EP1998550A1 - Morphological security feature - Google Patents

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EP1998550A1
EP1998550A1 EP07010317A EP07010317A EP1998550A1 EP 1998550 A1 EP1998550 A1 EP 1998550A1 EP 07010317 A EP07010317 A EP 07010317A EP 07010317 A EP07010317 A EP 07010317A EP 1998550 A1 EP1998550 A1 EP 1998550A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image
color
filter
raster
halftone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07010317A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stephan Dr. Trassl
Peter Reich
Andreas Reil
Udo Kroczynski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Constantia Pirk and Co KG GmbH
Original Assignee
Constantia Hueck Folien GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Constantia Hueck Folien GmbH and Co KG filed Critical Constantia Hueck Folien GmbH and Co KG
Priority to EP07010317A priority Critical patent/EP1998550A1/en
Priority to UY31098A priority patent/UY31098A1/en
Priority to PCT/EP2008/004055 priority patent/WO2008141810A2/en
Priority to DE112008001370T priority patent/DE112008001370A5/en
Priority to US12/451,658 priority patent/US20100290663A1/en
Priority to ARP080102185A priority patent/AR066705A1/en
Publication of EP1998550A1 publication Critical patent/EP1998550A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42DBOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42DBOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29Securities; Bank notes
    • B42D2035/14

Definitions

  • the invention relates to a morphological security feature that can be used as a security element in value documents and packaging.
  • Morphological image processing is a method of computer-aided image manipulation.
  • certain image areas can be emphasized over others, e.g. horizontal or vertical structures.
  • Another morphological method in graphic image processing is the dilation, which requires that at least one pixel of the structure element touch a pixel of the original image.
  • the pixels around the center are expanded by the pixels defined in the mask.
  • Digital image editing is the computer-aided processing of digital images, usually raster graphics, usually photos or scanned documents. These pictures become retrospective changed in order to optimize, alienate, modify, or manipulate, with the aim of achieving a desired result.
  • greyscale images are usually represented as a representation of coordinate pairs in terms of color values
  • binary images are a representation of the set pixels. Operations can then be described as a set operation between the raster dot sets of the binary image and a feature. From the basic operations of morphological imaging, erosion and dilatation, the operations of opening, closing, and finally morphological smoothing can be defined.
  • the object contours i. hard color transitions, highlighting an image while softening smooth transitions. This process is called edge enhancement.
  • images are represented as a sequence of color values, one speaks of a representation in time, momentum or place space. From this, images can be injectively converted into the so-called frequency space in which not the color values themselves but the frequency and phase components of the underlying point sequence are stored. Large jumps within the color value sequence then stand for high frequencies, soft color transitions for low frequencies.
  • the Fourier transform finally indicates how the original color value course can be reconstructed by the sole superimposition of sine functions of different frequency and phase angle.
  • the convolution of the color value sequence f i describing the image with the pulse response g ⁇ (the transformation image) of the filter means a summation (the weighting of the pulses with the impulse response) over the entire filter length.
  • the convolution is calculated as the product of the Fourier transform with the frequency response of the transformation.
  • Another advantage is the simplification of being able to design filters directly in the frequency domain instead of having to construct impulse responses and calculate their effect on the spectrum. As a result, the transformation of the impulse response g k into the corresponding frequency response G (z) is unnecessary.
  • the object of the invention was to provide a security feature that is forgery-proof, technically feasible, with standard colors can be used in addition to special security colors.
  • the invention is therefore a security feature having a carrier substrate on which a halftone image is printed, characterized in that the halftone image is converted by a morphological transition into a highly finely resolved bar element.
  • Another object of the invention are film materials having a security feature according to the invention.
  • the morphological image processing between two pixel images is not performed as in the prior art, but a morphological processing between pixel image and vector image.
  • carrier foils are preferably flexible plastic foils, for example, PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in question.
  • the carrier films preferably have a thickness of 5 to 700 .mu.m, preferably 8 to 200 .mu.m, more preferably 12 to 50 .mu.m.
  • metal foils for example Al, Cu, Sn, Ni, Fe or stainless steel foils having a thickness of 5 to 200 ⁇ m, preferably 5 to 80 ⁇ m, particularly preferably 5 to 50 ⁇ m, may serve as the carrier substrate.
  • the films can also be surface-treated, coated or laminated, for example with plastics or varnished.
  • carrier substrates also paper or composites with paper, for example, composites with plastics with a basis weight of 20 - 500 g / m 2, preferably 40 - 2 are used 200 g / m.
  • woven or nonwovens such as continuous fiber webs, staple fiber webs and the like, which may optionally be needled or calendered, may be used as the carrier substrates.
  • fabrics or webs of plastics such as PP, PET, PA, PPS and the like, but it can also be woven or nonwovens of natural, optionally treated fibers, such as viscose fiber webs are used.
  • the fabrics or nonwovens used have a basis weight of about 20 g / m 2 to 500 g / m 2 .
  • these fabrics or nonwovens may be surface treated.
  • a printed halftone image is transformed by a morphological transition into a highly finely-primed stroke element, which may be mathematically defined.
  • print raster is a process of pre-press within the printing technology.
  • Printing presses usually have a certain, very limited selection of colors, which they can only print purely. Thus, most printing methods can not render halftones (except, for example, deep-depth or depth-of-field variable gravure and NIP techniques).
  • the problem is that either one color point can be printed in one place or not. It can not be controlled whether little or much color is printed on a pixel.
  • text, images and graphics are rasterized to represent different shades of gray or hues, provided they are not made entirely of pure printing inks. In order to be able to represent mixtures between the printing inks or different brightnesses of these, are doing very fine Pressure points of the colors side by side / on top of each other to achieve the desired resulting color impression.
  • image data is converted to specified print data.
  • binary information print / do not print
  • halftone templates The impression of hue values and gray levels is achieved by a suitable arrangement of solid dots (halftone dots).
  • Usual screen frequencies are in newspaper printing 30-54 points per cm, in offset printing 54-80 points per cm, in high-quality printed products up to 120 points per cm.
  • a halftone pixel is composed on a surface of, for example, 16x16 exposure points.
  • the spot appears bright from a distance.
  • the grid width is the distance between the individual grid cells. From this, the screen frequency is calculated as the Kehnivert of the screen ruling. The number of grid cells per unit of track is given in lines per centimeter or lines per inch (lpi).
  • the individual halftone dots are composed of several laser spots.
  • amplitude-modulated (autotypical raster) and frequency-modulated (stochastic raster) methods can be distinguished.
  • the size is varied to produce different tone values, and the number of screen dots per screen cell is varied in the case of frequency-modulated screening (first-order non-periodic method).
  • the frequency-modulated screening has been implemented in practice only with the introduction of the computer-to-plate technique, ie the direct imaging of the digital data on the offset printing plate.
  • the computer-to-plate technique ie the direct imaging of the digital data on the offset printing plate.
  • transfer from the film to the printing plate was not reliably possible.
  • This raster technique enables a greater fineness of the resolution, prevents moire and enables a color space in offset printing that is extended by about seven percent.
  • the amount of ink can be reduced with the same color effect, which brings advantages in the drying process and color consumption.
  • Screens can be created using photographic (analog) or electronic (digital) methods.
  • Analogous procedures are distance rastering as well as the rastering with the help of a contact raster in the repro camera. Both methods, however, are rarely encountered today.
  • the electronic grid generation is done with a so-called raster image processor (RIP).
  • RIP raster image processor
  • the data transfer to the RIP is usually done as Postscript file.
  • a Raster Image Processor is a special piece of hardware or software that converts specific data from a higher page description language, such as PostScript, PDF (including VPS, AFP), or PCL, into a raster image, typically to output to a printer ,
  • a higher page description language such as PostScript, PDF (including VPS, AFP), or PCL
  • the most widely used print grid is the postscript grid. It is used by almost all printing presses as well as laser printers. In this color gradations of individual colors are created by the color is decomposed into a grid of mutually perpendicular lines and lines of individual points. The desired brightness of the color is thereby determined by the diameter of the individual, circular pressure points: the brighter the single color is to be printed, the smaller the diameter of the respective pressure point. This is based on the photographic grid. In the usual four-color printing, the rasters of the individual colors are printed one above the other at an angle offset of 30 °.
  • Halftone pictures or halftone pictures show colors running into each other in every possible tonal gradation, ie from the deepest black to the brightest gray, from the brightest color tone to the darkest. Photographs are usually halftone pictures.
  • gradation In the case of a halftone image, in contrast to the line image or the solid tone image, there are brightness gradations of the motif in a tone scale from white to black (grayscale image).
  • the (logarithmic) measure of the brightness difference of the brightest and the darkest (blackest) tone value (lights to shadows) is called gradation, measured in gamma. If the gradation is low, the picture is called soft, in the extreme case it is flabby, if it is high, the picture looks hard (ie very rich in contrast).
  • a rasterized image is basically a line image that simulates a halftone image.
  • a vector graphic is a computer image made up of graphic primitives such as lines, circles, and polygons.
  • a vector graphic needs at least two values: the location of the center of the circle and the circle diameter.
  • the color, line width, various fill patterns and other appearance-determining data may also be indicated.
  • vector graphics can be infinitely scaled and distorted without loss of quality, for example by means of homogeneous coordinates.
  • properties of individual lines, curves or surfaces are retained in vector graphics and can also be subsequently changed.
  • Raster graphics can be converted into vector graphics with certain restrictions (vectorization).
  • Vector-based drawing programs can be used to create illustrations.
  • CAD programs are used.
  • 3D modeling tools generate 3D vector graphics for 3D computer graphics scenes.
  • Vector graphics allow documents to be written independently of the resolution of the output device. With the help of a vector graphics capable Page description language such as PostScript or the resulting Portable Document Format (PDF) documents can be displayed or printed at the highest possible resolution on screens.
  • PDF Portable Document Format
  • a halftone image (scan, digital photo, drawing, 3-D object, etc.) is thus converted into a vector graphic or vice versa.
  • a halftone image program Adobe Photoshop
  • the required footprint is created in the form of a contour in which a morphological feature is incorporated as a vector graphic (TIFF, EPS format).
  • TIFF morphological feature
  • EPS vector graphic
  • the created basic shape is mathematically processed with guilloches variably in line width, number of lines, shape and color and returned to the halftone image (as EPS or PDF format).
  • the transition can be represented linear, radial, frequency-modulated, depth-modulated, etc.
  • the processing of the halftone image is carried out with, for example, the program Adobe Photoshop.
  • the processing is usually done in TIFF format but can also be done in native Photoshop format.
  • the export of the halftone file always refers to open filet structures, for example: TIFF, JPEG, RAW etc.
  • the halftone image can be displayed with different raster shapes (dots, squares, crosses, etc.).
  • the raster width is in particular preferably 1 lpi to 10,000 lpi, particularly preferably 10 lpi to 1000 lpi, very particularly preferably 100 lpi to 500 lpi.
  • the screen angle is preferably 0 ° -90 ° (CMYK).
  • the vector graphics are adapted to the size, shape, modulation etc. of the halftone image.
  • This vector graphics adaption which may also be described by a mathematical formula such as a guilloche function or a polygon function, is determined by parameters such as e.g. Amplitude, frequency, modulation or number of vertices performed.
  • the adjustment to the halftone image can be made via, for example, the screen ruling, screen angle, screen frequency, or line weight.
  • the halftone image can also be adapted to the vector graphics.
  • the halftone image can be decomposed by tone levels, for example: for lights,% tones, 1 ⁇ 2 tones, 3 ⁇ 4 tones and depths.
  • An adaptation can then take place, for example, via different screen shapes, screen angles, screen frequencies.
  • the morphological transition can also occur several times or only in certain subregions such as, for example: only in the depths or only in the lights of a halftone image.
  • Suitable printing methods are known printing methods, such as gravure, flexographic, screen, offset or digital printing.
  • conventional printing inks but also special colors, such as IR or UV inks can be used.
  • the security features according to the invention are suitable for use in data carriers, in particular value documents such as identity cards, cards, banknotes or labels, seals and the like, but also as Packaging material, for example, in the pharmaceutical, cosmetic, electronics and / or food industry, for example in the form of blister films, cartons, covers, film packaging and the like suitable.
  • the substrates or the film materials are preferably cut into strips or threads or patches, wherein the width of the strips or threads may preferably be 0.05-10 mm and the patches preferably have average widths or lengths of 2-30 mm have.
  • the film material is preferably cut into strips, tapes, threads or patches, wherein the width of the threads, strips or bands is 0.05-600 mm, preferably 50-150 mm, and the patches are preferably medium widths and Have lengths of 2-100 mm.

Abstract

The feature has a carrier substrate on which a continuous-tone image is printed. The continuous-tone image is transferred into a high-resolution bar element by a morphologic transition, which takes place in predetermined portions e.g. depth or interior, in the image. The bar element is mathematically defined by a guilloche function or a polygonal function. A carrier foil e.g. flexible plastic foils, is utilized as the carrier substrate and has a thickness of 5-700 micrometers preferably 12-50 micrometers.

Description

Die Erfindung betrifft ein morphologisches Sicherheitsmerkmal, das als Sicherheitselement in Wertdokumenten und Verpackungen eingesetzt werden kann.The invention relates to a morphological security feature that can be used as a security element in value documents and packaging.

Die morphologische Bildbearbeitung ist ein Verfahren der computergestützten Bildmanipulation.Morphological image processing is a method of computer-aided image manipulation.

Sie verwendet Methoden der Nachbarschaftsfindung, um das Umfeld eines Bildpunktes in Betracht zu ziehen und daraus folgend Operationen durchzuführen. So wird z.B. versucht, eine (relativ zum Bild kleine) Bitmaske (das Strukturelement) so auf ein Bild zu legen, dass alle darunter liegenden Bildpunkte des Ausgangsbildes denselben Wert wie diejenigen haben, die in der Maske definiert sind. Man löscht alle Punkte, die nicht Zentrum der irgendwo passend aufgelegten Maske sind ("Erosion").It uses proximity finding methods to consider the environment of a pixel and, as a result, perform operations. For example, Attempts to put a (relatively small image) bitmask (the struct element) on an image such that all the underlying pixels of the source image have the same value as those defined in the mask. You delete all points that are not the center of the somewhere suitably placed mask ("erosion").

Durch geeignete Wahl des Strukturelements lassen sich bestimmte Bildbereiche gegenüber anderen betonen, z.B. waagerechte oder senkrechte Strukturen.By suitable choice of the structural element, certain image areas can be emphasized over others, e.g. horizontal or vertical structures.

Eine weitere morphologische Methode bei der grafischen Bildbearbeitung ist die Dilatation, bei der Voraussetzung für eine Aktion ist, dass mindestens ein Pixel des Strukturelements ein Pixel des Urbilds berührt. In diesem Fall werden im Originalbild die Bildpunkte um das Zentrum um die in der Maske definierten Bildpunkte erweitert.Another morphological method in graphic image processing is the dilation, which requires that at least one pixel of the structure element touch a pixel of the original image. In this case, in the original image, the pixels around the center are expanded by the pixels defined in the mask.

Bei der digitalen Bildbearbeitung handelt es sich um die computergestützte Bearbeitung von digitalen Bildern, üblicherweise von Rastergrafiken, meist Fotos oder gescannten Dokumenten. Diese Bilder werden nachträglich verändert, um sie zu optimieren, zu verfremden, zu, modifizieren oder zu manipulieren, mit dem Ziel ein gewünschtes Ergebnis zu erreichen.Digital image editing is the computer-aided processing of digital images, usually raster graphics, usually photos or scanned documents. These pictures become retrospective changed in order to optimize, alienate, modify, or manipulate, with the aim of achieving a desired result.

Während Grauwertrasterbilder für gewöhnlich als Abbildung von Koordinatenpaaren auf Farbwerte dargestellt werden, bietet sich für Binärbilder eine Darstellung als Menge der gesetzten Pixel an. Operationen können dann als Mengenoperation zwischen den Rasterpunktmengen des Binärbildes und eines Strukturelementes beschrieben werden. Aus den Basisoperationen der Morphologischen Bildbearbeitung, der Erosion und Dilatation, lassen sich die Operationen Öffnung, Schließung und schließlich die Morphologische Glättung definieren.While greyscale images are usually represented as a representation of coordinate pairs in terms of color values, binary images are a representation of the set pixels. Operations can then be described as a set operation between the raster dot sets of the binary image and a feature. From the basic operations of morphological imaging, erosion and dilatation, the operations of opening, closing, and finally morphological smoothing can be defined.

Durch Glättung kann das Bildrauschen vermindert werden, gröbere Strukturen bleiben dagegen erhalten. Hier ein Beispiel für ein (künstlich) verrauschtes Bild. Auf das Frequenzspektrum eines Bildes bezogen kommt eine Glättung einem Tiefpassfilter gleich. Typische FIR-Glättungsfilter sind

  • Mittelwertfilter (box filter): Ein Mittelwertfilter der Größe n X m wird durch eine n X m -Impulsantwortmatrix gnm = (nm)-1 beschrieben. Die Bildpunkte des transformierten Bildes sind somit die Mittelwerte ihrer nxm Nachbarn. Box-Filter sind nicht isotrop und nicht abklingend und stellen entgegen einer naiven Einschätzung keinen eigentlichen Tiefpassfilter dar.
  • Gaußfilter: Gaußfilter der Größe n x m und einer Varianz σ2 werden durch eine Impulsantwortmatrix g nm = 1 σ 2 π e - n 2 + m 2 2 σ 2
    Figure imgb0001
    beschrieben. Die Nachbarpunkte des Ausgangsbildes gehen damit nicht wie beim box-filter gleichwertig ein, sondern werden entsprechend einer zweidimensionalen Gaußglocke gewichtet. Gaußfilter sind damit isotrop und abklingend. Sie werden als reales optisches Bauteil als Gauß-Filterung der Fourier-Transformierten in der Apodisation eingesetzt. (Beispiel).
  • Nichtlineare Glättungsfilter, der Grauwert des aktuellen Pixels wird dabei ersetzt durch
    • o Medianfilter
      • den Median der Grauwerte der aktuellen Umgebung (Beispiel)
    • o k-zentriertes Mittel
      • den Durchschnitt der k-mittleren Grauwerte
    • o k-NN-Filter
      • der Median der k-nächsten Grauwerte der Umgebung
    • o δ-Nachbarschaftsfilter
      • den Durchschnitt aller Grauwerte deren Abstand kleiner als d zum aktuellen Grauwert ist.
    • o Lee's Filter h nm = μ nm + f nm - μ nm S nm 2 - σ 2 S nm 2
      Figure imgb0002
      • µnm ist Grauwertmittel, S nm 2
        Figure imgb0003
        Grauwertvarianz und σ2 Rauschenergie der aktuellen Umgebung
    • o Minimum-Varianz-Filter
      • es werden die Grauwertmittlel µi und Varianzen S i 2
        Figure imgb0004
        einiger Teilfenster berechnet
      • h nm = μ j wird gewählt mit S i 2 = min i S i 2
        Figure imgb0005
Smoothing can reduce the image noise, but coarser structures are retained. Here is an example of an (artificially) noisy picture. With regard to the frequency spectrum of an image, smoothing equals a low-pass filter. Typical FIR smoothing filters are
  • Mean filter (box filter): A mean value filter of size n X m is described by an n X m impulse response matrix g nm = (nm) -1 . The pixels of the transformed image are thus the average values of their n × m neighbors. Box filters are not isotropic and not decaying and, contrary to a naive estimation, are not an actual low-pass filter.
  • Gaussian filter: Gaussian filters of size n x m and a variance σ 2 are given by an impulse response matrix G nm = 1 σ 2 π e - n 2 + m 2 2 σ 2
    Figure imgb0001
    described. The neighboring points of the output image are thus not equivalent to the box filter, but are weighted according to a two-dimensional Gaussian bell. Gaussian filters are therefore isotropic and decaying. They are used as a real optical component as Gaussian filtering of the Fourier transforms in the apodization. (Example).
  • Nonlinear smoothing filters, the gray value of the current pixel is replaced by
    • o median filter
      • the median of the gray values of the current environment (example)
    • o k-centered agent
      • the average of the k-mean gray values
    • o k-NN filter
      • the median of the k nearest grayscale values of the environment
    • o δ neighborhood filter
      • the average of all gray values whose distance is smaller than d to the current gray value.
    • o Lee's filter H nm = μ nm + f nm - μ nm S nm 2 - σ 2 S nm 2
      Figure imgb0002
      • μ nm is gray scale average, S nm 2
        Figure imgb0003
        Gray value variance and σ 2 noise energy of the current environment
    • o Minimum variance filter
      • it becomes the gray value average μ i and variances S i 2
        Figure imgb0004
        calculated in some subwindows
      • H nm = μ j is chosen with S i 2 = min i S i 2
        Figure imgb0005

Werden anstatt der absoluten Farbwerte die Abweichung zu den benachbarten Punkten signalisiert, so werden die Objektkonturen, d.h. harte Farbübergänge, eines Bildes hervorgehoben, während weiche Übergänge abgeschwächt werden. Dieser Vorgang wird als Kantenhervorhebung bezeichnet.If the deviation from the neighboring points is signaled instead of the absolute color values, then the object contours, i. hard color transitions, highlighting an image while softening smooth transitions. This process is called edge enhancement.

Häufig finden folgende FIR-Filter Anwendung:

  • Ableitungsfilter
  • Laplacefilter
Often the following FIR filters are used:
  • derivative filters
  • Laplace

Nichtlineare Kantendetektoren:

  • Varianzfilter
  • Extremalspannenfilter
  • Roberts-Kreuz
  • Kirsch-Filter
  • Gradientenfilter
    • o Prewitt-Filter
    • o Sobel-Filter
    • o Canny-Filter
Nonlinear edge detectors:
  • variance filter
  • Extremalspannenfilter
  • Roberts Cross
  • Cherry Filter
  • gradient
    • o Prewitt filter
    • o Sobel filter
    • o Canny filter

Werden Bilder als Folge von Farbwerten dargestellt, spricht man von einer Darstellung im Zeit-, Impuls- oder auch Orts-Raum. Aus diesem lassen sich Bilder injektiv in den sogenannten Frequenz-Raum überführen, in welchem nicht mehr die Farbwerte selbst, sondern die Frequenz- und Phasenanteile der zugrundeliegenden Punktfolge gespeichert werden. Große Sprünge innerhalb der Farbwertsequenz stehen dann für hohe Frequenzen, weiche Farbwertübergänge für niedrige Frequenzen. Die Fouriertransformierte gibt schließlich an, wie durch alleinige Überlagerung von Sinusfunktionen verschiedener Frequenz und Phasenwinkel, der ursprüngliche Farbwertverlauf rekonstruiert werden kann.If images are represented as a sequence of color values, one speaks of a representation in time, momentum or place space. From this, images can be injectively converted into the so-called frequency space in which not the color values themselves but the frequency and phase components of the underlying point sequence are stored. Large jumps within the color value sequence then stand for high frequencies, soft color transitions for low frequencies. The Fourier transform finally indicates how the original color value course can be reconstructed by the sole superimposition of sine functions of different frequency and phase angle.

Der Vorteil dieser Darstellung liegt in ihrer höheren Effizienz bei der Anwendung linearer Filter. Im Impuls-Raum bedeutet die Faltung der das Bild beschreibenden Farbwertfolge fi mit der Impuls-Antwort gµ(der Transformationsabbildung) des Filters eine Summation (der Gewichtung der Impulse mit der Impulsantwort) über die gesamte Filterlänge ein. Im Frequenzraum hingegen berechnet sich die Faltung als Produkt der Fouriertransformierten mit der Frequenzantwort der Transformation Dieser Vorteil bezüglich der Rechenzeit ist so groß, dass selbst der Aufwand der Hin- und Rücktransformation in den Frequenzraum in Kauf genommen werden kann. Dieser Aufwand lässt sich mit Hilfe der schnellen Fourier-Transformation (FFT) deutlich senken.The advantage of this representation lies in its higher efficiency in the application of linear filters. In the pulse space, the convolution of the color value sequence f i describing the image with the pulse response g μ (the transformation image) of the filter means a summation (the weighting of the pulses with the impulse response) over the entire filter length. In the frequency domain, on the other hand, the convolution is calculated as the product of the Fourier transform with the frequency response of the transformation. This advantage with respect to the computation time is so great that even the cost of the back and forth transformation into the frequency domain can be accepted. This effort can be significantly reduced by means of the fast Fourier transform (FFT).

Von Vorteil ist des Weiteren die Vereinfachung, Filter direkt im Frequenzraum designen zu können, anstatt Impulsantworten bauen und ihre Wirkung auf das Spektrum berechnen zu müssen. Damit erübrigt sich gleichsam die Transformation der Impulsantwort gk in die zugehörige Frequenzantwort G(z).Another advantage is the simplification of being able to design filters directly in the frequency domain instead of having to construct impulse responses and calculate their effect on the spectrum. As a result, the transformation of the impulse response g k into the corresponding frequency response G (z) is unnecessary.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Sicherheitsmerkmal bereitzustellen, das fälschungssicher, drucktechnisch realisierbar ist, wobei neben speziellen Sicherheitsfarben auch Standardfarben verwendet werden können.The object of the invention was to provide a security feature that is forgery-proof, technically feasible, with standard colors can be used in addition to special security colors.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Sicherheitsmerkmal aufweisend ein Trägersubstrat auf das ein Halbtonbild aufgedruckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbtonbild durch einen morphologischen Übergang in ein höchst fein aufgelöstes Strichelement übergeführt ist.The invention is therefore a security feature having a carrier substrate on which a halftone image is printed, characterized in that the halftone image is converted by a morphological transition into a highly finely resolved bar element.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Folienmaterialien, die ein erfindungsgemäßes Sicherheitsmerkmal aufweisen.Another object of the invention are film materials having a security feature according to the invention.

Dabei wird nicht wie dem Stand der Technik entsprechend die morphologische Bildbearbeitung zwischen zwei Pixelbilder durchgeführt, sondern eine morphologische Verarbeitung zwischen Pixelbild und Vektorbild.In this case, the morphological image processing between two pixel images is not performed as in the prior art, but a morphological processing between pixel image and vector image.

Als Trägersubstrat kommen beispielsweise Trägerfolien vorzugsweise flexible Kunststofffolien, beispielsweise aus PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in Frage. Die Trägerfolien weisen vorzugsweise eine Dicke von 5 - 700 µm, bevorzugt 8 - 200 µm, besonders bevorzugt 12 - 50 µm auf.For example, carrier foils are preferably flexible plastic foils, for example, PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in question. The carrier films preferably have a thickness of 5 to 700 .mu.m, preferably 8 to 200 .mu.m, more preferably 12 to 50 .mu.m.

Ferner können als Trägersubstrat auch Metallfolien, beispielsweise AI-, Cu-, Sn-, Ni-, Fe- oder Edelstahlfolien mit einer Dicke von 5 - 200 µm, vorzugsweise 5 bis 80 µm, besonders bevorzugt 5 - 50 µm dienen. Die Folien können auch oberflächenbehandelt, beschichtet oder kaschiert, beispielsweise mit Kunststoffen oder lackiert sein.Furthermore, metal foils, for example Al, Cu, Sn, Ni, Fe or stainless steel foils having a thickness of 5 to 200 μm, preferably 5 to 80 μm, particularly preferably 5 to 50 μm, may serve as the carrier substrate. The films can also be surface-treated, coated or laminated, for example with plastics or varnished.

Ferner können als Trägersubstrate auch Papier oder Verbunde mit Papier, beispielsweise Verbunde mit Kunststoffen mit einem Flächengewicht von 20 - 500 g/m2, vorzugsweise 40 - 200 g/m2 verwendet werden.Further, as carrier substrates also paper or composites with paper, for example, composites with plastics with a basis weight of 20 - 500 g / m 2, preferably 40 - 2 are used 200 g / m.

Ferner können als Trägersubstrate Gewebe oder Vliese, wie Endlosfaservliese, Stapelfaservliese und dergleichen, die gegebenenfalls vernadelt oder kalandriert sein können, verwendet werden. Vorzugsweise bestehen solche Gewebe oder Vliese aus Kunststoffen, wie PP, PET, PA, PPS und dergleichen, es können aber auch Gewebe oder Vliese aus natürlichen, gegebenenfalls behandelten Fasern, wie Viskosefaservliese eingesetzt werden. Die eingesetzten Gewebe oder Vliese weisen ein Flächengewicht von etwa 20 g/m2 bis 500 g/m2 auf. Gegebenfalls können diese Gewebe oder Vliese oberflächenbehandelt sein.Furthermore, woven or nonwovens, such as continuous fiber webs, staple fiber webs and the like, which may optionally be needled or calendered, may be used as the carrier substrates. Preferably such fabrics or webs of plastics, such as PP, PET, PA, PPS and the like, but it can also be woven or nonwovens of natural, optionally treated fibers, such as viscose fiber webs are used. The fabrics or nonwovens used have a basis weight of about 20 g / m 2 to 500 g / m 2 . Optionally, these fabrics or nonwovens may be surface treated.

Ein gedrucktes Halbtonbild wird durch einen morphologischen Übergang in ein höchst fein ausgelöstes Strichelement, das mathematisch definiert sein kann, überführt.A printed halftone image is transformed by a morphological transition into a highly finely-primed stroke element, which may be mathematically defined.

Man erhält somit einen Übergang zwischen einem gerasterten Bild (druckfähigem Pixel Bild) und eine Vektorgrafik (Line Work) und umgekehrt.One thus obtains a transition between a rasterized image (printable pixel image) and a vector graphic (line work) and vice versa.

Der Einsatz eines Druckrasters ist ein Verfahren der Druckvorstufe innerhalb der Drucktechnik. Druckmaschinen haben zumeist eine bestimmte, sehr begrenzte Auswahl von Farben, die sie ausschließlich rein drucken können. Die meisten Druckverfahren können somit keine Halbtöne darstellen (abgesehen beispielsweise vom tiefenvariablen oder flächentiefenvariablen Tiefdruck und NIP-Verfahren). Das Problem ist, dass an einer Stelle entweder ein Farbpunkt gedruckt werden kann oder nicht. Es kann nicht gesteuert werden, ob wenig oder viel Farbe an einem Bildpunkt verdruckt wird. Als Lösung werden Texte, Bilder und Grafiken - sofern diese nicht ausschließlich aus den reinen Druckfarben bestehen - zur Darstellung verschiedener Graustufen oder Farbtöne gerastert. Um Mischungen zwischen den Druckfarben oder verschiedene Helligkeiten dieser darstellen zu können, werden dabei sehr feine Druckpunkte der Farben nebeneinander/übereinander gedruckt, um den gewünschten resultierenden Farbeindruck zu erzielen.The use of a print raster is a process of pre-press within the printing technology. Printing presses usually have a certain, very limited selection of colors, which they can only print purely. Thus, most printing methods can not render halftones (except, for example, deep-depth or depth-of-field variable gravure and NIP techniques). The problem is that either one color point can be printed in one place or not. It can not be controlled whether little or much color is printed on a pixel. As a solution, text, images and graphics are rasterized to represent different shades of gray or hues, provided they are not made entirely of pure printing inks. In order to be able to represent mixtures between the printing inks or different brightnesses of these, are doing very fine Pressure points of the colors side by side / on top of each other to achieve the desired resulting color impression.

Beim Rastern werden Bilddaten in spezifizierte Druckdaten umgesetzt. Dabei werden aus Halbtonvorlagen binäre Informationen (drucken/nicht drucken) errechnet. Der Eindruck von Farbtonwerten und Graustufen wird durch eine geeignete Anordnung von Volltonpunkten (Rasterpunkten) erreicht.When rasterizing, image data is converted to specified print data. In this case, binary information (print / do not print) is calculated from halftone templates. The impression of hue values and gray levels is achieved by a suitable arrangement of solid dots (halftone dots).

Wurden vor ca. 30 Jahren Rastereffekte mittels Glasgravurraster oder speziellen Rasterfilmfolien erreicht, werden heute spezielle Imagesetter (Laserbelichter) die mit einer extra dafür entwickelten Software, dem "RIP" (Raster Image Processor) arbeiten, verwendet. Beim RIP-Prozess werden generierte Daten (PS oder PDF-Dateien etc.) in druckfähige Pixel-(Bilder) oder Vektordaten (Line-Work) umgewandelt.Roughly 30 years ago, raster effects were achieved by means of glass engraving screens or special raster film films. Today, special image setters (laser printers) are used which work with specially developed software, the "RIP" (Raster Image Processor). In the RIP process, generated data (PS or PDF files etc.) are converted into printable pixel (images) or vector data (line work).

Die Rasterfrequenz (auch Rasterweite genannt) ist eine Maßangabe für die Auflösung von Druckrastern. Die Rasterfrequenz gibt an, wieviele Druckpunkte pro Längeneinheit vorkommen. Man unterscheidet dabei:

  • Amplitudenmodulierte Raster, die für alle Tonwerte die gleiche Anzahl von Punkten verwenden und dunklere Farben durch größere Punkte erzeugen.
  • Frequenzmodulierte Raster, die immer gleich große Rasterpunkte verwenden, aber ihre Anzahl je nach Tonwert ändern, dunklere Farben also durch mehr Punkte erzeugen.
The screen frequency (also called screen ruling) is a measure of the resolution of printing screens. The raster frequency indicates how many pressure points per unit of length occur. One differentiates thereby:
  • Amplitude modulated rasters that use the same number of dots for all tonal values and produce darker colors through larger dots.
  • Frequency-modulated rasters, which use equally large halftone dots, but change their number depending on the tonal value, ie produce darker colors through more dots.

Übliche Rasterfrequenzen (auch Rasterweite genannt) betragen im Zeitungsdruck 30-54 Punkte pro cm, im Offsetdruck 54-80 Punkte pro cm, bei hochwertigen Druckerzeugnissen bis 120 Punkte pro cm.Usual screen frequencies (also called raster width) are in newspaper printing 30-54 points per cm, in offset printing 54-80 points per cm, in high-quality printed products up to 120 points per cm.

Je nach technischen Gegebenheiten ist es möglich bzw. notwendig, verschiedene Arten der Rasterung anzuwenden.Depending on the technical conditions, it is possible or necessary to apply different types of screening.

Auf einer Fläche von zum Beispiel 16x16 Belichterpunkten wird ein Halbtonpixel zusammengesetzt. Je mehr Belichterpixel sich auf diesem 16er Quadrat befinden, umso dunkler wirkt die Stelle. Sind jedoch nur weniger Belichterpunkte in dem Quadrat versammelt wirkt die Stelle aus der Entfernung hell.On a surface of, for example, 16x16 exposure points, a halftone pixel is composed. The more exposure pixels are on this 16-square, the darker the spot. However, if there are only a few imagesetters in the square, the spot appears bright from a distance.

Die Rasterweite ist der Abstand der einzelnen Rasterzellen. Daraus errechnet sich die Rasterfrequenz als Kehnivert der Rasterweite. Die Anzahl der Rasterzellen pro Streckeneinheit wird in Linien pro Zentimeter oder Linien pro Zoll (lines per inch, Ipi) angegeben.The grid width is the distance between the individual grid cells. From this, the screen frequency is calculated as the Kehnivert of the screen ruling. The number of grid cells per unit of track is given in lines per centimeter or lines per inch (lpi).

Gängige Werte im Offsetdruck sind 54 bis 80 Linien/cm (etwa 135 bis 200 Ipi) und im Zeitungsdruck 30 bis 54 Linien/cm.Common values in offset printing are 54 to 80 lines / cm (about 135 to 200 ipi) and in newspaper printing 30 to 54 lines / cm.

Bei einem Belichter mit 2540 dpi bzw. 1000 ppcm: 1000/16 = 62,5 => 60er Raster.For an imagesetter with 2540 dpi or 1000 ppcm: 1000/16 = 62.5 => 60s raster.

Bei der Belichtung werden die einzelnen Rasterpunkte aus mehreren Laserspots zusammengesetzt.During exposure, the individual halftone dots are composed of several laser spots.

Da der Größe der im Druck reproduzierbaren Rasterpunkte technische Grenzen gesetzt sind, sind vor allem die geringsten Tonwerte in den gängigen Rasterweiten nicht reproduzierbar. Ein weiteres Problem ist das ungewollte Verbinden von nebeneinander liegenden Rasterpunkten (Punktschluss), der zu einem sprunghaften Anstieg der Tonwertdichte führen kann, wo eigentlich ein gleichmäßiger Anstieg gewünscht ist.Since there are technical limits to the size of the halftone dots which can be reproduced in print, it is above all the lowest tonal values in the standard screen widths that can not be reproduced. Another problem is the unwanted joining of adjacent halftone dots (point closure), which can lead to a sudden increase in tone density, where actually a uniform increase is desired.

Beim Vierfarb-Druck, bei dem zur Darstellung eines Farbbildes mehrere Rasterwinkelungen übereinander gedruckt werden müssen, versucht man diesen Effekt durch verschiedene Winkelungen der Farbauszüge zu kontrollieren. Gebräuchliche Rasterwinkel beim vierfarbigen Offsetdruck sind nach DIN 16 547 zum einen Gelb = 0°, Cyan = 75°, Schwarz = 135°, Magenta = 15° oder Gelb = 0°, Cyan = 15°, Schwarz = 45°, Magenta = 75°.In the case of four-color printing, in which a plurality of screen angles must be printed on one another to display a color image, this effect is attempted by controlling the angle of the color separations. Common screen angles in four-color offset printing are according to DIN 16 547, yellow = 0 °, cyan = 75 °, black = 135 °, magenta = 15 ° or yellow = 0 °, cyan = 15 °, black = 45 °, magenta = 75 °.

Grundsätzlich lassen sich amplitudenmodulierte (autotypische Raster) und frequenzmodulierte (stochastische Raster) Verfahren unterscheiden.In principle, amplitude-modulated (autotypical raster) and frequency-modulated (stochastic raster) methods can be distinguished.

Bei der amplitudenmodulierten Rasterung wird zur Erzeugung verschiedener Tonwerte die Größe, bei frequenzmodulierter Rasterung (nichtperiodisches Verfahren 1. Ordnung) die Anzahl der Rasterpunkte pro Rasterzelle variiert.In the case of the amplitude-modulated screening, the size is varied to produce different tone values, and the number of screen dots per screen cell is varied in the case of frequency-modulated screening (first-order non-periodic method).

Die frequenzmodulierte Rasterung hat sich erst mit der Einführung der Computer-to-plate-Technik, also der Direktbebilderung des digitalen Datenbestandes auf der Offsetdruckplatte, in der Praxis umsetzen lassen. Vorher war aufgrund der Feinheit der Rasterpunkte (zwischen 10 und 30 Mikrometer) eine Übertragung vom Film auf die Druckplatte nicht zuverlässig möglich. Diese Rastertechnik ermöglicht eine größere Feinheit der Auflösung, verhindert Moire und ermöglicht einen um circa sieben Prozent erweiterten Farbraum im Offsetdruck. Außerdem kann die Farbmenge bei gleicher Farbwirkung reduziert werden, was Vorteile beim Trockungsvorgang und beim Farbverbrauch mit sich bringt.The frequency-modulated screening has been implemented in practice only with the introduction of the computer-to-plate technique, ie the direct imaging of the digital data on the offset printing plate. Previously, due to the fineness of the halftone dots (between 10 and 30 microns), transfer from the film to the printing plate was not reliably possible. This raster technique enables a greater fineness of the resolution, prevents moire and enables a color space in offset printing that is extended by about seven percent. In addition, the amount of ink can be reduced with the same color effect, which brings advantages in the drying process and color consumption.

Zusätzlich ist eine Kombination der beiden Verfahren (nichtperiodisches Verfahren 2. Ordnung) und eine Veränderung der Rasterpunktform (nichtperiodisches Verfahren 3. Ordnung) möglich.In addition, a combination of the two methods (2nd order non-periodic method) and a change of the halftone dot shape (3rd order non-periodic method) is possible.

Raster lassen sich mit fotografischen Verfahren (analog) oder elektronisch (digital) erzeugen.Screens can be created using photographic (analog) or electronic (digital) methods.

Analoge Verfahren sind Distanzrasterung sowie die Rasterung mit Hilfe eines Kontaktrasters in der Reprokamera. Beide Verfahren sind allerdings heute nur noch selten anzutreffen.Analogous procedures are distance rastering as well as the rastering with the help of a contact raster in the repro camera. Both methods, however, are rarely encountered today.

Die elektronische Rastererzeugung erfolgt mit einem sogenannten Raster Image Processor (RIP). Die Datenübergabe an den RIP erfolgt zumeist als Postscript-Datei.The electronic grid generation is done with a so-called raster image processor (RIP). The data transfer to the RIP is usually done as Postscript file.

Ein Raster Image Processor ist eine spezielle Hardware oder eine Kombination aus Hardware und Software, die spezifische Daten einer höheren Seitenbeschreibungssprache, beispielsweise PostScript, PDF (auch VPS, AFP) oder PCL in eine Rastergrafik umrechnet, in der Regel um diese anschließend auf einem Drucker auszugeben.A Raster Image Processor is a special piece of hardware or software that converts specific data from a higher page description language, such as PostScript, PDF (including VPS, AFP), or PCL, into a raster image, typically to output to a printer ,

Ein Raster Image Processor implementiert im wesentlichen zwei Funktionen:

  1. 1. Umrechnung von Vektorgrafiken in Rastergrafiken bestimmter Auflösungen
  2. 2. Neuberechnung von Rastergrafiken zur Umwandlung in andere Auflösungen bzw. Größen
A raster image processor essentially implements two functions:
  1. 1. Conversion of vector graphics into raster graphics of certain resolutions
  2. 2. Recalculation of raster graphics for conversion to other resolutions or sizes

Explizit gebräuchlich ist der Begriff Raster Image Processor nur in der Druckvorstufe bzw. in der Reproduktionstechnik und meint dort eine spezielle Komponente im Druckprozess, die neben den oben genannten Funktionen weitere Aufgaben übernimmt:

  • Farbmanagement
  • OPI-Bildersetzung
  • Separation
  • Trapping
The term Raster Image Processor is explicitly used in prepress or reproduction technology only and means a special component in the printing process, which, in addition to the functions mentioned above, performs further tasks:
  • color management
  • OPI Image Replacement
  • separation
  • trapping

Das am weitesten verbreitete Druckraster ist der Postscript-Raster. Er wird von fast allen Druckmaschinen sowie auch von Laserdruckern eingesetzt. Bei diesem werden Farbabstufungen einzelner Farben erzeugt, indem die Farbe in ein Raster aus zueinander im rechten Winkel stehenden Zeilen und Linien von Einzelpunkten zerlegt wird. Die gewünschte Helligkeit der Farbe wird dadurch durch den Durchmesser der einzelnen, kreisrunden Druckpunkte bestimmt: Je heller die Einzelfarbe gedruckt werden soll, desto kleiner ist der Durchmesser des betreffenden Druckpunktes. Dies ist dem fotografischen Raster nachempfunden. Beim üblichen Vierfarbdruck werden die Raster der einzelnen Farben in einem Winkelversatz von 30° zueinander übereinandergedruckt.The most widely used print grid is the postscript grid. It is used by almost all printing presses as well as laser printers. In this color gradations of individual colors are created by the color is decomposed into a grid of mutually perpendicular lines and lines of individual points. The desired brightness of the color is thereby determined by the diameter of the individual, circular pressure points: the brighter the single color is to be printed, the smaller the diameter of the respective pressure point. This is based on the photographic grid. In the usual four-color printing, the rasters of the individual colors are printed one above the other at an angle offset of 30 °.

Halbtonabbildungen bzw. Halbtonbilder zeigen ineinander verlaufende Farben in jeder möglichen Tonabstufung, also vom tiefsten Schwarz zum hellsten Grau, vom hellsten Farbton zum dunkelsten. Fotografien sind im Regelfall Halbtonabbildungen.Halftone pictures or halftone pictures show colors running into each other in every possible tonal gradation, ie from the deepest black to the brightest gray, from the brightest color tone to the darkest. Photographs are usually halftone pictures.

Bei einem Halbtonbild gibt es im Gegensatz zum Strichbild bzw. zur Volltonabbildung Helligkeitsabstufungen des Motivs in einer Tonwertskala von Weiß bis Schwarz (Graustufenbild). Das (logarithmische) Maß für den Helligkeitsunterschied des hellsten und des dunkelsten (schwärzesten) Tonwerts (Lichter zu Schatten) nennt man Gradation, gemessen in Gamma. Ist die Gradation gering, nennt man das Bild weich, im extremen Fall flau, ist sie hoch, wirkt das Bild hart (also sehr kontrastreich).In the case of a halftone image, in contrast to the line image or the solid tone image, there are brightness gradations of the motif in a tone scale from white to black (grayscale image). The (logarithmic) measure of the brightness difference of the brightest and the darkest (blackest) tone value (lights to shadows) is called gradation, measured in gamma. If the gradation is low, the picture is called soft, in the extreme case it is flabby, if it is high, the picture looks hard (ie very rich in contrast).

Bei einer Reduktion der Tonwerte auf einige wenige kommt es zum Poster-Effekt (US-engl. posterized image; posterization). Bleiben nur noch zwei Ton- oder Farbwerte übrig, handelt es sich um ein Strichbild.Reducing the tonal values to a few results in a poster effect (posterized image). If only two tone or color values remain, it is a line image.

Werden Halbtonabbildungen im Druck reproduziert, muss die Vorlage bei der Bildreproduktion mittels eines Rasters in Rasterpunkte zerlegt (gerastert) werden, d. h. ein gerastertes Bild ist im Prinzip ein Strichbild, das ein Halbtonbild vortäuscht.If halftone images are reproduced in print, the original must be broken down (rastered) into halftone dots during image reproduction by means of a grid. H. a rasterized image is basically a line image that simulates a halftone image.

Eine Vektorgrafik ist ein Computerbild, das aus grafischen Primitiven wie Linien, Kreisen und Polygonen zusammengesetzt ist.A vector graphic is a computer image made up of graphic primitives such as lines, circles, and polygons.

Um beispielsweise das Bild eines Kreises zu speichern, benötigt eine Vektorgrafik zumindest zwei Werte: die Lage des Kreismittelpunkts und den Kreisdurchmesser. Neben den intrinsischen Parametern (Form und Position) der Primitiven werden eventuell auch die Farbe, Strichstärke, diverse Füllmuster und weitere das Aussehen bestimmende Daten angegeben.For example, to save the image of a circle, a vector graphic needs at least two values: the location of the center of the circle and the circle diameter. In addition to the intrinsic parameters (shape and position) of the primitives, the color, line width, various fill patterns and other appearance-determining data may also be indicated.

Vektorgrafiken können im Gegensatz zu Rastergrafiken ohne Qualitätsverlust stufenlos skaliert und verzerrt werden, etwa mittels homogener Koordinaten. Außerdem bleiben bei Vektorgrafiken die Eigenschaften einzelner Linien, Kurven oder Flächen erhalten und können auch nachträglich noch verändert werden.In contrast to raster graphics, vector graphics can be infinitely scaled and distorted without loss of quality, for example by means of homogeneous coordinates. In addition, the properties of individual lines, curves or surfaces are retained in vector graphics and can also be subsequently changed.

Reine Vektorgrafiken galten lange Zeit als ungeeignet für die Darstellung von fotorealistischen Grafiken, da diese sich anfangs kaum mathematisch modellieren ließen. Mittlerweile bieten gängige Vektorgrafikprogramme jedoch Funktionen an, die es erlauben, Vektorzeichnungen zusammen mit Anti-Alias-Effekten, feinen Farbverläufen und Transparenzen zu speichern und so fotorealistische Ergebnisse zu erzeugen. Die generierten Grafiken bleiben dabei trotzdem skalierbar und veränderbar.For a long time, pure vector graphics were considered unsuitable for the representation of photorealistic graphics, since at first they could hardly be mathematically modeled. However, popular vector graphics programs now offer features that allow you to save vector drawings along with anti-aliasing effects, fine color gradients, and transparencies to create photorealistic results. The generated graphics still remain scalable and changeable.

Die Erstellung von Vektorgrafiken erfolgt meist mittels eines Vektorgrafikprogramms oder direkt mit einer Auszeichnungssprache. Rastergrafiken können mit gewissen Einschränkungen in Vektorgrafiken umgewandelt werden (Vektorisierung).The creation of vector graphics is usually done by means of a vector graphics program or directly with a markup language. Raster graphics can be converted into vector graphics with certain restrictions (vectorization).

Zur Erstellung von Illustrationen können vektorbasierte Zeichenprogramme verwendet werden. Für technische Zeichnungen finden CAD-Programme Verwendung. 3D-Modellierungswerkzeuge erzeugen 3D-Vektorgrafiken für Szenen im Rahmen der 3D-Computergrafik.Vector-based drawing programs can be used to create illustrations. For technical drawings, CAD programs are used. 3D modeling tools generate 3D vector graphics for 3D computer graphics scenes.

Vektorgrafiken erlauben es, Dokumente unabhängig von der Auflösung des Ausgabegeräts zu beschreiben. Mit Hilfe einer vektorgrafikfähigen Seitenbeschreibungssprache wie PostScript oder dem daraus hervorgegangenen Portable Document Format (PDF) können Dokumente mit der jeweils höchstmöglichen Auflösung auf Bildschirmen dargestellt oder gedruckt werden.Vector graphics allow documents to be written independently of the resolution of the output device. With the help of a vector graphics capable Page description language such as PostScript or the resulting Portable Document Format (PDF) documents can be displayed or printed at the highest possible resolution on screens.

Auf gängigen Computersystemen finden heute überwiegend so genannte Outline-Schriften Verwendung, die die Umrisse jedes Zeichens als Vektorgrafik beschreiben. Wichtige Formate sind TrueType, PostScript und OpenType.Today's popular computer systems mostly use so-called outline fonts, which describe the outlines of each character as vector graphics. Important formats are TrueType, PostScript and OpenType.

Ein Halbtonbild (Scan, Digitalfoto, Zeichnung, 3-D Objekt, etc.) wird also in eine Vektorgrafik überführt oder umgekehrt. Von einem Halbtonbild (Programm Adobe Photoshop) wird die benötigte Grundfläche in Form einer Kontur, in dem ein morphologisches Merkmal eingebaut wird als Vectorgrafik (TIFF, EPS Format) erstellt. Das erstellt TIFF oder EPS Format im Programm Adobe Photoshop, wird im Programm Barco Fortuna als Vectorgrafik überführt.A halftone image (scan, digital photo, drawing, 3-D object, etc.) is thus converted into a vector graphic or vice versa. From a halftone image (program Adobe Photoshop), the required footprint is created in the form of a contour in which a morphological feature is incorporated as a vector graphic (TIFF, EPS format). This creates TIFF or EPS format in the program Adobe Photoshop, is transferred in the program Barco Fortuna as a vector graphic.

Die erstellte Grundform wird mathematisch mit Guillochen variabel in Linienstärke, Linienanzahl, Form und Farbe bearbeitet und in das Halbtonbild (als EPS oder PDF- Format) wieder zurückgeführt.The created basic shape is mathematically processed with guilloches variably in line width, number of lines, shape and color and returned to the halftone image (as EPS or PDF format).

Bei der Bearbeitung im Halbtonbild (Programm Adobe Photoshop) wird die Vectorgrafik als Gesamtbild angepasst.When editing in the halftone image (program Adobe Photoshop), the vector graphic is adjusted as a whole image.

Der Übergang kann dabei linear, radial, frequenzmoduliert, tiefenmoduliert, etc. dargestellt werden.The transition can be represented linear, radial, frequency-modulated, depth-modulated, etc.

Die Bearbeitung des Halbtonbildes wird mit z.B.: mit dem Programm Adobe Photoshop durchgeführt. Die Bearbeitung erfolgt üblicherweise im TIFF- Format kann aber auch im nativen Photoshopformat erfolgen. Der Export des Halbtonfiles bezieht sich aber immer auf offene Filetstrukturen z.B.: TIFF, JPEG, RAW etc.The processing of the halftone image is carried out with, for example, the program Adobe Photoshop. The processing is usually done in TIFF format but can also be done in native Photoshop format. However, the export of the halftone file always refers to open filet structures, for example: TIFF, JPEG, RAW etc.

Die Bearbeitung der Vektorgrafik erfolgt mit z.B.: Barco Fortuna, Adobe Illustrator oder Artwork Artpro. Es können aber auch andere vektorbasierte Grafikprogramme eingesetzt werden.The editing of the vector graphics is done with eg: Barco Fortuna, Adobe Illustrator or Artwork Artpro. However, other vector-based graphics programs can also be used.

Das Halbtonbild kann mit unterschiedlichen Rasterformen (Punkte, Quadrate, Kreuze, etc.) dargestellt werden. Die Rasterweite beträgt dabei insbesondere vorzugsweise 1 lpi bis 10.000 lpi , besonders bevorzugt 10 lpi bis 1000 lpi, ganz besonders bevorzugt 100 lpi bis 500 lpi. Der Rasterwinkel beträgt vorzugsweise 0°-90°(nach CMYK).The halftone image can be displayed with different raster shapes (dots, squares, crosses, etc.). The raster width is in particular preferably 1 lpi to 10,000 lpi, particularly preferably 10 lpi to 1000 lpi, very particularly preferably 100 lpi to 500 lpi. The screen angle is preferably 0 ° -90 ° (CMYK).

Die Vektorgrafik wird an die Größe, Form, Modulation etc. des Halbtonbilds angepasst.The vector graphics are adapted to the size, shape, modulation etc. of the halftone image.

Diese Anpassung der Vektorgrafik, die auch durch eine mathematische Formel wie z.B.: einer Guillochen-Funktion oder einer Polygon-Funktion beschrieben sein kann, wird über Parameter wie z.B. Amplitude, Frequenz, Modulation oder Anzahl der Stützpunkte durchgeführt.This vector graphics adaption, which may also be described by a mathematical formula such as a guilloche function or a polygon function, is determined by parameters such as e.g. Amplitude, frequency, modulation or number of vertices performed.

Wird die Vektorgrafik durch einen Linienraster beschrieben, kann die Anpassung an das Halbtonbild über z.B.: die Rasterweite, Rastervvinkelung, Rasterfrequenz oder die Linienstärke erfolgen.If the vector graphic is described by a line grid, the adjustment to the halftone image can be made via, for example, the screen ruling, screen angle, screen frequency, or line weight.

Umgekehrt kann auch das Halbtonbild an die Vektorgrafik angepasst werden. Dazu kann z.B.: das Halbtonbild nach Tonwertstufen z.B.: für Lichter, % Töne, ½ Töne, ¾ Töne und Tiefen zerlegt werden. Eine Anpassung kann dann z.B.: über verschiedene Rasterformen, Rasterwinkel, Rasterfrequenzen erfolgen.Conversely, the halftone image can also be adapted to the vector graphics. To do this, for example: the halftone image can be decomposed by tone levels, for example: for lights,% tones, ½ tones, ¾ tones and depths. An adaptation can then take place, for example, via different screen shapes, screen angles, screen frequencies.

Der morphologische Übergang kann auch mehrmals oder nur in bestimmten Teilbereichen wie z.B.: nur in den Tiefen oder nur in den Lichtern eines Halbtonbildes erfolgen.The morphological transition can also occur several times or only in certain subregions such as, for example: only in the depths or only in the lights of a halftone image.

Als Druckverfahren kommen bekannte Druckverfahren, wie Tief-, Flexo-, Sieb-, Offset- oder Digitaldruck in Frage. Dabei können übliche Druckfarben, aber auch Sonderfarben, wie IR- oder UV- Farben verwendet werden.Suitable printing methods are known printing methods, such as gravure, flexographic, screen, offset or digital printing. In this case, conventional printing inks, but also special colors, such as IR or UV inks can be used.

Die erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmale sind zur Verwendung in Datenträgern, insbesondere Wertdokumenten wie Ausweisen, Karten, Banknoten oder Etiketten, Siegeln und dergleichen geeignet, aber auch als Verpackungsmaterial beispielsweise in der pharmazeutischen, kosmetischen, der Elektronik- und/oder Lebensmittelindustrie, beispielsweise in Form von Blisterfolien, Faltschachteln, Abdeckungen, Folienverpackungen und dergleichen geeignet.The security features according to the invention are suitable for use in data carriers, in particular value documents such as identity cards, cards, banknotes or labels, seals and the like, but also as Packaging material, for example, in the pharmaceutical, cosmetic, electronics and / or food industry, for example in the form of blister films, cartons, covers, film packaging and the like suitable.

Für die Anwendung als Sicherheitsmerkmale werden die Substrate bzw. die Folienmaterialien bevorzugt in Streifen oder Fäden oder Patches geschnitten, wobei die Breite der Streifen oder Fäden vorzugsweise 0,05 - 10 mm betragen kann und die Patches vorzugsweise mittlere Breiten bzw. Längen von 2-30 mm aufweisen.For use as security features, the substrates or the film materials are preferably cut into strips or threads or patches, wherein the width of the strips or threads may preferably be 0.05-10 mm and the patches preferably have average widths or lengths of 2-30 mm have.

Für die Anwendung in oder auf Verpackungen wird das Folienmaterial bevorzugt in Streifen, Bänder, Fäden oder Patches geschnitten, wobei die Breite der Fäden, Streifen bzw. Bänder 0,05 - 600 mm vorzugsweise 50-150 mm beträgt und die Patches vorzugsweise mittlere Breiten und Längen von 2-100 mm aufweisen.For use in or on packaging, the film material is preferably cut into strips, tapes, threads or patches, wherein the width of the threads, strips or bands is 0.05-600 mm, preferably 50-150 mm, and the patches are preferably medium widths and Have lengths of 2-100 mm.

Es ist aber auch möglich die beschriebenen Sicherheitsmerkmale direkt auf Primärverpackungen, wie Karton, Folien, Aluminium, Blister und dergleichen oder direkt auf Wertdokumente aufzudrucken.However, it is also possible to print the described security features directly on primary packaging, such as cardboard, foils, aluminum, blisters and the like, or directly on value documents.

Claims (3)

Sicherheitsmerkmal aufweisend ein Trägersubstrat auf das ein Halbtonbildaufgedruckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbtonbild durch einen morphologischen Übergang in ein höchst fein aufgelöstes Strichelement übergeführt ist.A security feature comprising a carrier substrate on which a halftone image is printed, characterized in that the halftone image is converted by a morphological transition in a highly finely resolved bar element. Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strichelement mathematisch definiert ist.Security feature according to claim 1, characterized in that the bar element is defined mathematically. Sicherheitselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Strichelement durch eine Guillochen Funktion oder eine Polygon-Funktion definiert ist.Security element according to claim 2, characterized in that the bar element is defined by a guilloche function or a polygon function.
EP07010317A 2007-05-24 2007-05-24 Morphological security feature Withdrawn EP1998550A1 (en)

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