Способ маркировки и идентификации объекта

Способ маркировки и идентификации объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к средствам, предназначенным для маркировки защищаемых объектов и для осуществления эффективных мер противодействия несанкционированному воспроизводству (защита штрих-кода выпускаемого изделия, банкнот, пластиковых карт, антиквариата, лекарств и т.д.).

Известны способы маркировки и идентификации, например MIL-STD-1189 или «European Article Numbering Code», у которых информация содержится в расположении различных по ширине штриховых элементов и промежутков. С помощью простого способа печати штриховые элементы наносят в контрастирующем с промежутками цвете на носитель, обычно бумагу или пластиковую пластину и т.д. В продаже имеются считывающие устройства, которые могут считывать такие штрих-коды. Известен способ, в котором осуществляют маркирование объектов данными, содержащими кодированную информацию или электронную цифровую подпись, путем снабжения объекта устройством памяти или носителем информации с указанными данными или нанесения на объект указанных данных. Проверку на подлинность осуществляют с помощью устройства идентификации, выполненного с возможностью преобразования данных в сообщения, которые проверяются по криптографическим алгоритмам. Например, патент РФ №2281552, МПК G06K 5/00, опубликованный в 2003 г.

Наиболее близким аналогом к данному изобретению является способ, описанный в патенте РФ №2291485, МПК G06K 7/00, опубликованном в 2003 г. Способ маркировки и идентификации объекта, при котором через шаблон на защищаемое изделие или этикетку наносятся защитные метки в виде дифракционного рельефного штрих-кода, состоящего из узких прямоугольных полей и промежуточных поверхностей, покрытых микроскопически мелкими оптически-активными структурами. Именно взаимное расположение узких прямоугольных полей и промежуточных поверхностей является закодированной информацией защищаемого изделия. При считывании этой информации защищаемое изделие или этикетку освещают падающим светом, который диафрагирует от узких прямоугольных полей и поляризуется от промежуточных поверхностей, и это обратно-рассеянное излучение считывают считывающим устройством-сканером. Кроме того, для повышения степени защиты добавляют второй слой, наносимый при определенных условиях. Но данный способ имеет ограниченную плотность размещения защитных меток, определяемую самой структурой кода, считывание и дешифрирование закодированной информации требует большого объема оперативной памяти для ее обработки и последующей передачи по сетям.

Задачей изобретения является создание способа с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - повышение надежности и качества защиты изделия, возможность бесконтактного считывания и обеспечение невозможности подделки или замены промаркированных объектов, малый объем памяти для обработки информации считывания и возможность воспроизводства на базе существующих технологий.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе маркировки и идентификации объекта, включающем нанесение через шаблон защитных меток на поверхность, состоящих из микроскопически мелких оптически-активных структур, освещение поверхности первичным излучением, преобразование вторичного излучения в цифровой сигнал с помощью считывающего устройства-сканера и сравнение этого цифрового сигнала с параметрами, заданными шаблоном и хранящимися в памяти считывающего устройства-сканера, в отличие от известного, через шаблон наносят микроскопически мелкие оптически-активные структуры на поверхность полимерной пленки в виде базовых маркеров, задающих координатную сетку, и защитных меток в виде наноточек или наногеометрических фигур, причем защитные метки и маркеры прозрачны в видимом диапазоне и освещают их первичным УФ-излучением, а вторичное излучение является ИК-излучением или УФ-излучением, определяют координаты защитных меток, которые преобразуют в цифровой сигнал в виде взаимно-однозначной функции и сравнивают ее с функцией, заданной в считывающем устройстве-сканере.

Кроме того, добавляют, по крайней мере, еще одну полимерную пленку с нанесенными защитными метками, базовые маркеры которой совмещают с базовыми маркерами первой пленки, и возможно считывание координат только тех защитных меток, которые заранее заданы в считывающем устройстве-сканере.

Предлагаемое изобретение иллюстрируются чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - схема нанесения защитных меток на поверхность;

на фиг.2 - схема нанесения защитных меток на поверхность двух пленок;

на фиг.3 - схема нанесения истинных защитных меток на поверхность полимерной пленки и имитированных защитных меток;

на фиг.4 - графики взаимно-однозначных функций истинных защитных меток и имитированных защитных меток.

На фиг.1 изображена полимерная пленка 1. На нее нанесены базовые маркеры 2 и изображены в виде кругов. Защитные метки 3 нанесены на поверхность полимерной пленки 1 и изображены на фиг.1 в виде черных точек, активных в ИК-области спектра, а защитные метки 4 в виде прямоугольников, активных в УФ-области. Полимерная пленка 1 закрывается с двух сторон износоустойчивыми пленками 5, прозрачными в ИК- и УФ-области спектра.

На фиг.2 изображена полимерная пленка 1, на которую наклеивается с двух сторон износоустойчивая пленка 5 и вторая полимерная пленка 6, которая, в свою очередь, защищается с другой стороны износоустойчивой пленкой 5. На полимерную пленку 6 наносятся базовые маркеры 2, которые совмещаются с базовыми маркерами полимерной пленки 1, и защитные метки 3 и 4, имеющие другие координаты по сравнению с пленкой 1.

На фиг.3 изображена полимерная пленка 1 с системой координат, обозначенной базовыми маркерами, выделенными в виде больших черных кружков и размещенными по углам квадрата, на которую нанесены истинные защитные метки 3 и 4, обозначенные в виде звездочек. Кроме того, эта полимерная пленка 1 совмещена с полимерной пленкой, которую пытаются подделать. Допустим, что все имитированные защитные метки 7, обозначенные в виде малых черных кружков, совпали с истинными защитными метками 3 и 4, кроме одной.

На фиг.4 изображен график взаимно-однозначной функции, построенной после определения координат истинных защитных меток 3 и 4, обозначенных в виде звездочек (кривая G1), и график взаимно-однозначной функции, построенной после определения координат имитированных защитных меток 7, обозначенных (фиг.3) в виде черных кружков (кривая G2). Допустим, что все имитированные метки 7, обозначенные в виде черных точек, совпали с истинными защитными метками 3 и 4, кроме одной. Из графиков на фиг.4 видно отчетливое различие взаимно-однозначных функций. По этому отличию в считывающем устройстве сканера вырабатывается сигнал о подделке. Предлагаемый способ маркировки и идентификации объекта осуществляют в следующей последовательности. Сначала изготавливают шаблон, на котором выполняют отверстия для нанесения на поверхность полимерной пленки 1 базовых маркеров 2 и защитных меток 3 и 4. В качестве защищаемого объекта могут быть использованы марки, бирки со штрих-кодами, пластиковые карточки, банкноты, антиквариат и др. Через изготовленный шаблон (на фиг.1, 2 не показан) на поверхность полимерной пленки 1 (фиг.1) наносятся базовые маркеры 2, показанные в виде кругов, защитные метки 3, показанные в виде черных точек, и защитные метки 4 - в виде прямоугольников. С помощью базовых маркеров 2 на шаблоне задается координатная сетка с началом координат и ее ориентацией. Причем система координат может быть прямоугольной (координаты x, y) или полярной (расстояние и угол). Защитные метки 3 и 4 - это специально отобранные по вторичной светимости в ИК- и УФ-областях нанокластеры редкоземельных ионов или других оптически-активных материалов. Они в виде защитных меток 3 и 4 наносятся путем напыления, эпитаксии, электроосаждения и др. на полимерную пленку 1, пропускающую фотоны в заданной области спектра. Защитные метки 3 и 4 могут быть выполнены в виде наноточек или наногеометрических скоплений (звездочек, сердечек и т.д.). Защитные метки 3 и 4 и базовые маркеры 2 прозрачны в видимом оптическом диапазоне. Затем полимерную пленку 1 закрепляют, например приклеивают, на защищаемое изделие или этикетку, марку, бирку. Для идентификации полимерную пленку 1 освещают первичным УФ-излучением и считывают вторичное излучение с помощью считывающего устройства-сканера. Для этого сначала считывающее устройство-сканер определяет базовые маркеры 2 на полимерной пленке 1 для построения заданной координатной сетки. Вторичное излучение попадает на сканер, где происходит определение координат защитных меток 3 и 4 и преобразование их во взаимно-однозначную функцию, параметры которой должны совпасть с параметрами, которые хранятся в считывающем устройстве-сканере.

На фиг.2 изображены две полимерные пленки 1 и 6, которые для повышения степени защиты размещаются одна под другой, с совмещенными базовыми маркерами 2, между которыми находится износоустойчивая пленка 5, но можно накладывать полимерные пленки 1 и 6 без износоустойчивой пленки 5 между ними.

Кроме того, в считывающем устройстве-сканере число заранее заданных считываемых координат М защитных меток может не совпадать с полным числом нанесенных защитных меток N.

Объем С размещаемой информации (информационная емкость, включающая в себя размер символов и емкость кода) определим по формуле [Справочник по специальным функциям. Под редакцией М.Абрамовица и И.Стиган, Москва, Наука, гл. ред. физ.-мат. литературы, 1979, стр.625].

где N - полный набор нанесенных защитных меток; М - число защитных меток, которые задаются в считывающем устройстве-сканере; ! - знак факториала.

Для оценки выигрыша Р по объему размещаемой информации возьмем для сравнения наиболее развитый, насколько известно нам из статьи Dr. Andy Longacre, Jr., способ нанесения информации на изделия в виде двумерных штрих-кодов. Возьмем для примера размер 125×125 символов и емкости кода.

Тогда для нашего случая выигрыш Р определится по формуле:

где величины Н и W - служат для обозначения размера матрицы по горизонтали и вертикали и определяют число символов (Н) и емкость кода (W). Полагая в формуле (1) N=125, М=70 и взяв H=W=125, получим оценку величины Р по формуле (2):

Р=125!/(70!×55!×125²)˜10³².

Взаимно-однозначная функция (функция обобщенного среднего ФОС) и способ ее выражения минимальным числом подгоночных параметров (6-8) достаточны для однозначного описания заданного N>125 количества защитных меток. Детали обоснования этого утверждения изложены в статье R.R.Nigmatullin. "The statistics of the fractional moments: Is there any chance to read "quantitatively" any randomness?" Journal of Signal Processing, 86 (2006) pp.2529-2547.

Преимущества данного способа:

- в обеспечении невозможности подделки, поскольку набор комбинаций расположения и считывания защитных меток равен (или больше при увеличении размера матрицы) величине ˜10³²;

- способ однозначного считывания расположения и числа защитных меток М, задаваемых программой устройства-сканера, известен только изготовителю и не может быть воспроизведен никаким другим способом;

- ввиду малого объема обрабатывающей программы, преобразующей координаты М защитных меток во взаимно-однозначную функцию, характеризуемую, в свою очередь, 6-8 количественными параметрами, габариты портативного считывающего устройства-сканера могут быть значительно уменьшены и сконструированы в виде малой приставки, подключаемой к серийному мобильному телефону. Вся обрабатывающая программа может быть «зашита» в микрочип с закрытым доступом к нему.

1. Способ маркировки и идентификации объекта, включающий нанесение через шаблон защитных меток на поверхность, состоящих из микроскопически мелких оптически-активных структур, освещение поверхности первичным излучением, преобразование вторичного излучения в цифровой сигнал с помощью считывающего устройства-сканера и сравнение этого цифрового сигнала с параметрами, заданными шаблоном и хранящимися в памяти считывающего устройства-сканера, отличающийся тем, что через шаблон наносят микроскопически мелкие оптически-активные структуры на поверхность полимерной пленки в виде базовых маркеров, задающих координатную сетку, и защитных меток в виде наноточек или наногеометрических фигур, причем защитные метки и маркеры прозрачны в видимом диапазоне, и освещают их первичным УФ-излучением, а вторичное излучение является ИК-излучением или УФ-излучением, определяют координаты защитных меток, которые преобразуют в цифровой сигнал в виде взаимно-однозначной функции, и сравнивают ее с функцией, заданной в считывающем устройстве-сканере.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавляют, по крайней мере, еще одну полимерную пленку с нанесенными защитными метками, базовые маркеры которой совмещают с базовыми маркерами первой пленки.

3. Способ по п.1,отличающийся тем, что считывают координаты только тех защитных меток, координаты которых заранее заданы в считывающем устройстве-сканере.