Способ кодирования латентного изображения

Способ кодирования латентного изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу кодирования латентного изображения. Варианты изобретения могут применяться при изготовлении средств защиты, которые используются для проверки подлинности документа или средства оплаты, например полимерной банкноты.

Уровень техники

Для того чтобы предотвратить несанкционированное копирование или изменение документов, в частности банкнот, подобные документы часто снабжаются средствами защиты от копирования. Такие средства защиты должны либо непосредственно препятствовать копированию, либо делать очевидным факт произведенного копирования. Несмотря на широкое разнообразие доступных технологий, сохраняется потребность в новых технологиях, которые могут быть использованы для создания средств защиты.

Раскрытие изобретения

Согласно изобретению предлагается способ кодирования латентного изображения, включающий:

а) обеспечение наличия подлежащего кодированию латентного изображения, имеющего множество латентных элементов изображения, каждый из которых обладает визуальной характеристикой, принимающей значение из заданного набора значений;

б) обеспечение наличия вторичного паттерна (вторичной оптической структуры), имеющего множество вторичных элементов изображения и способного обеспечить декодирование латентного изображения после того, как оно будет закодировано;

в) установление взаимного соответствия между латентными элементами изображения и вторичными элементами изображения; и

г) формирование первичного паттерна (первичной оптической структуры), содержащего множество элементов изображения, соответствующих указанным вторичным элементам изображения, смещенным в зависимости от значений визуальной характеристики латентных элементов изображения, которые поставлены в соответствие с вторичными элементами изображения.

Элементы изображения обычно представляют собой пикселы (т.е. наименьшие доступные элементы изображения). Однако в некоторых вариантах эти элементы могут быть больше, чем пикселы. Так, например, каждый элемент изображения может состоять из четырех пикселов.

Визуальная характеристика, как правило, относится к плотности элементов изображения. Так, если латентное изображение является черно-белым, визуальная характеристика может представлять собой градацию (оттенок) по нейтральной серой шкале. Если же латентное изображение является цветным, визуальная характеристика может представлять собой значение насыщенности оттенка в соответствующем латентном элементе изображения.

Количество значений в заданном наборе значений визуальной характеристики в типичном случае будет зависеть от конфигурации вторичного паттерна. Вторичный паттерн обычно будет состоять из прямоугольных групп элементов изображения, расположенных таким образом, чтобы в случае наложения вторичного паттерна с заданным смещением на самого себя он обеспечил подавление собственного изображения. Количество элементов изображения в каждой группе элементов изображения ограничивает количество значений в указанном заданном наборе.

Например, типичный вторичный паттерн, предназначенный для использования при кодировании черно-белого латентного изображения, представляет собой прямоугольную структуру, состоящую из множества полностью непрозрачных вертикальных линий, ширина каждой из которых составляет N пикселов. Эти линии отделены одна от другой полностью прозрачными линиями такой же ширины. При этом вторичный паттерн обеспечивает возможность кодирования латентного изображения, имеющего не более N+1 различных оттенков серого.

Согласно одному из вариантов изобретения количество (S) визуальных характеристик выбирают в соответствии с уравнением

S=(WR/25,4X)+1,

где

W - ширина первичного паттерна, подлежащего распечатыванию;

R - разрешение принтера, выраженное в точках на квадратный дюйм;

Х - ширина первичного паттерна в пикселах.

В некоторых вариантах установление взаимного соответствия между латентными элементами изображения и вторичными элементами изображения предусматривает ассоциирование латентных элементов изображения с вторичными элементами изображения, после чего вторичные элементы изображения смещают в зависимости от значения визуальной характеристики латентных элементов изображения, с которыми они ассоциированы.

В других вариантах установление взаимного соответствия между латентными элементами изображения и вторичными элементами изображения предусматривает разбиение латентного изображения на маски, соответствующие каждому значению визуальной характеристики, с формированием частичных вторичных паттернов со смещением и использование масок для модифицирования частичных вторичных паттернов со смещением, а также комбинирование частичных вторичных паттернов со смещением с формированием первичного паттерна.

В типичных случаях вторичный паттерн и латентное изображение будут иметь прямоугольную форму, так что их элементы изображения будут организованы в виде прямоугольного массива. Соответственно смещение элементов изображения будет, как правило, производиться вдоль оси этого прямоугольного массива. Однако массив элементов изображения может иметь и иную форму.

В одном из вариантов, согласно которому вторичные элементы изображения смещают вдоль оси прямоугольного массива, а визуальная характеристика имеет S различных значений, вторичные элементы изображения, ассоциированные с латентными элементами изображения, имеющими первое значение визуальной характеристики, смещают в горизонтальном направлении на один элемент изображения. При переходе к каждому очередному значению визуальной характеристики увеличивают смещение соответствующих элементов изображения на один элемент изображения, так что S-oe значение визуальной характеристики соответствует смещению на S элементов изображения.

Вместе с тем, возможно также использование многочисленных иных вариантов смещения. Например, смещение (D) может быть задано в соответствии с выражением D=(N-1)×[(S-S_min)/(S_N-S_min)], где S - значение смещаемой визуальной характеристики, S_min - значение наименьшей плотности визуальной характеристики, а S_N - значение наибольшей плотности визуальной характеристики.

Как правило, способ по изобретению будет дополнительно включать формирование латентного изображения из исходного изображения путем обработки исходного изображения, направленной на уменьшение количества значений визуальной характеристики, имеющихся в исходном изображении, до количества значений, которые требуется иметь в латентном изображении.

Изобретение охватывает также способ кодирования нескольких латентных изображений, включающий:

а) обеспечение наличия подлежащих кодированию латентных изображений, причем каждое латентное изображение имеет множество латентных элементов изображения, каждый из которых обладает визуальной характеристикой, принимающей значение из заданного набора значений;

б) обеспечение наличия, по меньшей мере, одного вторичного паттерна, причем вторичный паттерн или каждый из вторичных паттернов имеет множество вторичных элементов изображения и способен обеспечить декодирование одного или более латентных изображений после того, как они будут закодированы;

в) установление взаимного соответствия между латентными элементами изображения и вторичными элементами изображения во вторичном паттерне, предназначенном для декодирования указанного латентного изображения;

г) формирование для каждого вторичного паттерна первичного паттерна, содержащего множество первичных элементов изображения, соответствующих указанным вторичным элементам изображения, смещенным в зависимости от значений визуальной характеристики латентных элементов изображения, которые поставлены в соответствие с вторичными элементами изображения, и

д) комбинирование первичных паттернов под различными углами между паттернами с образованием составного первичного паттерна, кодирующего каждое из указанных латентных изображений.

Согласно изобретению предлагается также первичный паттерн, кодирующий латентное изображение. Первичный паттерн по изобретению содержит множество первичных элементов изображения, которые могут быть декодированы посредством вторичного паттерна, содержащего множество вторичных элементов изображения, и которые смещены относительно соответствующих им вторичных элементов изображения. При этом значения смещений определены в зависимости от значений визуальных характеристик латентных элементов изображения, соотнесенных с соответствующими вторичными элементами изображения.

Предложенный первичный паттерн может быть изготовлен тиснением на полимерной основе.

Другие свойства изобретения станут понятны из нижеследующего описания предпочтительных вариантов его осуществления.

Краткое описание чертежей

Далее предпочтительные варианты изобретения будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 представлено исходное изображение, иллюстрирующее пример реализации второго варианта способа по изобретению.

На фиг.2 представлено латентное изображение, полученное из изображения по фиг.1.

На фиг.3а, 3b, и 3с представлены маски, использованные в варианте, который иллюстрируется фиг.1.

Фиг.4 иллюстрирует различные смещения, используемые для различных оттенков.

Фиг.5 иллюстрирует частичные вторичные паттерны со смещениями, соответствующими смещениям, представленным на фиг.4.

Фиг.6-13 иллюстрируют, каким образом маскированные частичные вторичные паттерны могут быть скомбинированы для формирования латентного изображения.

Фиг.14 и 15 иллюстрируют, каким образом можно наблюдать латентное изображение, используя декодирующий экран, представляющий собой вторичный паттерн.

Фиг.16 иллюстрирует фазовые смещения влево и вправо.

Фиг.17 иллюстрирует первичный паттерн с восемью оттенками.

На фиг.18 паттерн по фиг.17 представлен после проведения сглаживания с целью сведения оттенков только к черному и белому цветам.

Осуществление изобретения

В каждом из предпочтительных вариантов способ, соответствующий этому варианту, используется для формирования первичного паттерна (первичной пространственной структуры), в котором закодировано латентное изображение. Первичный паттерн в каждом случае формируется путем модифицирования вторичного паттерна с учетом соответствия, установленного между вторичным паттерном и латентным изображением, подлежащим кодированию. Вторичный паттерн именуется также декодирующим экраном. Латентное изображение может быть сделано видимым путем взаимного наложения первичного и вторичного паттернов. В случае кодирования более одного латентного изображения формируется составной первичный паттерн.

Черно-белые варианты

Согласно первому и второму предпочтительным вариантам способ по изобретению используется для кодирования черно-белых (нецветных) изображений. В данных вариантах набор значений визуальной характеристики, который используется в качестве основы для определения того, какие смещения должны быть приложены к вторичному паттерну, представляет собой набор различных оттенков (градаций) серого.

В первом и втором предпочтительных вариантах изобретения элементами изображения являются пикселы. В контексте изобретения термин "пиксел" обозначает наименьший элемент изображения, который может быть реализован в рамках выбранного процесса воспроизведения, например отображения на дисплее, выведения на принтер и др.

В данных вариантах вторичный паттерн состоит из прямоугольных групп пикселов, расположенных таким образом, что если вторичный паттерн будет наложен с определенным смещением на этот же вторичный паттерн, его изображение будет полностью перекрыто (в пределах взаимного наложения обоих экземпляров вторичного паттерна). Каждый пиксел в пределах одной группы является либо полностью непрозрачным (черным), либо полностью прозрачным (белым). Непрозрачные и прозрачные группы пикселов расположены, по меньшей мере, по одной координате с чередованием, по меньшей мере, близким к регулярному. Данные группы далее будут именоваться "суперпикселами". Вторичный паттерн в типичном случае будет представлять собой прямоугольный массив пикселов. Однако этому паттерну может быть придана и иная желательная форма. Например, вторичный паттерн может иметь форму звезды.

Типичный вторичный паттерн для кодирования черно-белого латентного изображения состоит из множества полностью непрозрачных вертикальных линий, каждая из которых имеет ширину, соответствующую N пикселам, причем эти линии разделены прозрачными линиями такой же ширины. Подобный вторичный паттерн может быть использован для кодирования латентного изображения, имеющего до N+1 различных уровней по нейтральной (серой) шкале.

В каждом из рассматриваемых вариантов латентное изображение формируется из исходного изображения. Применительно к черно-белым вариантам исходное изображение обычно представляет собой картинку, состоящую из массива пикселов, соответствующих различным оттенкам серого. Однако исходное изображение может быть и цветным изображением, которое перед формированием из него латентного изображения подвергается дополнительной обработке для того, чтобы сформировать черно-белое преобразуемое изображение. Исходное изображение становится видным, в упрощенном виде, в качестве латентного изображения при взаимном наложении первичного и вторичного паттернов.

В черно-белых вариантах латентное изображение представляет собой картинку, состоящую из прямоугольных блоков пикселов. Каждый блок образован пикселами, имеющими одинаковый уровень по серой шкале. Количество уровней по серой шкале, которые могут иметь место в различных блоках, соответствует тому значению, которое необходимо для воспроизведения латентного изображения. Уровни (оттенки) серого, используемые в латентном изображении, образуют набор, ограниченный по сравнению с соответствующим набором в исходном изображении. Эти уровни (оттенки) могут выбираться различным образом и могут находиться в интервале от чисто черного до чисто белого цветов. При этом блоки пикселов в латентном изображении не обязательно должны иметь тот же размер, что и суперпикселы. Однако во многих вариантах изобретения размеры данных блоков и суперпикселов совпадают.

Максимальное количество (N_S) оттенков, которые могут быть использованы в латентном изображении, определяется разрешением используемого метода воспроизведения и предпочтительным размером групп пикселов во вторичном паттерне. Более конкретно количество кодируемых оттенков не может превосходить N_S = (1 + количество пикселов в суперпикселе вторичного паттерна).

В первом предпочтительном варианте вторичный паттерн представляет собой прямоугольный массив (матрицу) пикселов. После того, как будет выбран подходящий вторичный паттерн, его преобразуют в первичный паттерн с применением математической обработки и в следующем порядке.

1. Выбирают общее количество (N_S) возможных оттенков серого исходя из строения вторичного паттерна (т.е. из максимального количества оттенков, которое способен закодировать вторичный паттерн). Используя стандартные методы обработки изображения, известные специалистам, производят обработку исходного изображения и его преобразование в цифровую форму с получением изображения, содержащего N_S различных оттенков серого. Данное изображение является латентным изображением.

2. Каждому пикселу латентного изображения приписывают уникальный адрес (р, q) в зависимости от его положения в матрице [p×q] пикселов (если исходное изображение или первичный паттерн не является прямоугольным массивом, то положение пиксела может быть задано относительно произвольного начала координат предпочтительно таким образом, чтобы получить положительные значения для всех координат p и q).

3. Каждый пиксел латентного изображения обозначают как S_m, где m - целое число, лежащее между 1 и N_S, S₁ - наиболее бледный (наименее интенсивный) оттенок серого, a S_NS - самый темный (наиболее интенсивный) оттенок серого.

4. Каждый пиксел латентного изображения обозначают как принадлежащий одному из уровней S₁-S_NS.

5. Каждому пикселу вторичного паттерна приписывают аналогичный уникальный адрес (р, q) в зависимости от его положения в матрице [р×q] пикселов.

6. Обозначение S₁-S_NS каждого пиксела (р, q) латентного изображения далее приписывают соответствующему пикселу (р, q) вторичного паттерна, чтобы таким образом установить соответствие между пикселами в латентном изображении и пикселами во вторичном паттерне.

7. Выполняют математическую операцию по отношению к каждому индивидуальному пикселу вторичного паттерна для того, чтобы переместить его вдоль одной из осей изображения в зависимости от оттенка (S_m) серого, приписанного данному пикселу. Такое перемещение может производиться вправо или влево или вверх или вниз, или одновременно по обеим координатным осям. При этом могут использоваться различные варианты смещений. В соответствии с одним из вариантов пиксел перемещают следующим образом:

на 1 пиксел для S₁

...

на N_S пикселов для S_NS,

в общем случае

на m пикселов для S_m.

В альтернативном варианте можно использовать соответствующую формулу, например:

D=(N_S-1)×[(S-S_min)/(S_max-S_min)],

где через D обозначено смещение (т.е. количество пикселов, на которое нужно сдвинуть данный пиксел).

Приемлемый метод состоит также в приписывании равноотстоящих значений D конкретным значениям оттенков с использованием соответствующей таблицы.

Ассоциирование наиболее темного оттенка с наибольшим смещением может быть изменено на обратное, т.е. аналогичный результат может быть получен и при связывании с наибольшим смещением самого светлого оттенка.

Приведенные зависимости обеспечивают широкий интервал контраста и, следовательно, позволяют легко различить латентное изображение при взаимном наложении вторичного и первичного паттернов. Для других применений более подходящими могут оказаться какие-либо иные зависимости.

Результирующее изображение обычно называют первичным. В этом изображении (первичном паттерне) пикселы вторичного паттерна перемещены в соответствии с оттенком серого для пиксела латентного изображения, с которым они связаны.

Согласно второму предпочтительному варианту после выбора соответствующей структуры вторичного паттерна этот паттерн преобразуется посредством последовательного выполнения следующих дискретных операций (например, человеком, работающим на компьютере, снабженном соответствующим программным обеспечением, в пошаговом режиме).

1. Исходя из строения вторичного паттерна определяется и выбирается общее количество возможных оттенков (N_S).

2. С использованием стандартных методов обработки изображения, известных специалистам, производится обработка исходного изображения и его преобразование в цифровую форму с получением изображения, содержащего N_S различных оттенков серого. Данное изображение является латентным изображением.

3. После этого латентное изображение разбивается на N_S масок. Каждая маска содержит только пикселы, принадлежащие одному оттенку серого (т.е. оттенку, находящемуся в интервале S₁-S_NS). Эта операция производится с использованием известных методов, реализованных в коммерчески доступных программах работы с изображениями. После того как маски сформированы, каждая маска содержит уникальный набор пикселов из латентного изображения. При этом каждый пиксел латентного изображения может находиться только в одной из масок. Если все маски правильно скомбинировать, может быть восстановлено исходное изображение.

4. Для каждой маски создается частичный вторичный паттерн, причем смещение в каждом частичном вторичном паттерне соответствует оттенку тех пикселов в латентном изображении, которым соответствует данная маска. Эти частичные вторичные паттерны со смещением обозначаются, как S*₁-S*_NS. При этом смещения могут производиться вправо или влево или вверх или вниз, или одновременно по двум координатам. Величина смещения определяется посредством математической операции (алгоритма), осуществляемой для каждого индивидуального пиксела с оттенком S₁-S_NS. Для каждого оттенка используется различное смещение. Может быть использован широкий набор смещений. В одном из вариантов смещение для каждого пиксела определяется следующим образом:

на 1 пиксел для S*₁

...

на N_S пикселов для S*_NS,

в общем случае

на m пикселов для S*_m.

В альтернативном варианте можно использовать соответствующую формулу, например:

D=(N_S-1)×[(S-S*_min)/(S*_NS-S*_min)],

где через D обозначено смещение (т.е. количество пикселов, на которое нужно сдвинуть данный пиксел).

Приемлемый метод состоит также в приписывании равноотстоящих значений D конкретным значениям оттенков с использованием соответствующей таблицы.

Ассоциирование наиболее темного оттенка с наибольшим смещением может быть изменено на обратное, т.е. аналогичный результат может быть получен и при связывании с наибольшим смещением самого светлого оттенка.

Приведенные зависимости обеспечивают широкий интервал контраста. Для других применений более подходящими могут оказаться какие-либо иные зависимости.

5. Далее маски используются для вырезания секций соответствующих частичных вторичных паттернов со смещением и для связывания тем самым пикселов латентного изображения с частичными вторичными паттернами. Получаемые при этом N_S маскированных частичных вторичных паттернов представляют собой части вторичного паттерна со смещением.

6. После этого маскированные вторичные паттерны объединяют (рекомбинируют) в первичный паттерн. Таким образом, первичный паттерн представляет собой смещенный вариант вторичного паттерна, в котором смещение индивидуальных пикселов вторичного паттерна основано на соотношении, установленном между пикселами в латентном изображении и во вторичном паттерне.

Варианты с цветными изображениями

Способы согласно третьему и четвертому вариантам изобретения пригодны для получения цветовых эффектов в кодированных цветных изображениях. В этих вариантах уровень насыщенности является той визуальной характеристикой, которая используется в качестве базы для кодирования изображения. Как и в первом, и во втором вариантах элементы изображения представляют собой пикселы.

Для облегчения понимания строения вторичного паттерна согласно третьему и четвертому вариантам изобретения целесообразно сослаться на черно-белый (Ч-Б) вторичный паттерн в первом и во втором вариантах. Цветной вторичный паттерн может быть получен из Ч-Б вторичного паттерна путем подстановки регулярным образом пикселов, имеющих выбранные вторичные оттенки, вместо групп черных пикселов в черно-белом вторичном паттерне. В результате вторичный паттерн имеет регулярную конфигурацию вторичных оттенков. Такие регулярные конфигурации могут включать изменение регулярным и повторяющимся образом оттенка каждого следующего пиксела или множества пикселов. Уровни насыщенности этих вторичных оттенков совпадают с максимальными уровнями насыщенности, обнаруживаемыми в латентном изображении. Прозрачные (белые) зоны могут быть заполнены черным цветом или оставлены белыми в зависимости от требований метода разделения цветов.

В рассматриваемых вариантах вторичные оттенки представляют собой цвета, которые могут быть выделены из цветного исходного изображения с помощью различных средств, известных специалистам данной отрасли. Вторичный оттенок в комбинации с другими вторичными оттенками при конкретном уровне насыщенности (интенсивности) позволяет обеспечить восприятие более широкого диапазона цветов, чем это может потребоваться для воспроизведения преобразуемого изображения. Примерами вторичных оттенков являются красный, зеленый и синий цвета в цветовой системе RGB. Другой цветовой системой, которая может быть применена для получения вторичных оттенков, является цветовая система CYMK.

В рассматриваемых вариантах насыщенность соответствует уровню интенсивности конкретного первичного оттенка в пределах индивидуального пиксела исходного изображения. Уровень "бесцветный" соответствует самой низкой доступной насыщенности; наивысшая насыщенность соответствует максимальной интенсивности, с которой может быть воспроизведен вторичный оттенок. Насыщенность может быть выражена в относительных единицах (бесцветный оттенок = 0, максимально насыщенный оттенок = 1) или в процентах (бесцветный оттенок = 0%, максимально насыщенный оттенок = 100%), а также с помощью любых других стандартизованных значений, применяемых специалистами.

Как и в первом, и во втором вариантах латентное изображение в типичном случае будет формироваться из исходного изображения. Исходное изображение обычно представляет собой картинку, состоящую из массива пикселов, соответствующих вторичным оттенкам с различной насыщенностью для каждого вторичного оттенка. Исходное изображение становится видным, в упрощенном виде, в качестве латентного изображения, при взаимном наложении первичного и вторичного паттернов. При этом латентное изображение является цифровой версией исходного изображения, образованной массивом пикселов.

Максимальное количество (N_S) уровней насыщенности для конкретного вторичного оттенка, которые могут быть различимыми в латентном изображении, определяется разрешением используемого метода воспроизведения и предпочтительным размером групп пикселов во вторичном паттерне. Количество кодируемых уровней насыщенности не может превосходить N_S = (1 + количество пикселов в суперпикселе вторичного паттерна).

Характеристики третьего и четвертого вариантов определяются также количеством вторичных оттенков (N_H), используемых в применяемом методе разделения цветов.

Согласно третьему варианту после того, как выбрана приемлемая структура вторичного паттерна, выполняются следующие операции по математическому преобразованию вторичного паттерна в первичный паттерн.

1. Определяют и задают общее количество уровней насыщенности (N_S) на основе композиции вторичного паттерна.

2. С использованием стандартных алгоритмов обработки изображения, известных специалистам, осуществляют обработку исходного изображения и его преобразование в цифровую форму с получением латентного изображения, которое формируют таким образом, чтобы оно включало максимальное количество уровней насыщенности в каждом из оттенков цвета.

3. Последовательно анализируют каждый пиксел в латентном изображении, чтобы определить насыщенность вторичного оттенка в пикселе.

4. Каждому пикселу латентного изображения приписывают уникальный адрес [(р, q)nh] в зависимости от его положения в матрице [р×q] и от его оттенка nh (nh=1 для оттенка номер 1, nh=2 для оттенка номер 2, ... nh=N_H для оттенка номер N_H). Как и в первом предпочтительном варианте, координаты могут быть заданы относительно произвольной точки, а не как положения в матрице, особенно когда латентное изображение не является прямоугольным массивом пикселов.

5. Каждый уровень насыщенности обозначают как S_m, где S₁ соответствует самому низкому уровню насыщенности, a S_NS - наиболее интенсивному уровню насыщенности (m - целое число между 1 и N_S). Вторичный оттенок в каждом пикселе латентного изображения обозначают как соответствующий одному из уровней S₁-S_NS, так что пиксел соответственно адресуется как [(р, q)nh, S_m].

6. Аналогичным образом каждому пикселу вторичного паттерна приписывают уникальный адрес [(р, q)nh, ns] в зависимости от его положения в матрице [р×q], его оттенка и насыщенности. После этого вторичный паттерн разделяют на Х блоков пикселов (X - целое число), причем каждый блок представляет наименьший из возможных повторяющихся элементов вторичного паттерна. Адреса пикселов в каждом блоке модифицируют таким образом, чтобы они содержали номер (х) блока, т.е. придают им вид [(р, q)nh, ns, х] (х - целое число в интервале между 1 и X).

7. Пикселам [(р, q)nh, S_m] в латентном изображении приписывают номер х блока, равный номеру блока для пиксела вторичного паттерна, имеющего такие же значения р и q, независимо от соответствующих значений nh и S_m. Пикселы в латентном изображении теперь имеют адрес [(р, q)nh, S_m, х], в котором значение х соответствует аналогичному значению того пиксела вторичного паттерна, который имеет такие же значения р и q. Таким образом устанавливается соответствие между пикселами в латентном изображении и пикселами во вторичном паттерне.

8. Используя латентное изображение, рассчитывают среднюю насыщенность S_m ^av для каждого оттенка nh по всем пикселам в каждом блоке х. При этом каждому блоку приписывают дескриптор {Sm¹, Sm², ... S_m ^nh}x для того, чтобы характеризовать среднее значение насыщенности S_m для каждого оттенка nh в каждом блоке х. Расчетное среднее значение может принимать только один из доступных уровней насыщенности. S_m - это значение насыщенности, которое затем будет использоваться для расчета требуемого смещения пикселов вторичного паттерна.

9. В каждом блоке х вторичного паттерна производят смещение пикселов, соответствующих каждому оттенку nh, по одной из осей изображения в зависимости от уровня насыщенности (S_m) оттенка в дескрипторе {Sm¹, Sm², ... S_m ^hn}x данного блока. Это смещение может производиться по любой из двух осей, однако возможно и комбинированное смещение по двум осям одновременно. Как и в предыдущих вариантах, могут использоваться различные варианты смещений. В соответствии с одним из вариантов пиксел перемещают следующим образом:

на 1 пиксел для S₁

...

на N_S пикселов для S_NS,

в общем случае на m пикселов для S_m.

В альтернативном варианте можно использовать соответствующую формулу, например:

D=(N_S-1)×[(S-S_min)/(S_max-S_min)],

где через D обозначено смещение (т.е. количество пикселов, на которое нужно сдвинуть данный пиксел).

Приемлемый метод состоит также в приписывании равноотстоящих значений D конкретным значениям оттенков с использованием соответствующей таблицы.

Ассоциирование наиболее интенсивной насыщенности с наибольшим смещением может быть изменено на обратное, т.е. аналогичный результат может быть получен и при связывании с наибольшим смещением наименее интенсивной насыщенности.

Приведенные зависимости обеспечивают широкий интервал контраста. Для других применений более подходящими могут оказаться какие-либо иные зависимости.

Получаемое при этом изображение представляет собой первичный паттерн, который, по существу, является смещенной версией вторичного паттерна и в котором смещение зависит от соотношения, установленного между пикселами латентного изображения и пикселами вторичного паттерна.

Согласно четвертому варианту после того, как выбрана приемлемая структура вторичного паттерна, выполняются следующие операции для того, чтобы вручную преобразовать вторичный паттерн в первичный.

1. Определяют и задают общее количество уровней насыщенности (N_S) на основе композиции вторичного паттерна.

2. С использованием стандартных алгоритмов обработки изображения, известных специалистам, осуществляют обработку исходного изображения и его преобразование в цифровую форму с получением латентного изображения.

3. Производят разделение цветов в латентном изображении на множество цветовых оттенков, используя стандартные методы обработки изображения. Каждое изображение для одного оттенка соответствует черно-белой картинке, полученной по результатам цветоделения исходного изображения, в которой оттенок серого характеризует конкретную насыщенность конкретного цветового оттенка.

4. Каждое изображение, соответствующее одному оттенку, подвергают анализу с целью определить наивысший уровень насыщенности каждого вторичного оттенка. Найденные значения затем используют для того, чтобы определить уровни насыщенности вторичных оттенков, как это будет более подробно описано далее.

5. С использованием стандартных алгоритмов обработки изображения динамический диапазон для каждого изображения, соответствующего одному оттенку, расширяют, насколько это возможно (предел такого расширения может варьироваться в зависимости от применяемого программного обеспечения). После этого динамический уровень сводят к N_S уровням насыщенности с последующим повторным расширением динамического диапазона.

6. С применением стандартных, коммерчески доступных программ, таких как Photoshop (предлагаемый фирмой Adobe Systems Incorporated, www.adobe.com), каждое изображение, соответствующее одному оттенку, разделяют на N_S масок, каждая из которых содержит только пикселы, принадлежащие одному оттенку (т.е. принадлежащие S*₁-S*_NS). Каждая маска содержит уникальный набор пикселов из соответствующего изображения, причем каждый пиксел встречается только в одной из масок. Если скомбинировать все подобные маски одного вторичного набора при правильных значениях соответствующих им уровней насыщенности, будет восстановлено исходное изображение.

7. Путем цветоделения вторичного паттерна создают N_H частичных паттернов, каждый из которых содержит только единственный вторичный оттенок.

8. Затем для каждой маски создают частичный вторичный паттерн со смещением, соответствующий ее оттенку и насыщенности. Уровни насыщенности обозначают, как S*₁-S*_NS. При этом смещения могут производиться вправо или влево или вверх или вниз, или одновременно по двум координатам. Величина смещения определяется посредством математической операции (алгоритма), осуществляемой для каждого индивидуального пиксела S₁-S_NS. Для каждого из значений S*₁-S*_NS имеет место отличное от других смещение. Может быть использован широкий набор смещений. В одном из вариантов смещение для каждого пиксела определяется следующим образом:

на 1 пиксел для S*₁

...

на N_S пикселов для S*_NS,

в общем случае

на m пикселов для S*_m.

В альтернативном варианте можно использовать соответствующую формулу, например:

D=(N_S-1)×[(S-S*_min)/(S*_NS-S*_min)],

где через D обозначено смещение (т.е. количество пикселов, на которое нужно сдвинуть данный пиксел).

Приемлемый метод состоит также в приписывании равноотстоящих значений D конкретным значениям уровней насыщенности с использованием соответствующей таблицы.

Ассоциирование наиболее интенсивной насыщенности с наибольшим смещением может быть изменено на обратное, т.е. аналогичный результат может быть получен и при связывании с наибольшим смещением наименее интенсивной насыщенности.

Приведенные зависимости обеспечивают широкий интервал контраста. Для других применений более подходящими могут оказаться какие-либо иные зависимости.

9. Далее маски используются для вырезания секций соответствующих частичных вторичных паттернов со смещением и для связывания тем самым пикселов латентного изображения с частичными вторичными паттернами. Каждый из получаемых при этом N_S×N_H частичных вторичных паттернов со смещением представляет собой сборку частей соответствующего вторичного паттерна со смещением.

10. После этого частичные вторичные паттерны объединяют (рекомбинируют) в первичный паттерн. Таким образом, первичный паттерн представляет собой смещенный вариант вторичного паттерна, в котором смещение основано на уровнях насыщенности пикселов латентного изображения, с которыми было установлено соответствующее отношение.

Альтернативные варианты

В описанные варианты осуществления изобретения могут быть внесены различные модификации. В частности, хотя элементами изображения, как п