способ нанесения графического кода и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Машиносчитываемый код, содержащий в себе, по меньшей мере, участок графического признака, причем графический признак образован случайным расположением пятен, отличающийся тем, что, по меньшей мере, некоторые пятна, образующие графические признаки, имеют размер меньше чем один микрон.

2. Код по п.1, отличающийся тем, что пятна, образующие графический признак, различаются по размеру и/или форме.

3. Код по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что участок графического признака, содержащий в себе код, ограничивается временным контуром, который создается считывающим устройством относительно условленной точки срабатывания, только когда код считывается.

4. Код по п.1, отличающийся тем, что участок графического признака, содержащий в себе код, ограничен графически изображенным контуром.

5. Способ соединения информации с изделием, включающий следующие этапы:

нанесение на изделие графического признака, образованного случайным расположением пятен, при этом, по меньшей мере, некоторые пятна, образующие графические признаки, имеют размер меньше чем один микрон;

электронное сканирование изображения, по меньшей мере, участка графического признака;

обработка отсканированного изображения для выделения дескриптора;

присвоение информации дескриптору; и хранение связи в запоминающем устройстве.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что графический признак наносится распылением.

7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что графический признак наносится прямо на поверхность изделия.

8. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что графический признак наносится на подложку, которая накладывается на поверхность изделия.

9. Способ по п.5, отличающийся тем, что участок отсканированного изображения графического признака обрабатывается для выделения дескриптора.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что участок ограничивается временным контуром, который создается устройством относительно условленной точки срабатывания, только когда графический признак обрабатывается.

11. Устройство для соединения информации с изделием, содержащее в себе: аппликационный блок для нанесения на изделие графического признака, образованного случайным расположением пятен, причем, по меньшей мере, некоторые пятна, образующие графические признаки, имеют размер меньше чем один микрон;

камеру для электронного сканирования изображения, по меньшей мере, участка графического признака;

процессор для обработки отсканированного изображения для выделения дескриптора;

устройство присвоения для присвоения информации дескриптору; и

запоминающее устройство для хранения связи.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что аппликационный блок содержит в себе распылительный клапан.

13. Устройство по п.11 или 12, дополнительно содержащее в себе блок вычисления окна для ограничения участка графического признака, который должен быть обработан процессором.

14. Устройство по п.13, дополнительно включающее в себя блок детектора для обнаружения условленной точки срабатывания для установления позиции участка графического признака относительно нее.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к графическому признаку, который подходит для кодирования с целью создания индивидуального машиносчитываемого кода.

Графически изображаемые и машиносчитываемые коды хорошо известны. Такие коды обычно используются, например, на товарах широкого потребления и на продукции народно-хозяйственного назначения, когда считывание может предоставить информацию относительно цены, серии образца или происхождении продукта. Такого вида коды могут быть использованы при автоматизированной выдаче чеков в супермаркетах, в целях контроля состояния товарных запасов или для проверки соответствий продукта и его упаковки. Более сложные машиносчитываемые коды этого вида могут быть использованы для предохранения от подделки, подмены и обмана в качестве признаков защиты на определенных потребительских товарах, таких как лекарственные препараты, алкоголь, табачные изделия и им подобные, или на документах важного значения, таких как денежные знаки, облигации, отметки об уплате налога, проездные документы и идентификационные карточки. Существует много широко используемых различных типов кодовых форматов, которые включают в себя буквенно-цифровые, линейные штрихкоды и двумерные штрихкоды. Однако коды таких типов являются относительно легкими для копирования или дублирования. Также может быть разгадан следующий код внутри последовательности, так как алгоритмы, используемые для создания таких кодов, доступны всем. Кроме того, информация зашифрована внутри кода, и даже если данные зашифрованы, информация может быть получена из кода без обращения к какой-либо базе данных. Данные могут быть использованы или подделаны для запрещенных целей, что сильно снижает эффективность кода как защитного устройства или устройства отслеживания и контроля прохождения.

Один вид машиносчитываемого кода современного уровня описан в нашем патенте Великобритании № GВ 2383878 (полное содержание которого здесь включено путем ссылки) и доступен для приобретения под торговой маркой «FractureCode» (RTM). Преимущества этого вида кода над другими серийными машиносчитываемыми кодами заключается в возможности создавать очень большой ряд случайных индивидуальных кодов. Это делает код исключительно трудным для копирования и недоступным для распознавания оригинального шифра. Другое главное преимущество состоит в том, что код сам по себе не несет информации и никакой информации не требуется для составления кода в то время, когда код печатается. Эти изображения кодов бессмысленны до момента их использования. По этой причине эти коды являются исключительно защищенными и идеальными для отслеживания и контроля прохождения товаров и документов.

Даже если может быть создана высокая численность всевозможных неодинаковых кодов, чтобы гарантировать очень высокую численность индивидуальных кодов, коды обычно образуются как составной признак и по существу содержат в себе два или более совмещенных простых признака. Это значит, что на изделии или на его упаковке, которая должна быть промаркирована, за первым признаком должен следовать второй признак, нанесенный на ее поверхность. Для того чтобы эта процедура была выполнена, требуются специальные ротационные машины глубокой печати, и такие машины могут быть очень дорогостоящими, и могут ограничивать вид товаров и материалов, на которых возможна такая печать.

Поэтому желательно разработать машиносчитываемый код, имеющий высокую численность возможных неодинаковых кодов, которые могут быть нанесены быстро и легко, как только возможно, на подложки из широкого ряда различных материалов, так же как и на изделия, такие как металлические или пластмассовые крышки, стеклянные или пластиковые бутылки или сосуды и детали конструкций.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения разработан машиносчитываемый код, составляющий, по меньшей мере, участок графического признака, причем графический признак образован случайным расположением пятен.

По меньшей мере, некоторые пятна, образующие графический признак, могут иметь размер меньше одного микрона. Пятна, образующие графический признак, могут отличаться по размеру и/или форме.

Участок графического признака, содержащего в себе код, может быть ограничен контуром. Контур может быть временным ограничением, которое может быть создано считывающим устройством относительно условленной точки срабатывания, только когда код считывается. Как вариант, участок графического признака, содержащего в себе код, может быть ограничен графически изображенным контуром.

Согласно второму варианту воплощения настоящего изобретения разработан способ соединения информации с изделием, включающий в себя этапы: нанесение графического признака, образованного случайным расположением пятен, на изделие; электронное сканирование изображения, по меньшей мере, участка графического признака; обработка отсканированного изображения для выделения дескриптора; присвоение информации дескриптору; хранение связи в запоминающем устройстве.

Графический признак может быть нанесен распылением. Кроме того, графический признак может быть нанесен прямо на поверхность изделия. Как вариант, графический признак может быть нанесен на подложку, которая налагается на поверхность изделия.

Участок отсканированного изображения графического признака может быть обработан для выделения дескриптора. Участок может быть ограничен контуром, который может быть временным ограничением, которое создается устройством относительно условленной точки срабатывания, только когда графический признак обрабатывается.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения здесь разработано устройство для соединения информации с изделием, содержащее в себе: аппликационный блок для нанесения на изделие графического признака, образованного случайным расположением пятен; камеру для электронного сканирования изображения, по меньшей мере, участка графического признака; процессор для обработки отсканированного изображения для выделения дескриптора; устройство присвоения для присвоения информации дескриптору; запоминающее устройство для хранения связи.

Аппликационный блок может содержать в себе распыляющий клапан. Устройство может дополнительно содержать в себе блок вычисления окна для ограничения участка графического признака, который должен быть обработан процессором. Кроме того, устройство дополнительно может содержать в себе блок детектора, определяющий условленную точку срабатывания, для установления положения участка графического признака относительно нее.

Пятна могут содержать в себе точки или другие признаки, которые могут быть любой формы.

Графический признак может быть индивидуальным и может быть неявным.

Настоящее изобретение может включить в себя любую комбинацию признаков и/или признаков, относящихся к этому документу, исключая комбинацию таких признаков, которые являются несовместимыми.

Варианты воплощений настоящего изобретения будут сейчас описаны с помощью примеров со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

на фиг.1 показан код согласно первому варианту настоящего изобретения;

на фиг.2 показано печатающее устройство для нанесения графического признака для кода на фиг.1;

на фиг.3 схематически показано устройство для передачи информации коду;

на фиг.4 схематически показано устройство для считывания кода;

на фиг.5 показан код согласно второму варианту воплощения настоящего изобретения;

на фиг.6 показано печатающее устройство для нанесения графического признака на непрерывное полотно;

на фиг.7 показано печатающее устройство для нанесения графического признака на полотно бумаги во время процесса производства бумаги,

на фиг.8 показано печатающее устройство для нанесения графического признака на отдельные листы подложки;

на фиг.9 показано печатающее устройство для нанесения графического признака на отдельную часть изделия;

на фиг.10 показано дополнительное печатающее устройство для нанесения графического признака на участок изделия;

на фиг.11 показано печатающее устройство для нанесения графического признака на участок ярлыка для прикрепления к изделию; и

на фиг.12 показано печатающее устройство для нанесения графического признака на участки стеклянных бутылок.

На фиг.1 показано изделие 10 в виде почтовой наклейки, несущей на своей поверхности 12 графический признак 14. Графический признак 14 образован пятнами или точками разного размера и формы и разбросанными случайно по поверхности. Графический признак 14 наносится распылением на поверхность 12 подложки, из которой изделие должно быть изготовлено, до его изготовления. На поверхности 12 могут быть распылены или обычные чернила или секретные чернила, такие, которые могут быть обнаружены только при освещении или облучении светом в определенном частотном диапазоне. Чернильное распыление естественно создает постоянно меняющийся индивидуальный графический признак 14. Кроме того, существует множество факторов, которые влияют на вид графического признака 14, получаемого распылением, включая температуру чернил, вид подложки, на которую распыляют, вязкость чернил, давление чернил, тип распыляющего клапана, число клапанов, расположение клапанов и скорость, с которой подложка движется во время распыления.

Размер точек может сильно отличаться, но, по меньшей мере, некоторые из них меньше одного микрона и, следовательно, известны как «наноточки». Размер мельчайших точек, которые могут быть напечатаны при помощи традиционных способов печати, таких как флексография, ротогравюра, высокая печать или литография, находятся между 5-10 микронами. Это означает, что невозможно точно воспроизвести графический признак 14 печатью. Точно скопировать и воспроизвести графический признак 14, например, фотокопированием или сканированием также невозможно. Так как узоры, получаемые распылением, совершенно случайны, невозможно воспроизвести конкретный графический признак 14, выполняя эти техники. Поэтому трудно увидеть, как вообще графический признак 14 мог бы быть воспроизведен точно.

Графический признак 14 может быть нанесен на полотно подложки 12 изделия перед тем, как любая другая информация будет напечатана на ее поверхности 12, или какое-нибудь изделие будет изготовлено из нее. На фиг.2 показано устройство 300, подходящее для этого. Устройство содержит в себе раскручивающий ролик 302, скручивающий ролик 304, распыляющий блок 406, регулятор 308 и резервуар с чернилами 310. Полотно подложки 12 изделия разматывается от раскручивающего ролика 302, подвергается распылению, и затем накручивается на скручивающий ролик 304. Между раскручивающим и скручивающим роликами 302, 304 есть блок распыления 306. Блок распыления содержит в себе ряд распыляющих клапанов, на которые под давлением подаются чернила из устройства 310 подачи чернил. Регулятор контролирует операцию распыления в соответствии со скоростью подложки 12. Когда подложка 12 проходит через блок распыления 306 бессистемно, постоянно меняющийся узор точек наносится в направлении полотна 312 по всей поверхности или части поверхности, куда направлены клапаны. В результате этого полотно подложки 12 имеет случайный, бессмысленный графический признак 14 по своей поверхности. Графический признак 14 может быть нанесен очень дешево, быстро и легко и обязательно неповторимо. Полотно подложки (12) затем обрабатывается согласно традиционному производству и, например, на нем может быть напечатан текст и/или графика, и режется на отдельные изделия, при этом каждое изделие несет на себе индивидуальный графический узор 14 на участке своей поверхности 12.

Случайное расположение распыленных точек на подложке может быть использовано как графический машиносчитываемый код.

На фиг.3 показана блок-схема устройства 200 для считывания кодовых точек 14, кодирования их участка и присвоения информации ему. Камера 202 сканирует изображение кодовых точек 14. Отсканированное изображение корректируется по ошибкам и увеличивается в электронном виде в блоке 204 коррекции ошибок и увеличения изображения. Детекторный блок 206 далее находит ранее определенную точку срабатывания 16, которая в этом примере находится в нижнем правом углу изделия. На основе ранее определенных координат виртуальное кодовое окно 18 определенного размера и формы создается затем вокруг участка кодовых точек 14 относительно точки срабатывания 16 блоком 207 вычисления окна. Координаты виртуального кодового окна 18 относительно точки срабатывания 16 определяются устройством 200, и позиция кодового окна поэтому является одной и той же для каждого изделия 10, которое сканируется. Однако узор кодовых точек 14 внутри виртуального окна 18 индивидуален для каждого изделия. Декодирующее устройство 208 затем обрабатывает код 20, который является участком кодовых точек 14, ограниченным виртуальным кодовым окном 18, и процессор 209 применяет алгоритм для выделения цифрового или буквенно-цифрового дескриптора 22, связанного с точками. Блок присвоения информации 210 затем получает информацию 212, которая должна быть присвоена конкретному изделию 10, присваивает ее буквенно-цифровому дескриптору 22 и хранит эту связь в запоминающем устройстве 214. Информация 212 и буквенно-цифровой дескриптор 22 могут быть выведены на экран дисплея 216.

На фиг.4 схематически показано портативное считывающее устройство 300 для считывания кода 20 на изделии 10. Камера 302 сканирует изображение кодовых точек 14, и отсканированное изображение корректируется и увеличивается в электронном виде в блоке 304 коррекции ошибок и увеличения изображения. Блок 306 детектора находит заранее заданную точку срабатывания 16 и блок 307 вычисления окна создает виртуальное кодовое окно 18 определенной формы и размера относительно нее на основе информации о ранее определенных координатах, хранимой в считывающем устройстве 300. Виртуальное окно 18 кода находится в той же позиции, в которой изделие первоначально сканировалось. Декодирующее устройство 308 затем обрабатывает код 20, который является участком кодовых точек 14, ограниченным виртуальным кодовым окном 18, и процессор 309 применяет алгоритм для выделения дескриптора 22. Информационно-поисковый блок 310 далее получает информацию, связанную с дескриптором 22 из запоминающего устройства 214, в котором информация хранилась во время процесса кодировки. Дисплейное устройство 316 затем выводит информацию, относящуюся к сканируемому изделию 10.

На фиг.5 показан второй вариант воплощения настоящего изобретения. Изделие 30 в форме идентификационной карточки, имеет графический признак 34 только на малом участке своей поверхности 32. Аналогично первому варианту воплощения графический признак 34 - в виде точек, разных по размеру и форме и случайно расположенных. Точки нанесены на поверхность 32 карточки 30 пятном распыления, в котором размеры области графического признака зависят от расстояния от распыляющей головки до поверхности 32 и давления, используемого для создания струи. Благодаря случайной природе созданного распылителем узора, каждое изделие имеет индивидуальный узор точек 34 на своей поверхности. Напечатанный графический признак 34 находится в прямоугольном блоке 38. Это окно 38 выделяет участок точек, которые затем могут быть зашифрованы и использованы как код 40.

Коду 40 может быть присвоена информация устройством таким, как приведено на фиг.3, и так, как описано в первом варианте воплощения. Разница в том, что камера 202 визуально определяет кодовое окно 38 как противоположное окну, определяемому блоком 207 вычисления виртуального кодового окна, относительно условленной точки срабатывания. Код 40 может быть считан с использованием устройства, приведенного на фиг.4, и так, как описано в первом варианте воплощения, при этом разница в том, что камера 302 визуально определяет кодовое окно 38 как противоположное окну, определяемому блоком 307 вычисления виртуального кодового окна.

Кодовые точки 14, 34 могут печататься поверх графического, текстового или другого машиносчитываемого кода. Машиносчитываемые коды включают в себя буквенно-цифровые коды, линейные штрихкоды и двумерные штрихкоды. Как вариант графические, текстовые или машиносчитываемые коды могут быть напечатаны на изделии и кодовые точки 14, 34 могут быть распылены поверх них.

На фиг.6 показано устройство для печати текста и графики на полотне бумаги и затем распыления кодовых точек 14 по полотну. Этот процесс распыления может иметь место или непосредственно перед, тем как на полотне печатают, или сразу после того, как на полотне напечатали. Полотно бумаги направляется рядом валиков 414, и поверхность бумаги набивается с помощью ряда печатных цилиндров 416. Как только полотно бумаги набито, на него наносятся индивидуальные кодовые точки 14 распыляющим клапаном 406, который присоединен к резервуару чернил 410, управляемым регулятором 408.

На фиг.7 показано устройство для нанесения кодовых точек 14 на полотно бумаги во время процесса производства бумаги. Бумажная кашица 418 подводится к станку с использованием рукава 420 и к ленте конвейера 422, где бумажная масса сжимается и вода выпаривается из массы 418, направляемой рядом валиков 414. Индивидуальные кодовые точки 14 затем наносятся на высушенную поверхность бумаги 12 распыляющим клапаном 406, перед тем как бумагу свернут в рулон 404 для дальнейшего использования в широком диапазоне упаковочных материалов.

На фиг.8 показано устройство для нанесения кодовых точек 14 на стопку изделий 10. Изделия 10 подводятся друг за другом к конвейерной ленте 422 и направляются валиками 424. Изделия протягиваются к распыляющему клапану 406, который связан с резервуаром чернил 410, и индивидуальные кодовые точки 14 наносятся на поверхность 12 изделия 10. Далее изделия перекладываются в конце конвейерной ленты 422.

На фиг.9 показано устройство для нанесения машиносчитываемого кода 24 и индивидуальных кодовых точек 34 на поверхность 12 изделия 10. Изделие 10 движется вдоль по конвейерной ленте 422 и первое устройство 500 печатает двумерный штрихкод на поверхности изделия. Затем второе устройство наносит индивидуальные кодовые точки 34 на поверхность изделия в области штрихкода 24. Точки 14 наносятся распыляющим клапаном 406, который связан с регулятором 408 и резервуаром чернил 410. Кодовые точки 34 и штрихкод 24 далее считываются кодирующим устройством 200, в котором информация присваивается участку 40 кодовых точек 34. Это может быть основано на штрихкоде 24 или может иметь некоторое отношение к штрихкоду 24.

На фиг.10 показано другое устройство для нанесения машиносчитываемого кода 24 и индивидуальных кодовых точек 34 на поверхность 12 изделия 10. Это такое же устройство, как на фиг.9, за исключением того, что кодовые точки 34 наносятся первыми, затем кодируются и нагружаются информацией, а затем наносится штрихкод 24. Штрихкод может быть основан на некоторой информации, полученной с участка кодовых точек или присоединенной к участку кодовых точек 34 или на координатах виртуального кодового окна.

На фиг.11 показано еще одно устройство для нанесения машиносчитываемого кода 24 и индивидуальных кодовых точек 34 на поверхность 12 изделия 10. Устройство идентично тому, которое приведено на фиг.9, за исключением того, что изделием 10 является самоклеящаяся этикетка, которая затем наносится на поверхность другого изделия.

На фиг.12 показано еще одно устройство для нанесения машиносчитываемого кода 24 и индивидуальных кодовых точек 34 на поверхность 12 изделия 10. Это такое же устройство, что и приведенное на фиг.9, за исключением того, что изделиями являются бутылки.

Чернила, используемые в вышеописанных процессах, могут быть маркировочными чернилами, которые могут содержать в себе люминесцентные и/или фосфоресцирующие составляющие или фильтры, такие как УФ-блокаторы.