichgezeichnetes digitales geformten Rasterpunkten Modell photographisches Bild als 49 Training des digitalen Basisbild Modells

Grauwert-Darstellung eines 50 trainiertes Modell Farbbildes "gelbe Taube auf 51 Normierung des trainierten blauem Hintergrund" als Modells Basisbild 52 Matching Template

Ausschnitt aus dem Bild 34 53 Vergleichsabfragea Teilausschnitt von Ausschnitt 54 Entscheidung Original oder 35 Kopie b Auswahlrahmen der 55 zu überprüfender Druck Rasterpunktformen in einem 56 Super-Resolution- ausgewählten Teil von 35a Verfahrensschritt des Cyan-Rasters 57 hoch aufgelöstes Druckbild Konturzeichnung der Cyan- 58 Graphenalgorithmus Rasterpunkte 59 Datensatz mit Template- Digital vorgegebener Architektur Rasterpunkt 60 Variation von Gedruckter Rasterpunkt Kameraparametern Digitaler Rasterpunkt, der 61 Bildstapel mit Bildern aus einem Scan eines basierend auf den vorbestimmten 136 baumartiger Cyan- Kameraparametern Rasterpunkt Ausrichten der Bilder 137 magenta Linienraster ausgerichteter Bildstapel 190 Finderzone Verarbeitung 210 umgebendes Bild als Ergebnis Basisbild

Rasterzelle 211 Finderkante Bildaufnahmechip eines 212 Finderkante Smartphones 213 Rand Sensorpixelpitch 222 Finderkantenreihenzahl Rasterelement-Sampling (Finderzonenseitig) Auflösung 223 Finderkantenlänge

Makroebene 224 Finderkantenreihenzahl

Zwischenversion (Aussenbildseitig) hoch auflösende Version 225 Finderkantenzone Rasterelement / (Finderzone) Recorderelement 226 Finderkantenzone gelbes Objekt (Taube) (Detektionszone) blauer Hintergrund