Método de generación automática de una imagen que incorpora una microestructura,

de forma que cuando es vista desde una cierta distancia, principalmente la imagen global es visible, y cuando es vista de cerca, principalmente es visible la microestructura, que incluye: - la obtención de una imagen original; - la generación de una microestructura; y - la generación de dicha imagen obteniendo una zona o el total de dicha imagen original con dicha microestructura; en el que la operación de generar la microestructura incluye una síntesis automática de elementos de la microestructura como una matriz de difuminado de la microestructura a partir de las formas de la microestructura originales, y en el que la síntesis de la matriz de difuminado incluye la aplicación de operadores de morfología matemáticos a las formas de la microestructura; y en el que dicha obtención se basa en la aplicación de dicha matriz de difuminado a dicha imagen original

Imágenes con microestructuras incorporadas.

Antecedentes del invento

El presente invento se refiere generalmente a imágenes que incorporan información en el nivel global y en el nivel de la microestructura, y a un método de generación de tales imágenes. La información en el nivel de la microestructura ofrece, en particular, protección contra la imitación y puede ser usado como un medio de seguridad en documentos. El invento también se refiere a documentos que tienen características de seguridad, y a un método de generación de tales documentos, los cuales pueden incluir, por ejemplo, documentos comerciales de valores declarados, certificados, cupones e documentos de identificación personal.

El término “imágenes” aquí usado deberá ser entendido en un sentido amplio como una representación visual de material que puede ser imprimido o visto en un dispositivo de visualización, por ejemplo texto, ilustraciones, fotografías, dibujos y otros.

Una microestructura comprende unos elementos de microestructura tales como un texto, un logotipo, un adorno, un símbolo o cualquier otra forma de microestructura. Cuando es vista desde una cierta distancia, principalmente es visible la imagen global. Cuando se ve de cerca, principalmente es visible la microestructura. A distancias intermedias son visibles tanto la microestructura como la imagen global.

Se han realizado ya varios intentos en la técnica anterior para generar imágenes que incorporan información al nivel de la microestructura, en las que desde muy lejos principalmente es visible la imagen global y de cerca principalmente es visible la microestructura. Un método de la técnica anterior llamado en adelante “Depuración Artística” se expuso en la patente de EEUU Nº 6.198.545 y en el artículo de V. Ostromoukhov, R.D. Hersch, “Depuración Artística”, Siggraph95, Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, 1995, pp 219-228. Este método requiere, sin embargo, grandes esfuerzos por parte de los diseñadores gráficos con el fin de crear la microestructura y está limitado a imágenes en dos niveles, es decir a imágenes en blanco y negro o de un único color y blanco.

En el documento US 4.557.596 se expone un método de depuración de temas de ilustraciones en tonos medios en las que los tonos grises de la ilustración en tonos medios se reproducen por cambios en la anchura estructural de una estructura de pantalla básica que tiene la forma que se desee.

Un método de la técnica anterior para incorporar una microestructura en una imagen mediante el cálculo de las diferencias de color se expone en la solicitud de Patente Europea 99.114.740.6. Este método no modifica el espesor de la microestructura de acuerdo con la intensidad local de la imagen.

Otro método denominado en adelante “Difuminado Multicolor” es expuesto en el artículo de V. Ostromoukhov, R.D. Hersch, “Difuminado Multicolor y Artístico”, Siggraph'99, Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, 1999, pp 425-432. El método permite sintetizar imágenes en color que incorporan como puntos de trama una fina microestructura capaz de representar diversas formas tales como caracteres, logotipos y símbolos, y proporciona por lo tanto unas grandes propiedades contra la imitación. La publicación también presenta una técnica iterativa para equilibrar una formación difuminada, la cual es sin embargo lenta y engorrosa y no siempre converge para producir un resultado satisfactorio. Una desventaja del anteriormente mencionado y de otros métodos conocidos es el importante esfuerzo requerido para sintetizar las matrices de difuminado que incorporan las formas de microestructura deseadas. Estos esfuerzos requieren las capacidades de un ordenador científico para construir funciones tridimensionales, discretizarlas, volver a numerar los valores de difuminado resultantes y aplicarles un proceso de equilibrado.

Un método adicional para la creación de microestructuras dentro de una imagen cuentan con una gran matriz de difuminado cuyos niveles de umbral sucesivos representan la microestructura y usan un difuminado normal para presentar la imagen final (véase Oleg Ver y ovka y John Buchanan, Halftoning with Image-Based Dither Screens, Graphics Interface Proceedings, years 1988-1999, Ed. Scott MacKenzie and James Stewart, Morgan Kaufmann Publ. http://www.graphicsinterface.org/proceedings/1999/106/) . En este trabajo los autores muestran cómo construir una matriz de difuminado a partir de una textura con una escala de grises arbitraria o de una imagen en escala de grises. Aplican principalmente el equilibrado del histograma para asegurar una distribución uniforme de los niveles del umbral de difuminado. El control de la textura se obtiene mediante la dispersión de los errores. Sin embargo, mientras que su método permite incorporar un texto dentro de la microestructura, las formas de los caracteres tipográficos no varían de acuerdo con la intensidad, es decir las formas de los caracteres no se hacen finas o gruesas dependiendo de la intensidad local. Su método está limitado a imágenes en blanco y negro o a imágenes objetivo de un solo color. Los autores no proporcionan un método para construir una matriz de difuminado que parta de un mapa de bits de dos niveles que incorpore las formas de la microestructura.

Un posterior método de incorporación de una microestructura dentro de una imagen está descrito en la solicitud de patente de EEUU provisional Nº 60/312.170 (presentada el 14 de agosto de 2001, inventor Huver Hu, disponible en el sitio Web http://www.amgraf.com/) , que expone cómo transformar una imagen matriz en una escala de grises o una imagen matriz en dos niveles en una formación de valores de ordenación de puntos (similar a una matriz de difuminado) para ser usada por un PostScript Interpreter para sintetizar la imagen final que incorpora la microestructura. Sin embargo, este método está limitado a imágenes producidas en blanco y negro o en un único color (imágenes en dos niveles) . Además, la imagen matriz es preferiblemente una imagen en una escala de grises (Figura 10 de la solicitud de patente Nº 60/312.170) . Con imágenes matriz en dos niveles la microestructura generada está más bien limitada a formas sencillas (Figura 13 de la solicitud de patente Nº 60/312.170) , ya que las formas crecen cuando aumentan los niveles de oscuridad desde un centro de crecimiento especificado por el usuario hacia la forma dada por la imagen matriz en dos niveles. La forma no crece más allá del 60% de la oscuridad: los niveles más oscuros se producen por el crecimiento de una máscara geométrica superpuesta separada (por ejemplo un triángulo visible en todas las partes oscuras de las cuñas en las Figuras 2, 12 y 13 de la solicitud de patente Nº 60/312.170) . Además, se requiere una intervención interactiva manual para transformar una imagen matriz en una formación de valores de ordenación de puntos.

Otro enfoque para la incorporación de información dentro de una imagen en color depende de la modificación de los niveles de brillo en lugares especificados por una máscara que representa la información que hay que incorporar, a la vez que se mantiene la cromaticidad de la imagen (véase la patente de EEUU 5.530.759) . No obstante, como la información incorporada realmente no se usa para construir la imagen global, no puede ser considerada una microestructura. Si la información incorporada incluye grandes superficies uniformes, la imagen global puede ser sometida a importantes cambios y la información incorporada puede llegar a ser visible a una gran distancia. Además, la máscara es fija, es decir su forma no varía en función de la intensidad o color del lugar.

Un invento posterior expuesto en la patente de EEUU 5.995.638 describe un método para autentificar documentos, que comprende una pantalla básica hecha de microestructuras y una pantalla de visualización para crear perfiles de intensidad de muaré de formas verificables. La solicitud de patente de EEUU 09/902.445 describe un método similar, en el que sin embargo la pantalla básica y la pantalla de visualización pueden experimentar transformaciones geométricas, que producen pantallas de frecuencias variables.

La incorporación de microestructuras en imágenes tiene aplicaciones no solamente en el campo de la generación de imágenes artísticas sino también en el campo de la generación de documentos que requieren protección contra imitaciones. Se conoce la forma de incorporar microestructuras como una medida de seguridad en ciertos documentos comerciales impresos... [Seguir leyendo]

1. Método de generación automática de una imagen que incorpora una microestructura, de forma que cuando es vista desde una cierta distancia, principalmente la imagen global es visible, y cuando es vista de cerca, principalmente es visible la microestructura, que incluye:

- la obtención de una imagen original;

- la generación de una microestructura; y

- la generación de dicha imagen obteniendo una zona o el total de dicha imagen original con dicha microestructura;

en el que la operación de generar la microestructura incluye una síntesis automática de elementos de la microestructura como una matriz de difuminado de la microestructura a partir de las formas de la microestructura originales, y en el que la síntesis de la matriz de difuminado incluye la aplicación de operadores de morfología matemáticos a las formas de la microestructura; y en el que dicha obtención se basa en la aplicación de dicha matriz de difuminado a dicha imagen original.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la microestructura incluye una microestructura de baja frecuencia con elementos de la microestructura de baja frecuencia generados a partir de las formas de la microestructura originales, y una microestructura de alta frecuencia con elementos de la microestructura de alta frecuencia con elementos de la microestructura de alta frecuencia, por lo que los elementos de la microestructura de baja frecuencia son mayores que los elementos de la microestructura de alta frecuencia.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1, que además incluye un paso de posprocesamiento de equilibrado de la imagen después de obtener dicha zona o dicha imagen original, comprendiendo dicho paso de posprocesamiento de equilibrado una operación de difuminado con una formación de difuminado de alta frecuencia.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los operadores de morfología matemáticos comprenden un operador de dilución de la forma para el primer plano de la forma del mapa de bits y un operador seleccionado de un conjunto de dilatación alternada y de dilución del mapa de bits dual para el fondo de la forma del mapa de bits.

5. Método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que los elementos de la microestructura sintetizada son visibles en intensidades altas y bajas después de obtenerla con la imagen original.

6. Método de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que las formas de la microestructura original son elementos de mapas de bits.

7. Método de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que la visibilidad de los elementos de la microestructura es ajustada por una máscara cuyos valores representan los pesos relativos de la imagen original en tonos medios con métodos convencionales y la imagen original sintetizada con la microestructura.

8. Método de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, que además comprende la aplicación de una transformación parametrizada para deformar la microestructura incorporada en la imagen.

9. Método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que diversos ejemplos de imágenes son generados sucesivamente modificando los parámetros de la transformación parametrizada, formando dicho conjunto de ejemplos de imágenes una animación de imagen que puede ser visualizada.

10. Método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que dichos parámetros se modifican uniformemente en función del tiempo para producir una microestructura animada que cambia uniformemente.

11. Método de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que la producción de la estructura y de la imagen original incluye una operación de difuminado normal o multicolor.

12. Método de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, que además incluye la aplicación de una máscara que especifica una zona de la imagen original que va a ser obtenida con la microestructura.

13. Método de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, que además incluye la aplicación de una máscara de valores múltiples que expresa los pesos de los colores de la imagen original y los pesos de los colores básicos seleccionados para generar la imagen.

14. Método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que dichos colores de la imagen original son convertidos en colores básicos haciendo uso de la tetrahedrización del espacio de los colores.

15. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los elementos de la microestructura están adaptados al color de la imagen original teniendo al menos un color dominante que es de mayor espesor en las zonas negras y más fino en las zonas claras.

16. Método de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que la microestructura incluye información personal de un usuario de la imagen.

17. Método de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que la microestructura incluye información de identificación y específica de un suceso o negociación particular, tal como la fecha, lugar de celebración, asiento, destino, hora.

18. Método de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que los elementos de la microestructura incluyen caracteres alfanuméricos dispuestos a un tamaño en relación con la imagen que permiten su lectura a distancia del documento personal.

19. Método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que los elementos de la microestructura de alta frecuencia están situados en lugares que corresponden al fondo de los elementos de la microestructura de baja frecuencia.

20. Método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho equilibrado incluye:

- aplicar una simulación de ganancia de puntos;

- aplicar un filtrado del sistema visual humano; y

- comparar la imagen original con la imagen difuminada resultante simulada y filtrada de la ganancia de puntos.

21. Método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que la comparación produce un mapa delta al cual se aplica dicha operación de difuminado por la formación de difuminado de alta frecuencia, estando compuesto el mapa delta difuminado resultante con la imagen difuminada.

22. Método de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que una máscara, cuya forma expresa un mensaje visual, especifica la parte de la microestructura que ha de ser imprimida con tintas especiales que permiten, en ciertas condiciones de observación, que la forma de la máscara permanezca oculta dentro de la imagen, y en otras condiciones de observación que la forma de la máscara sea claramente visible.

23. Método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que las partes de la imagen especificadas por la máscara son imprimidas con una tinta especial seleccionada de un grupo de tintas metálicas e iridiscentes, por lo que la forma de la máscara está oculta en un cierto ángulo de observación y es visible con un ángulo de observación diferente.

24. Método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que las partes de la imagen especificadas por la máscara son imprimidas con una tinta especial invisible con luz del día y visible con una luz en frecuencias seleccionadas, tal como la luz ultravioleta.

25. Método de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, que además incluye:

- definir información del color usado para producir la imagen objetivo;

- definir los parámetros de una transformación parametrizada;

- atravesar las posiciones (x, y) de una imagen objetivo pixel a pixel y fila a fila, determinando las posiciones que corresponden en la imagen (x', y') original y, de acuerdo con la transformación parametrizada, las posiciones que corresponden en la microestructura (x”, y”) ;

- obtener a partir de las posiciones (x', y') de la imagen original el color Cr que ha de ser reproducido y a partir de la información obtenida de las posiciones (x”, y”) de la microestructura obtener información.

- obtener la imagen objetivo haciendo uso de la información de obtención.

26. Método de generación de un documento de seguridad para imprimir o visualizar, que incluye los pasos de:

- seleccionar o recuperar una imagen original;

- seleccionar o recuperar información específica de una persona, un suceso o negociación al cual se refiere dicho documento de seguridad;

- generar una microestructura que comprende elementos de microestructura leíbles que proporcionan información sobre dicha persona, suceso o negociación;

- obtener dicha imagen original con dicha imagen de la microestructura usando el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25.

27. Método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que la imagen es imprimida o visualizada sobre un soporte que incluye cualquiera de papel, plásticos, polímeros, paquetes de productos, discos ópticos, y dispositivos ópticos que comprenden hologramas, kinegramas y elementos difractivos.

28. Método de acuerdo con la reivindicación 26 ó 27, en el que el documento de seguridad es un documento 5 comercial de valor declarado o relativo a una negociación comercial.

29. Método de acuerdo con la reivindicación 26 ó 27, en el que el documento de seguridad es un certificado, título o escritura.

30. Método de acuerdo con la reivindicación 26 ó 27, en el que el documento de seguridad incluye una información que identifica a una persona o entidad.

31. Método de acuerdo con la reivindicación 26, en el que la imagen que incorpora una microestructura es generada en un sistema servidor, preparando dicho sistema servidor un fichero para imprimir dicho documento de seguridad en una impresora normal o para ser visualizado en una pantalla electrónica tal como una pantalla de un dispositivo electrónico portátil.

32. Método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que dicho documento de seguridad es imprimido en dicha impresora normal en un sitio del cliente alejado de dicho sistema servidor y accesible a dicho sistema servidor a través de una red de comunicaciones tal como la internet.

33. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 26 a 32, en el que alguna o toda la información incluida en la imagen original es recuperada de una o más bases de datos a través de una red de comunicaciones global tal como la internet.

34. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 26 a 33, en el que la imagen original comprende un retrato de un portador seleccionado de una base de datos sobre la base de la información que identifica a dicho portador.