專(zhuān)利名稱(chēng)：自校準(zhǔn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自校準(zhǔn)，并且，特別地但不排他地涉及確定物品的真實(shí)性的情況下的匹配算法的自校準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
在物理物品的鑒定領(lǐng)域中，依賴(lài)于物品的標(biāo)識(shí)符是已知的?？梢允褂没谖锢硇再|(zhì)的標(biāo)識(shí)符，它們可包含嵌入的反射性粒子(W002/50790A1、US6584214)或物品的未修改的表面(W02005/088533)。為了基于這種標(biāo)識(shí)符提供鑒定結(jié)果，必須將來(lái)自要被鑒定的物品的讀數(shù)與存儲(chǔ)的讀數(shù)結(jié)果相比較。對(duì)于這種比較，使用匹配尋找算法。鑒于現(xiàn)有系統(tǒng)的已知的缺點(diǎn)，構(gòu)想了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
從第一面看，本發(fā)明提供在比較從不同物品的固有物理表面性質(zhì)得出的簽名以鑒別和驗(yàn)證物品的系統(tǒng)內(nèi)，以及在從不同物品的固有物理表面性質(zhì)產(chǎn)生簽名的系統(tǒng)內(nèi)，由具有高襯度打印或著色過(guò)渡的表面導(dǎo)致的處理假象的減輕。從另一方面看，本發(fā)明可提供一種用于在模糊數(shù)據(jù)簽名之間執(zhí)行比較的方法，該方法包括在測(cè)試簽名和多個(gè)記錄簽名中的每一個(gè)之間執(zhí)行相互比較，和使用自校準(zhǔn)方法確定測(cè)試簽名是否匹配所述多個(gè)記錄簽名中的一個(gè)。使用自校準(zhǔn)方法允許用于創(chuàng)建的簽名的信號(hào)中的高的幅度信號(hào)強(qiáng)度過(guò)渡被處理以減輕由這種導(dǎo)致來(lái)自信號(hào)的信息損失的大過(guò)渡導(dǎo)致的處理假象。在一些例子中，該自校準(zhǔn)方法利用每個(gè)簽名位的隨機(jī)性的測(cè)量。因此，通過(guò)打印或著色效果而不是通過(guò)物品材料的固有表面性質(zhì)導(dǎo)致具有相同的位值的那些位在確定是否出現(xiàn)匹配時(shí)相比不受或很少受打印或著色影響的那些位可被給予較小的權(quán)重。在一些例子中，從記錄簽名的最佳推定匹配候選和記錄簽名的一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選之間的比較得出所述隨機(jī)性的測(cè)量。因此，可以在不執(zhí)行導(dǎo)致簽名的物品表面的單獨(dú)的詳細(xì)分析的情況下確定隨機(jī)性的測(cè)量。在一些例子中，所述比較包含執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選中的每一個(gè)對(duì)于最佳推定匹配候選的滑動(dòng)互相關(guān)，以確定最佳相關(guān)位置，并且其中，通過(guò)確定最佳推定匹配候選的每位的位值與所述一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選中的每一個(gè)中的相同位位置上的位值在所述最佳相關(guān)位置上相同的次數(shù)，得出所述隨機(jī)性的測(cè)量。因此，可通過(guò)對(duì)于類(lèi)似但不相同的物品的大量的簽名檢查特定位值相同的次數(shù)而得出被賦予特定位的權(quán)重。在一些例子中，該方法還包括使用隨機(jī)性的所述測(cè)量以確定關(guān)于是否從與測(cè)試簽名相同的物品得出所述最佳推定匹配簽名的置信結(jié)果。因此該匹配測(cè)試可以是示出對(duì)該測(cè)試簽名匹配或不匹配的強(qiáng)度的置信度結(jié)果。在一些例子中，通過(guò)包含以下步驟的方法從物品產(chǎn)生每個(gè)簽名將相干束依次引
5導(dǎo)到所述物品的多個(gè)不同的區(qū)域中的每一個(gè)上；從當(dāng)所述相干束從所述物品的不同的區(qū)域散射時(shí)獲得的信號(hào)收集包含數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的集合，其中，數(shù)據(jù)點(diǎn)的組中的不同的組涉及來(lái)自所述物品的各自不同的區(qū)域的散射；和從數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的所述集合確定所述物品的簽名。因此，從物品表面結(jié)構(gòu)得出簽名，從而允許單獨(dú)地識(shí)別類(lèi)似但不相同的物品。在一些例子中，所述確定包含對(duì)于大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度封頂；和使用封頂?shù)姆葦?shù)據(jù)以確定所述簽名。由此，可以減少或消除掩蓋描述所述物品表面結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)時(shí)的大幅度過(guò)渡的效果。在一些例子中，所述封頂包含識(shí)別大幅度的過(guò)渡并且限制過(guò)渡的幅度。由此，可單獨(dú)地識(shí)別和封頂大幅度過(guò)渡。在一些例子中，所述封頂包含微分所述強(qiáng)度數(shù)據(jù)；選擇低百分位處的微分值；縮放所選擇的值以確定閾值；將具有大于所述閾值的值的所有微分設(shè)為零；和重新積分修改的微分。通過(guò)使用微分處理執(zhí)行它并且對(duì)于數(shù)據(jù)集合確定適當(dāng)?shù)拈撝担摷夹g(shù)避免使不出現(xiàn)大的過(guò)渡的數(shù)據(jù)畸變，并且成功地減少高襯度過(guò)渡的幅度。從另一方面看，本發(fā)明提供一種用于產(chǎn)生物品的簽名的方法，該方法包括將相干束順序引導(dǎo)到所述物品的多個(gè)不同區(qū)域中的每一個(gè)上；從當(dāng)相干束從所述物品的不同區(qū)域散射時(shí)獲得的信號(hào)收集包含數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的集合，其中，數(shù)據(jù)點(diǎn)的組中的不同的組涉及來(lái)自所述物品的各自不同區(qū)域的散射；和從數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的所述集合確定所述物品的簽名，所述確定包含將大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度封頂，并且使用封頂?shù)姆葦?shù)據(jù)確定所述簽名。 因此，可以減少或消除掩蓋描述物品表面結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)時(shí)的大幅度過(guò)渡的效果。在一些例子中，封頂包含識(shí)別大幅度過(guò)渡且限制過(guò)渡的幅度。由此，可單獨(dú)地識(shí)別和封頂大幅度過(guò)渡。在一些例子中，所述封頂包含微分所述強(qiáng)度數(shù)據(jù)；選擇低百分位處的微分值；縮放所選擇的值以確定閾值；將具有大于閾值的值的所有微分設(shè)為零；和重新積分修改的微分。通過(guò)使用微分處理執(zhí)行它并且對(duì)于數(shù)據(jù)集合確定適當(dāng)?shù)拈撝担摷夹g(shù)避免使不出現(xiàn)大的過(guò)渡的數(shù)據(jù)畸變，并且成功地減少高襯度過(guò)渡的幅度。從另一方面看，本發(fā)明提供用于比較模糊數(shù)據(jù)簽名的裝置，其能夠操作為執(zhí)行和/ 或包括用于執(zhí)行以上闡述的方法中的任一項(xiàng)的裝置。從另一方面看，本發(fā)明提供一種能夠操作為在模糊數(shù)據(jù)簽名之間執(zhí)行比較的裝置，該裝置包括相互比較單元，能夠操作為在測(cè)試簽名和多個(gè)記錄簽名中的每一個(gè)之間執(zhí)行比較；和確定單元，能夠操作為通過(guò)利用每個(gè)簽名位的隨機(jī)性的測(cè)量，使用自校準(zhǔn)方法確定測(cè)試簽名是否匹配所述多個(gè)記錄簽名中的一個(gè)以執(zhí)行所述確定。使用自校準(zhǔn)方法允許用于創(chuàng)建簽名的信號(hào)中的高的幅度信號(hào)強(qiáng)度過(guò)渡被處理以減輕由這種導(dǎo)致來(lái)自信號(hào)的信息的損失的大過(guò)渡導(dǎo)致的處理假象。在一些例子中，確定單元可操作利用每個(gè)簽名位的隨機(jī)性的測(cè)量以執(zhí)行確定。因此，通過(guò)打印或著色效果而不是通過(guò)物品材料的固有表面性質(zhì)導(dǎo)致具有相同的位值的那些位在確定是否出現(xiàn)匹配時(shí)相比不受或很少受打印或著色影響的那些位可被給予較小的權(quán)重。在一些例子中，所述確定單元能夠操作為從所述記錄簽名的最佳推定匹配候選和所述記錄簽名的一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選之間的比較得出所述隨機(jī)性的測(cè)量。因此，可以在不執(zhí)行導(dǎo)致簽名的物品表面的單獨(dú)的詳細(xì)分析的情況下確定隨機(jī)性的測(cè)量。在一些例子中，所述確定單元能夠操作為通過(guò)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選中的每一個(gè)對(duì)于最佳推定匹配候選的滑動(dòng)互相關(guān)以確定最佳相關(guān)位置，來(lái)執(zhí)行所述比較，并且，能夠操作為通過(guò)確定最佳推定匹配候選的每位的位值與所述一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選中的每一個(gè)中的相同位位置上的位值在所述最佳相關(guān)位置上相同的次數(shù)，得出所述隨機(jī)性的測(cè)量。因此，可通過(guò)對(duì)于類(lèi)似但不相同的物品的大量的簽名檢查特定位值相同的次數(shù)而得出被賦予特定位的權(quán)重。在一些例子中，所述確定單元能夠操作為進(jìn)一步使用隨機(jī)性的所述測(cè)量以確定關(guān)于是否從與測(cè)試簽名相同的物品得出所述最佳推定匹配簽名的置信結(jié)果。因此該匹配測(cè)試可以是示出對(duì)該測(cè)試簽名匹配或不匹配的強(qiáng)度的置信度結(jié)果。在一些例子中，裝置還包括能夠操作為從物品產(chǎn)生測(cè)試簽名的簽名產(chǎn)生器，該簽名產(chǎn)生器包含源，能夠操作為將相干束順序引導(dǎo)到物品的多個(gè)不同區(qū)域中的每一個(gè)上； 檢測(cè)器，能夠操作為從當(dāng)所述相干束從所述物品的不同區(qū)域散射時(shí)獲得的信號(hào)收集包含數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的集合，其中，數(shù)據(jù)點(diǎn)的組中的不同組涉及來(lái)自所述物品的各自不同區(qū)域的散射； 和確定器，能夠操作為從數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的所述集合確定所述物品的簽名。由此，從允許單獨(dú)識(shí)別類(lèi)似但不相同的物品的物品表面結(jié)構(gòu)得出簽名。在一些例子中，確定器能夠操作為對(duì)于大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度封頂；和使用封頂?shù)姆葦?shù)據(jù)以確定所述簽名。由此，可以減少或消除掩蓋描述物品表面結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)時(shí)的大幅度過(guò)渡的效果。在一些例子中，所述確定器能夠操作為通過(guò)識(shí)別大幅度過(guò)渡并且限制所述過(guò)渡的幅度而封頂大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度。由此，可以單獨(dú)地識(shí)別和封頂大幅度過(guò)渡。在一些例子中，所述確定器能夠操作為通過(guò)以下的步驟封頂大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度微分所述強(qiáng)度數(shù)據(jù)；選擇低百分位處的微分值；縮放所選擇的值以確定閾值；將具有大于所述閾值的值的所有微分設(shè)為零；和重新積分修改的微分。通過(guò)使用微分處理執(zhí)行它并且對(duì)于數(shù)據(jù)集合確定適當(dāng)?shù)拈撝担摷夹g(shù)避免使不出現(xiàn)大過(guò)渡的數(shù)據(jù)畸變，并且成功地減少高襯度過(guò)渡的幅度。從另一方面看，本發(fā)明提供一種用于產(chǎn)生物品的簽名的裝置，該裝置包括源，能夠操作為將相干束順序引導(dǎo)到所述物品的多個(gè)不同區(qū)域中的每一個(gè)上；檢測(cè)器，能夠操作為從當(dāng)所述相干束從所述物品的不同區(qū)域散射時(shí)獲得的信號(hào)收集包含數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的集合， 其中，數(shù)據(jù)點(diǎn)的組中的不同組涉及來(lái)自所述物品的各自不同區(qū)域的散射；和確定器，能夠操作為從數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的所述集合確定所述物品的簽名，所述確定器能夠操作為將大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度封頂并且使用封頂?shù)姆葦?shù)據(jù)以確定所述簽名。由此，可以減少或消除掩蓋描述物品表面結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)時(shí)的大幅度過(guò)渡的效果。在一些例子中，確定器能夠操作為通過(guò)識(shí)別大幅度過(guò)渡并且限制過(guò)渡的幅度而封頂大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度。由此，可以單獨(dú)地識(shí)別和封頂大幅度的過(guò)渡。在一些例子中，所述確定器能夠操作為通過(guò)以下的步驟封頂大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度微分所述強(qiáng)度數(shù)據(jù)；選擇低百分位處的微分值；縮放所選擇的值以確定閾值；將具有大于所述閾值的值的所有微分設(shè)為零；和重新積分修改的微分。通過(guò)使用微分處理執(zhí)行它并且對(duì)于數(shù)據(jù)集合確定適當(dāng)?shù)拈撝?，該技術(shù)避免使不出現(xiàn)大的過(guò)渡的數(shù)據(jù)畸變，并且成功地減少高的襯度過(guò)渡的幅度。從以下的描述和所附的權(quán)利要求，本發(fā)明的其它的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得十分明顯。


為了更好地理解本發(fā)明并示出可以如何實(shí)施它，現(xiàn)在作為例子參照附圖，在這些附圖中圖1表示讀取器裝置的示意性側(cè)視圖；圖2表示讀取器裝置的功能部件的示意性框圖；圖3是紙面的顯微圖像；圖4表示塑料表面的等價(jià)圖像；圖fe和恥表示對(duì)于由非法向入射導(dǎo)致的對(duì)反射的影響；圖6和圖7表示檢測(cè)器數(shù)值孔徑對(duì)于對(duì)非法向入射的抗力的影響；圖8是表示如何可從掃描產(chǎn)生物品的簽名的流程圖；圖9a 9c示意性地表示高襯度過(guò)渡對(duì)于收集的數(shù)據(jù)的影響；圖10示意性地表示高襯度過(guò)渡對(duì)于位匹配比率的影響；圖Ila Ilc示意性地表示通過(guò)過(guò)渡封頂導(dǎo)致的高襯度過(guò)渡對(duì)于收集的數(shù)據(jù)的影響的減輕；圖12表示可如何執(zhí)行過(guò)渡封頂?shù)牧鞒虉D；圖13a和圖1 表示過(guò)渡封頂對(duì)于來(lái)自具有大量的高幅度過(guò)渡的表面的數(shù)據(jù)的影響；圖1 和圖14b表示過(guò)渡封頂對(duì)于來(lái)自沒(méi)有高幅度過(guò)渡的表面的數(shù)據(jù)的影響；圖15是表示如何可針對(duì)簽名數(shù)據(jù)庫(kù)驗(yàn)證從掃描獲得的物品的簽名的流程圖；圖16示意性表示可如何減輕高襯度過(guò)渡對(duì)于位匹配比率的影響；圖17是表示如何出于驗(yàn)證目的掃描文件的總體處理和向用戶(hù)呈現(xiàn)的結(jié)果的流程圖；圖18a是表示可如何改變圖15的驗(yàn)證處理以應(yīng)對(duì)掃描中的非理想性的流程圖；圖18b是表示可如何改變圖15的驗(yàn)證處理以應(yīng)對(duì)掃描中的非理想性的另一例子的流程圖；圖19A表示從掃描收集的互相關(guān)數(shù)據(jù)的例子；圖19b表示從被掃描物品發(fā)生畸變的掃描中收集的互相關(guān)數(shù)據(jù)的例子；圖19C表示從以非線性速度掃描被掃描物品的掃描中收集的互相關(guān)數(shù)據(jù)的例子。雖然可對(duì)于本發(fā)明提出各種修改和替代性的形式，但是，在附圖中作為例子并且這里詳細(xì)描述特定的實(shí)施例。但是，應(yīng)當(dāng)注意，附圖及其詳細(xì)的描述不是要將本發(fā)明限于所公開(kāi)的特定形式，相反，本發(fā)明要覆蓋落入由所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的修改、等同物和替代方式。
具體實(shí)施例方式為了提供用于唯一地識(shí)別物品的精確的方法，能夠使用依賴(lài)于來(lái)自物品表面的光學(xué)反射的系統(tǒng)。參照?qǐng)D1 19描述這種系統(tǒng)的例子。
這里描述的示例性系統(tǒng)是由hgenia Technologies Ltd開(kāi)發(fā)和出售的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可操作為分析諸如紙頁(yè)的紙、卡板、塑料或金屬物品、身份證或護(hù)照、安全密封、支付卡等的隨機(jī)的表面構(gòu)圖，以唯一地識(shí)別給定的物品。在大量的公開(kāi)的專(zhuān)利申請(qǐng)中詳細(xì)描述了該系統(tǒng)，包括在2004年3月12日提交的GB0405641. 2(在2005年9月 14日公開(kāi)為GBMl 1954)、在2004年8月13日提交的GB0418138. 4(在2006年3月8 日公開(kāi)為GBM17707)、在2004年8月13日提交的US60/601464、在2004年8月13日提交的US60/601463、在2004年9月15日提交的US60/610075、在2004年8月13日提交的GB0418178. 0 (在2006年2月15日公開(kāi)為GBM17074)、在2004年8月13日提交的US60/601219、在2004年8月13日提交的GB0418173. 1 (在2006年3月1日公開(kāi)為GBM17592)、在2004年8月13日提交的US60/601500、在2005年5月11日提交的GB0509635. 9(在2006年11月15日公開(kāi)為GBM^lOO)、在2005年5月11日提交的US60/679892、在2005年7月27日提交的GB0515464. 6 (在2007年2月7日公開(kāi)為GBM^846)、在2005年7月27日提交的US60/702746、在2005年7月27日提交的GB0515461. 2 (在2007年2月14日公開(kāi)為GBM^096)、在2005年7月27日提交的US60/7(^946、在2005年7月27日提交的GB0515465. 3 (在2007年2月14日公開(kāi)為GBM^09》、在2005年7月27日提交的US60/7(^897、在2005年7月27提交的GB0515463. 8 (在2007年2月7日公開(kāi)為GBM^948)、在2005年7月27日提交的US60/702742、在2005年7月27日提交的GB0515460. 4 (在2007年2月14日公開(kāi)為、在2005年7月27日提交的US60/702732、在2005年7月27日提交的GB0515462. 0 (在2007年2月14日公開(kāi)為GBM^097)、在2005年7月27日提交的US60/704354、在2005年9月8日提交的GB0518;342. 1 (在2007年3月14日公開(kāi)為GBM^950)、在2005年9月8日提交的US60/715044、在2005年10月沘日提交的GB0522037. 1 (在2007年5月2日公開(kāi)為GBM31759)、在2005年10月沘日提交的US60/731531、在2005年12月23日提交的GB05^420. 5(在2007年7月27日公開(kāi)為GBM3363》、在2005年12月23日提交的US60/753685、在2005年12月23日提交的GB05^662. 2、在2005年12月23日提交的US60/753633、在2006年1月16日提交的GB0600828. 8 (在2007年7月25日公開(kāi)為GBM!M442)、在2006年1月25日提交的US60/761870、在2006年6月12日提交的GB0611618. 0 (在2008年1月30日公開(kāi)為GBM40386)、在2006年6月12日提交的US60/804537、在2007年6月13日提交的 GB0711461. 4(在2008年12月17日公開(kāi)為GBM50131)和在2006年6月13日提交的 US60/943801 (均由Cowburn等發(fā)明)，在這里加入它們的全部的內(nèi)容作為參考。作為解釋?zhuān)F(xiàn)在給出hgenia Technologies有限公司的系統(tǒng)的操作方法的簡(jiǎn)要描述。圖1表示讀取器裝置1的示意性側(cè)視圖。光學(xué)讀取器裝置1用于從配置于裝置的讀取容積中的物品(未示出)測(cè)量簽名。通過(guò)作為外殼12中的狹縫的讀取孔徑10形成讀取容積。外殼12包含裝置的主要光學(xué)部件。狹縫主要沿χ方向(參照?qǐng)D中的插入軸)延伸。主要光學(xué)部件是用于產(chǎn)生相干激光束15的激光源14和由k個(gè)光電檢測(cè)器元件制成的標(biāo)為16a和16b的檢測(cè)器裝置16，這里，在本例子中，k = 2。激光束15被聚焦裝置18聚焦成沿y方向(與圖面垂直的方向)延伸并且位于讀取孔徑的平面中的細(xì)長(zhǎng)的焦點(diǎn)。在一個(gè)示例性讀取器中，細(xì)長(zhǎng)焦點(diǎn)具有約5mm的長(zhǎng)軸尺寸和約40微米的短軸尺寸。這些光學(xué)部件包含于子組件20中。在示出的例子中，檢測(cè)器元件16a、16b分布于束軸的任一側(cè)，以不同的角度從束軸偏移，以收集在來(lái)自讀取容積中存在的物品的反射中散射的光。在一個(gè)例子中，偏移角度為士45度，在另一例子中，角度為-30度和+50度。束軸的任一側(cè)的角度可被選擇為不相等，使得它們收集的數(shù)據(jù)點(diǎn)盡可能地?zé)o關(guān)。但是，在實(shí)際中，已經(jīng)確定這對(duì)于操作不是必要的，并且使檢測(cè)器在入射束的任一側(cè)具有相等的角度是優(yōu)選地可工作的配置。在共同的面中配置檢測(cè)器元件。當(dāng)相干束從讀取容積散射時(shí)，光電檢測(cè)器元件16a和 16b檢測(cè)從位于外殼上的物品散射的光。如圖所示，源被安裝為引導(dǎo)激光束15，以使其束軸沿ζ方向，使得它將以法向入射而打到讀取孔徑中的物品上。一般地，希望焦點(diǎn)深度較大，使得沿ζ方向放置的物品的任何差異不在讀取孔徑的面中導(dǎo)致束尺寸的明顯變化。在一個(gè)例子中，焦點(diǎn)深度為足夠大以產(chǎn)生良好結(jié)果的約士2mm。在其它的配置中，焦點(diǎn)深度可以更大或更小。焦點(diǎn)深度、數(shù)值孔徑和工作距離的參數(shù)是相互依賴(lài)的，從而導(dǎo)致斑點(diǎn)尺寸和焦點(diǎn)深度之間的公知的折衷。在一些配置中，焦點(diǎn)可以是可調(diào)整的，并且，與范圍尋找手段結(jié)合，焦點(diǎn)可被調(diào)整為瞄準(zhǔn)以位于可用的焦點(diǎn)范圍內(nèi)的物品。為了使得能夠讀取目標(biāo)物品上的大量的點(diǎn)，物品和讀取器裝置可被配置以允許入射束和相關(guān)的檢測(cè)器相對(duì)于目標(biāo)物品移動(dòng)。可通過(guò)移動(dòng)物品、掃描儀組件或兩者配置它。在一些例子中，物品可保持在與讀取器裝置外殼相鄰的位置中，并且，掃描儀組件可在讀取器裝置內(nèi)移動(dòng)以導(dǎo)致該動(dòng)作。作為替代方案，例如，在物品沿傳輸器行進(jìn)的同時(shí)物品通過(guò)固定位置掃描儀的生產(chǎn)線的情況下，物品可移動(dòng)通過(guò)掃描儀組件。在其它的替代方案中，物品和掃描儀可均保持靜止，而定向聚焦裝置使得相干光束行進(jìn)跨過(guò)目標(biāo)。這會(huì)要求檢測(cè)器隨光束移動(dòng)，或者靜止的檢測(cè)器可被定位以從目標(biāo)上的光束的所有入射位置接收反射。圖2是以上討論的讀取器裝置的邏輯部件的示意性框圖。激光發(fā)生器14被控制和簽名產(chǎn)生單元36控制。可選地，電動(dòng)機(jī)22也可被控制和簽名產(chǎn)生單元36控制?？蛇x地， 如果實(shí)現(xiàn)某形式的移動(dòng)檢測(cè)或線性化裝置(示為19)以測(cè)量目標(biāo)通過(guò)讀取器裝置的移動(dòng)， 并且/或者測(cè)量并由此應(yīng)對(duì)這些相對(duì)移動(dòng)中的非線性，那么可通過(guò)使用控制和簽名產(chǎn)生單元36控制它。來(lái)自目標(biāo)表面掃描區(qū)域的激光束的反射被光電檢測(cè)器16檢測(cè)。如上面討論的那樣，在一些例子中，可以設(shè)置多于一個(gè)的光電檢測(cè)器。來(lái)自光電檢測(cè)器16的輸出在傳遞到控制和簽名產(chǎn)生單元36以供處理以產(chǎn)生特定目標(biāo)表面掃描區(qū)域的簽名之前被模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 31數(shù)字化。ADC可以是數(shù)據(jù)捕獲電路的一部分，或者，它可以是單獨(dú)的單元，或者，它可被集成到控制和簽名產(chǎn)生單元36的微控制器或微處理器中?？刂坪秃灻a(chǎn)生單元36可以使用呈現(xiàn)入射位置信息的激光束以確定各組的光電檢測(cè)器反射信息的掃描區(qū)域位置。由此，可以產(chǎn)生基于掃描區(qū)域的被掃描部分的所有或選擇部分的簽名。在少于整個(gè)掃描區(qū)域的區(qū)域包含于簽名中的情況下，簽名產(chǎn)生單元36可在產(chǎn)生簽名時(shí)簡(jiǎn)單地忽略從掃描區(qū)域的其它部分接收的任何數(shù)據(jù)。作為替代方案，在出于諸如來(lái)自目標(biāo)的圖像型數(shù)據(jù)的定位或收集的另一目的使用來(lái)自整個(gè)掃描區(qū)域的數(shù)據(jù)的情況下，整個(gè)數(shù)據(jù)組可出于附加的目的被控制和簽名產(chǎn)生單元36使用，并然后在實(shí)現(xiàn)該附加的目的之后被保持或被舍棄。
可以理解，可以物理地在各種裝置組合中實(shí)施圖2所示的各種邏輯元件。例如，在一些情況下，可以在掃描裝置內(nèi)包含所有的元件。在其它的情況下，掃描裝置可僅包含激光發(fā)生器14、電動(dòng)機(jī)22 (如果有的話)和光電檢測(cè)器16，所有剩余的元件位于單獨(dú)的一個(gè)或多個(gè)物理單元中。也可使用邏輯元件的物理分布的其它組合。并且，控制和簽名產(chǎn)生單元 36可被分成多個(gè)單獨(dú)的物理單元。例如，可存在實(shí)際控制激光發(fā)生器14和電動(dòng)機(jī)(如果有的話)的第一單元、計(jì)算激光束當(dāng)前入射位置信息的第二單元、識(shí)別要用于產(chǎn)生簽名的掃描數(shù)據(jù)的第三單元和實(shí)際計(jì)算簽名的第四部分?？梢岳斫猓赏ㄟ^(guò)使用諸如專(zhuān)用集成電路(ASIC)或?qū)Ｓ媚M處理電路的專(zhuān)用處理配置實(shí)現(xiàn)由ADC 31和/或控制和簽名產(chǎn)生單元36實(shí)現(xiàn)的處理步驟中的一些或全部。作為替代方案，或者，另外，可通過(guò)使用諸如數(shù)字信號(hào)處理器的可編程處理裝置或諸如可用于常規(guī)的個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)(例如，個(gè)人數(shù)字助理或PDA)或智能電話中的多用途處理器，實(shí)現(xiàn)由束ADC 31和/或控制和簽名產(chǎn)生單元36實(shí)現(xiàn)的處理步驟中的一些或全部。在使用可編程處理裝置的情況下，可以理解，可以使用一個(gè)或多個(gè)軟件程序以使得可編程裝置實(shí)現(xiàn)所希望的功能。這種軟件程序可實(shí)施于諸如磁盤(pán)或光盤(pán)的載體介質(zhì)上或者數(shù)據(jù)通信信道上的傳輸用信號(hào)上。為了示出這些例子中的系統(tǒng)可讀取的表面性質(zhì)，圖3和圖4分別示出紙和塑料物
品表面。圖3是具有覆蓋約0.5X0. 2mm的區(qū)域的圖像的紙表面的顯微圖像。該圖被包含以示出諸如來(lái)自紙的在宏觀上平坦的表面在許多情況下在微觀尺度上高度結(jié)構(gòu)化。對(duì)于紙，作為構(gòu)成紙的木材或其它的植物纖維的相互交織的網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果，表面在微觀上高度結(jié)構(gòu)化。該圖還示出為約10微米的木材纖維的特征長(zhǎng)度尺度。該尺寸與相干束的光學(xué)波長(zhǎng)具有正確的關(guān)系，以導(dǎo)致衍射并且還擴(kuò)散具有依賴(lài)于纖維取向的輪廓的散射。因此，可以理解，如果讀取器要被設(shè)計(jì)為被用于特定類(lèi)型的貨品，那么可對(duì)于要被掃描的貨品類(lèi)別的結(jié)構(gòu)特征尺寸定制激光的波長(zhǎng)。從圖中還可看出，各紙片的局部表面結(jié)構(gòu)將是唯一的，原因是它依賴(lài)于各單個(gè)木材纖維如何被配置。因此，由于具有作為通過(guò)由自然定律掌握的處理被制造的結(jié)果唯一的結(jié)構(gòu)，因此紙與現(xiàn)有技術(shù)的諸如特殊的樹(shù)脂代幣或磁性材料沉積的特殊制造的代幣沒(méi)有不同。這同樣適用于許多其它類(lèi)型的物品。圖4示出塑料表面的等價(jià)圖像。該原子力顯微鏡圖像清楚地表示宏觀上平滑的塑料表面的不均勻的表面。從該圖可以推測(cè)，該表面比圖3所示的紙表面平滑，但是，即使這種水平的表面波動(dòng)也可通過(guò)使用本例子的簽名產(chǎn)生方案被唯一地識(shí)別。換句話說(shuō)，當(dāng)可以從各種各樣的日常物品以直接的方式測(cè)量唯一的特性時(shí)，制造特殊制備的代幣的努力和花費(fèi)基本上是沒(méi)有意義的?，F(xiàn)在描述利用物品的表面(或傳送的情況下的內(nèi)部)的天然結(jié)構(gòu)的散射信號(hào)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)值處理。如以上的圖1所示，通過(guò)大量的檢測(cè)器16收集從表面反射的聚焦相干光。檢測(cè)器接收跨過(guò)檢測(cè)器的區(qū)域的反射光。反射光包含關(guān)于光入射位置處表面的信息。如上面討論的那樣，該信息可包含表面在微觀水平上的表面粗糙度的信息。該信息由反射光以反射光的觀察圖案中的特征的波長(zhǎng)的形式承載。通過(guò)檢測(cè)這些波長(zhǎng)特征，可基于表面的表面結(jié)構(gòu)導(dǎo)出指紋或簽名。通過(guò)測(cè)量表面上的大量位置上的反射，指紋或簽名可基于表面的大量樣本，由此使其更加容易，然后在以后的日期重新讀取該表面，以使來(lái)自后面的讀數(shù)的簽名與來(lái)自初始讀數(shù)的簽名匹配。反射光包含兩個(gè)主要角度波長(zhǎng)或角度頻率區(qū)域上的信息。高角度頻率(短波長(zhǎng)) 信息是常規(guī)上稱(chēng)為斑點(diǎn)(speckle)的信息。該高角度頻率分量一般具有0.5度的量級(jí)的角度周期性。還存在一般具有15度的量級(jí)的角度周期性的低角度頻率(長(zhǎng)波長(zhǎng))信息。如上所述，各光電檢測(cè)器在將稱(chēng)為θ n的立體角度上收集反射光。假定在本公開(kāi)中每個(gè)光電檢測(cè)器在正方形或圓形區(qū)域上收集光。光收集的立體角度可在不同的光電檢測(cè)器16之間改變。每個(gè)光電檢測(cè)器16測(cè)量來(lái)自表面的具有最小角度的反射光，該最小角度稱(chēng)為er。因此，由給定的光電檢測(cè)器16檢測(cè)的光包含相對(duì)于表面的角度在θ^和θ
之間的反射束。如后面更詳細(xì)地討論的那樣，由于使檢測(cè)器通道以最大的可能的角度分開(kāi)， 因此可存在使得系統(tǒng)抵抗干擾的優(yōu)點(diǎn)。這會(huì)導(dǎo)致使得角度θ ^盡可能地小?？梢岳斫?，光電檢測(cè)器16檢測(cè)反射光的立體角度θ η也可表示為數(shù)值孔徑(NA)， 這里，
權(quán)利要求
1.一種用于在模糊數(shù)據(jù)簽名之間執(zhí)行比較的方法，該方法包括 在測(cè)試簽名和多個(gè)記錄簽名中的每一個(gè)之間執(zhí)行相互比較；和使用自校準(zhǔn)方法確定測(cè)試簽名是否匹配所述多個(gè)記錄簽名中的一個(gè)，所述自校準(zhǔn)方法利用每個(gè)簽名位的隨機(jī)性的測(cè)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，從記錄簽名的最佳推定匹配候選和記錄簽名的一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選之間的比較得出所述隨機(jī)性的測(cè)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述比較包含執(zhí)行所述一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選中的每一個(gè)對(duì)于最佳推定匹配候選的滑動(dòng)互相關(guān)，以確定最佳相關(guān)位置，并且，通過(guò)確定最佳推定匹配候選的每位的位值與所述一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選中的每一個(gè)中的相同位位置上的位值在所述最佳相關(guān)位置上相同的次數(shù)，得出所述隨機(jī)性的測(cè)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其中，所述方法還包括使用隨機(jī)性的所述測(cè)量以確定關(guān)于所述最佳推定匹配簽名是否是與測(cè)試簽名從相同的物品得出的置信結(jié)果。
5.一種任何前面的權(quán)利要求的方法，其中，通過(guò)包含以下步驟的方法從物品產(chǎn)生每個(gè)簽名將相干束依次引導(dǎo)到所述物品的多個(gè)不同的區(qū)域中的每一個(gè)上； 從當(dāng)所述相干束從所述物品的不同的區(qū)域散射時(shí)獲得的信號(hào)收集包含數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的集合，其中，數(shù)據(jù)點(diǎn)的組中的不同的組涉及來(lái)自所述物品的各自不同的區(qū)域的散射；和從數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的所述集合確定所述物品的簽名。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，所述確定包含 對(duì)于大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度封頂；和使用封頂?shù)姆葦?shù)據(jù)以確定所述簽名。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，所述封頂包含識(shí)別大幅度過(guò)渡并且限制所述過(guò)渡的幅度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其中，所述封頂包含 微分所述強(qiáng)度數(shù)據(jù)；選擇低百分位處的微分值； 縮放所選擇的值以確定閾值； 將具有大于所述閾值的值的所有微分設(shè)為零；和重新積分修改的微分。
9.一種用于產(chǎn)生物品的簽名的方法，該方法包括將相干束順序引導(dǎo)到所述物品的多個(gè)不同區(qū)域中的每一個(gè)上； 從當(dāng)相干束從所述物品的不同區(qū)域散射時(shí)獲得的信號(hào)收集包含數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的集合，其中，數(shù)據(jù)點(diǎn)的組中的不同的組涉及來(lái)自所述物品的各自不同區(qū)域的散射；和從數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的所述集合確定所述物品的簽名，所述確定包含將大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度封頂，并且使用封頂?shù)姆葦?shù)據(jù)確定所述簽名。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，所述封頂包含識(shí)別大幅度過(guò)渡并且限制所述過(guò)渡的幅度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，其中，所述封頂包含 微分所述強(qiáng)度數(shù)據(jù)；選擇低百分位處的微分值； 縮放所選擇的值以確定閾值； 將具有大于閾值的值的所有微分設(shè)為零；和重新積分修改的微分。
12.一種能夠操作為在模糊數(shù)據(jù)簽名之間執(zhí)行比較的裝置，該裝置包括相互比較單元，能夠操作為在測(cè)試簽名和多個(gè)記錄簽名中的每一個(gè)之間執(zhí)行比較；和確定單元，能夠操作為通過(guò)利用每個(gè)簽名位的隨機(jī)性的測(cè)量，使用自校準(zhǔn)方法確定測(cè)試簽名是否匹配所述多個(gè)記錄簽名中的一個(gè)以執(zhí)行所述確定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中，所述確定單元能夠操作為從所述記錄簽名的最佳推定匹配候選和所述記錄簽名的一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選之間的比較得出所述隨機(jī)性的測(cè)量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中，所述確定單元能夠操作為通過(guò)執(zhí)行所述一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選中的每一個(gè)對(duì)于最佳推定匹配候選的滑動(dòng)互相關(guān)以確定最佳相關(guān)位置，來(lái)執(zhí)行所述比較，并且，能夠操作為通過(guò)確定最佳推定匹配候選的每位的位值與所述一個(gè)或多個(gè)其他推定匹配候選中的每一個(gè)中的相同位位置上的位值在所述最佳相關(guān)位置上相同的次數(shù)，得出所述隨機(jī)性的測(cè)量。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的裝置，其中，所述確定單元能夠操作為進(jìn)一步使用隨機(jī)性的所述測(cè)量以確定關(guān)于所述最佳推定匹配簽名是否是與測(cè)試簽名從相同的物品得出的置信結(jié)果。
16.根據(jù)權(quán)利要求12 15中的任一項(xiàng)的裝置，還包括能夠操作為從物品產(chǎn)生測(cè)試簽名的簽名產(chǎn)生器，該簽名產(chǎn)生器包含源，能夠操作為將相干束順序引導(dǎo)到物品的多個(gè)不同區(qū)域中的每一個(gè)上；檢測(cè)器，能夠操作為從當(dāng)所述相干束從所述物品的不同區(qū)域散射時(shí)獲得的信號(hào)收集包含數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的集合，其中，數(shù)據(jù)點(diǎn)的組中的不同組涉及來(lái)自所述物品的各自不同區(qū)域的散射；和確定器，能夠操作為從數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的所述集合確定所述物品的簽名。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中，所述確定器能夠操作為 對(duì)于大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度封頂；和使用封頂?shù)姆葦?shù)據(jù)以確定所述簽名。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中，所述確定器能夠操作為通過(guò)識(shí)別大幅度過(guò)渡并且限制所述過(guò)渡的幅度而封頂大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的裝置，其中，所述確定器能夠操作為通過(guò)以下的步驟封頂大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度微分所述強(qiáng)度數(shù)據(jù)；選擇低百分位處的微分值；縮放所選擇的值以確定閾值；將具有大于所述閾值的值的所有微分設(shè)為零；和重新積分修改的微分。
20.一種用于產(chǎn)生物品的簽名的裝置，該裝置包括源，能夠操作為將相干束順序引導(dǎo)到所述物品的多個(gè)不同區(qū)域中的每一個(gè)上； 檢測(cè)器，能夠操作為從當(dāng)所述相干束從所述物品的不同區(qū)域散射時(shí)獲得的信號(hào)收集包含數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的集合，其中，數(shù)據(jù)點(diǎn)的組中的不同組涉及來(lái)自所述物品的各自不同區(qū)域的散射；和確定器，能夠操作為從數(shù)據(jù)點(diǎn)的組的所述集合確定所述物品的簽名，所述確定器能夠操作為將大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度封頂并且使用封頂?shù)姆葦?shù)據(jù)以確定所述簽名。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中，所述確定器能夠操作為通過(guò)識(shí)別大幅度的過(guò)渡并且限制過(guò)渡的幅度而封頂大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21的裝置，其中，所述確定器能夠操作為通過(guò)以下的步驟封頂大幅度的強(qiáng)度信號(hào)過(guò)渡的幅度微分所述強(qiáng)度數(shù)據(jù)；選擇低百分位處的微分值；縮放所選擇的值以確定閾值；將具有大于所述閾值的值的所有微分設(shè)為零；和重新積分修改的微分。
23.—種基本上如以上參照?qǐng)D15描述的方法。
24.—種基本上如以上參照?qǐng)D15描述的裝置。
25.—種基本上如以上參照?qǐng)D11 14描述的方法。
26.—種基本上如以上參照?qǐng)D11 14描述的裝置。
全文摘要
在比較從不同物品的固有物理表面性質(zhì)得出的簽名以鑒別和驗(yàn)證物品的系統(tǒng)內(nèi)，以及在從不同物品的固有物理表面性質(zhì)產(chǎn)生簽名的系統(tǒng)內(nèi)，減輕由具有高襯度打印或著色過(guò)渡的表面導(dǎo)致的處理假象。
文檔編號(hào)G07D7/20GK102308322SQ200980156092
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者R·P·考伯恩 申請(qǐng)人:英根亞控股有限公司