用于原真性和来源跟踪的机械压印的独特特征的制作方法

1.本发明一般涉及管理对象的方法(例如，调试对象的方法)、验证这种对象的原真性(authenticity)的方法以及具有用于实现这种对象管理方法的目的独特物理特征的对象的领域。


背景技术：

2.确保产品和资产的原真性是像电子、汽车、航空、国防和零售之类的行业中的基本需要，在这些行业中，当不注意假冒产品时存在引起损害的风险。原真性对于原材料、诊断测试、电子元件、硬件部件和成品如奢侈包和金条是特别关键的。相关的需要是在整个供应链和资产的生命周期内跟踪和追踪商品的逻辑和物理路线、条件和监管链(或所有权)。分布式分类账，包括区块链，作为一种增加沿着供应链的信任和可见性以便更准确地跟踪商品以及断言产品是真的还是假的技术已经获得关注。


技术实现要素：

3.根据第一方面，本发明被实现为一种管理对象的方法。该方法应用于一组对象，例如，考虑到调试(commission)这样的对象。该方法基本上依赖于对所述一组对象中的每个对象的表面进行构图。通过首先相对于所述表面放置硬颗粒的布置来图案化每个对象的表面。硬颗粒的排列形成无定形图案，即颗粒的排列看起来像无规排列，丧失了长程有序。然后，在硬颗粒上施加机械压力，以将该无定形图案转印到所述表面上，并形成用于每个对象的浮雕图案。所形成的浮雕图案是独特的，并且因此限定所述每个对象的物理指纹。因此，这种物理指纹可以在以后被利用来验证对象的真实性，或者跟踪和追踪对象在整个供应链和它们的生命周期内的逻辑和物理路线、状况和/或监管链(例如所有权)。
4.本方法使得可以容易地直接在产品上形成独特标签的图案，由此在产品上凸凹印(emboss)独特且低成本的物理指纹。因此，本方案允许在物理对象的生命周期管理中安全且独特地识别和跟踪物理对象。这种标签实际上易于制造、易于检测，但很难伪造或更换。有趣的是，当前的物理指纹可以用现有方法来检测，诸如依赖于智能电话相机或简单光学读取器的方法。
5.在实施方案中，硬颗粒的布置被提供为支撑材料的一部分，其中硬颗粒被固定到支撑材料，以便在将支撑材料相对于所述每个对象的表面放置之前，在其一侧上从支撑材料至少部分地突出。例如，硬颗粒可以有利地作为砂纸片材的一部分提供。由颗粒形成的图案的独特性和复杂性通过砂纸上的颗粒的随机粒度和位置分布来确保。纸上的每个点仅使用一次，但是砂纸的成本非常低并且可用于卷到卷(roll-to-roll)工艺。如果需要，磨粒的硬度可与待标记的表面匹配。
6.在优选的实施方案中，通过在对象表面上压印(stamp)硬颗粒来施加机械压力。
7.优选地，每个对象包括凹陷区域。在该凹陷区域中限定了无定型图案将被转印到其上的表面。将硬颗粒的布置相对于该凹陷区域中的表面放置，并且施加机械压力以将无
定型图案转移到凹陷区域中的表面上。
8.在实施方案中，该方法还包括，在施加所述机械压力之后，从对象的表面去除残余的硬颗粒。优选地，在所形成的独特浮雕图案上施加保护涂层，以保护物理指纹。然而，所施加的涂层允许光，以便允许物理指纹的光学检测。
9.在优选的实施方案中，相对于所述表面放置的装置的硬颗粒被部分着色。因此，硬颗粒显示不同的颜色。例如，由于在粒子排列上喷射颜色，一些粒子可能各自表现出多种颜色。在变型中，一些粒子具有与其它粒子的颜色不同的颜色。结果，在施加所述机械压力时形成的浮雕图案可以显示不均匀的彩色图案。
10.通常，在每个对象上形成独特的浮雕图案之后，浮雕图案被光学读取(例如，在制造商的场所)。这样，可以获得数字指纹，其对应于为每个对象定义的物理指纹。接着，将数字指纹数据存储在数据库中。数字指纹数据捕获所述数字指纹。存储数字指纹数据以便由每个对象的相应标识符来索引。
11.这样，例如通过将用户扫描的数字指纹与存储在数据库中的数据进行比较，可以容易地验证对象的真实性。例如，在实施例中，该方法还包括(例如，在服务器处)接收(例如，从用户或验证器)对象中的给定对象的数字指纹，并且通过将所接收的数字指纹与存储在所述数据库中并且由对象中的所述给定对象的标识符索引的数字指纹数据进行比较来验证对象中的所述给定对象的真实性。
12.根据另一方面，本发明被实施为一种验证对象的真实性的方法。例如，由考虑购买对象的用户或由验证者关于如上所述的给定对象执行该方法。对象包括用浮雕图案而图案化的表面。如上所述，通过在硬颗粒上施加机械压力以将所述无定形图案转移到所述表面上，根据形成无定形图案的硬颗粒的排列形成了浮雕图案。结果，浮雕图案限定了对象的物理指纹。该方法围绕光学读取浮雕图案以获得捕获所述物理指纹的数字指纹，并且基于所述数字指纹，指示验证该对象的真实性。
13.在优选实施例中，该方法还包括将所述数字指纹与先前为所述对象获得的参考数据进行比较，以验证所述对象的真实性。该比较可以潜在地本地(例如，在用于光学读取浮雕图案的计算机化装置处)或远程地执行。优选地，所述方法还包括将所述数字指纹传输到远程服务器，以便远程服务器将所述数字指纹与所述参考数据进行比较。
14.在实施例中，使用计算机化装置光学地读取浮雕图案，并且该方法还包括在传输所述数字指纹之前，将计算机化装置注册到与服务器进行数据通信的数据库。
15.优选地，该方法还包括识别光学读取的浮雕图案的特征，由此数字指纹捕获所检测的特征。所识别的特征例如可以包括在浮雕图案中检测的斑点的相对位置。各种类型的特征可能可以从物理指纹中提取，并被用于验证对象。
16.在实施例中，浮雕图案被光学地读取，以便获得浮雕图案的若干图像，由此数字指纹捕获从所述若干图像检测到的特征。该方法可以特别地包括叠加所述若干图像以获得组合图像，由此数字指纹捕获从所述组合图像检测到的特征。特别地，所述若干图像可以通过在不同光照条件下对浮雕图案进行成像来获得。
17.在优选实施例中，该方法还包括在发送所述数字指纹之前，扫描与所述对象相关联的条形码以获得捕获所述对象的标识符的条形码数据。这种条形码数据被发送到服务器，以便服务器随后将对应于所述标识符的数据识别为所述参考数据，并且将所述数字指
纹与所述参考数据进行比较。
18.本发明的另一方面涉及对象本身，即，包括用浮雕图案形成的表面的对象。如上所述，该图案是根据形成无定形图案的硬颗粒的排列并通过在硬颗粒上施加机械压力以将所述无定形图案转移到所述表面上而形成的。结果，所转移的图案定义了对象的物理指纹。优选地，通过在所述表面上压印硬颗粒来形成浮雕图案。优选地，对象包括凹陷区域，所述表面限定在凹陷区域中，并且浮雕图案形成在凹陷区域内的表面上。对象优选地包括在浮雕图案上的保护涂层，其中涂层允许光通过。此外，浮雕图案可以被部分着色，以便呈现不均匀的彩色图案。
19.根据本发明的另一方面，一种方法包括以下操作(不一定按以下顺序)：(i)对于多个对象中的每个给定对象，在每个给定对象的至少一个表面上创建图案，其中所述图案的创建包括：(a)将形成无定形图案的硬颗粒排列放置在所述给定对象的至少一个表面附近，和(b)在所述硬颗粒上施加机械压力以将所述无定形图案转移到所述至少一个表面上，从而在所述至少一个表面中形成压痕，所述压痕在所述给定对象上形成独特的浮雕图案；以及(ii)至少部分地基于作为分别限定所述多个对象中的每个对象的物理指纹的所述独特浮雕图案来管理所述多个对象。
20.根据本发明的另一方面，一种方法包括以下操作(不一定按以下顺序)：(i)通过将多个硬微粒对象压靠在第一物理对象的一组表面上而在第一物理对象上压印小凹痕图案，其中压印的图案表示物理指纹；(ii)扫描所述图案以获得与所述第一物理对象的所述物理指纹相对应的数字指纹；以及(iii)通过将印在第一物理对象上的物理指纹与第一物理对象的数字指纹进行比较来识别第一物理对象。
21.根据本发明的另一方面，一种用于与限定第一表面的物理对象一起使用的装置，包括：(i)主表面，所述主表面具有以随机图案从其突出的多个硬颗粒；(ii)物理对象固定子组件；以及(iii)机械致动子组件。物理对象紧固子组件被构造、定尺寸和/或成形为机械地紧固第一物理物品。机械致动子组件被构造、确定尺寸和/或成形为使得具有从其突出的多个硬颗粒的主表面和物理对象的第一表面相对于彼此移动到物理干涉的位置，使得与硬颗粒的随机图案对应的物理指纹图案被压印(imprint)在第一表面上。
22.根据本发明的另一方面，提供了一种方法、计算机程序产品(cpp)和/或计算机系统，其执行以下操作，不必按照以下顺序：(a)接收多个数字指纹数据集，其中每个给定的数字指纹数据集包括指示以下各项的信息：(i)定义物理表面的第一集的相应对应物理对象的身份，以及(ii)指示压印在所述相应对应物理对象的所述表面的集上的小凹痕图案的几何形状的数字指纹；(b)接收扫描数据集，所述扫描数据集包括指示第一物理对象的表面的第一集的扫描的信息，所述扫描指示压印到所述表面的第一集中的小凹痕图案的几何形状；(c)将所述扫描数据集与所述多个数字指纹数据集进行比较，以确定所述第一物理对象与所述多个数字指纹数据集中的匹配数字指纹数据集相匹配；以及(d)传送指示第一物理对象具有与匹配的数字指纹数据集中指示的身份相对应的身份的通信。
附图说明
23.附图用于进一步说明各种实施例并且解释根据本公开的各种原理和优点，在附图中，贯穿各个视图，相同的附图标记指代相同或功能相似的元件，并且附图与下面的详细描
述一起被并入本说明书并且形成本说明书的一部分，在附图中：
24.图1-5示出了本发明的各种实施例所涉及的用硬颗粒的无定形排列(例如，作为砂纸的一部分提供)机械压印对象表面以形成限定该对象的物理指纹的浮雕(relief)图案的步骤的顺序；
25.图6是示出了如在实施例中的在对象的凹陷区域中限定的表面上形成的浮雕图案上施加透明保护涂层的步骤的顺序；
26.图7是示出了如实施例中的对砂纸的硬颗粒着色以便形成具有不均匀色彩图案的浮雕图案的步骤的另一顺序；
27.图8示出了可以通过对浮雕图案进行成像而提取的特征。图8a是这种浮雕图案的照片(从顶部观察)，图8b示出了通过处理如图8a所示的图像而获得的相应特征，如实施例中所涉及的；
28.图9示出了如实施例中所涉及的包括发光二极管(led)环的便携式光学读取器装置。图9a是装置的2d横截面图。图9b是该装置的底视图；
29.图10a-10c示出了从在不同照明条件(具有不同波长)下获得的图像中提取的特征，如实施例中所涉及的；
30.图11描绘了如实施例中所涉及的交互以调试和验证对象的所选组件和实体；
31.图12示出了制造商如何将物理对象的独特标识符与从物理指纹(浮雕图案)获得的数字指纹相关联，该物理指纹通过将独特特征机械地压印到该对象上而获得，如实施例中所涉及的；以及
32.图13和14是示出根据实施例的管理物理对象的方法的高级步骤的流程图。图13示出了由图11中标识的组件和实体执行的所选步骤。图14是示出了如本方法的实施例中所涉及的详细步骤的标准流程图。
33.附图示出了如实施例中所涉及的装置或其部件的简化表示。附图中描绘的技术特征不一定按比例绘制。除非另外指出，否则图中的类似或功能类似的元件被分配相同的附图标记。
具体实施例
34.本发明的一些实施例可以针对具有机械压印的独特特征的对象，其形成该对象的物理指纹。
35.本发明的一些实施例可以认识到以下问题、缺点、理解和/或改进现有技术的机会中的一个或多个：(i)区块链或任何其它数字跟踪和追踪解决方案单独地通常不足以证明原创性或在供应链中和在整个产品生命周期中提供不间断的监管链；(ii)通常，对象通过独特标识符(uid)链接到数字记录，该独特标识符通过型号、批次、生产地点、制造商或类似的方式表示单个对象或一类对象；(iii)uid通常被印刷、凸凹印或作为标签附着到对象或其包装上；(iv)这些标识符中的许多可以被容易地复制或转移到对象的克隆；(v)标识符本身通常不能唯一地和安全地识别物理对象，即，验证对象；(vi)存在各种方法来标记对象(例如，激光雕刻、全息贴纸、1d和2d条形码、机械/破裂密封、序列号、标志等)；(vii)主要的验证方法依赖于光学、射频识别(rfid)或电读出技术，或者仍然涉及序列号的视觉读取；(viii)这种标签易于制造和检验，并且它们也相对易于复制或伪造(例如，通过研磨和重新
压印新标签，可以容易地伪造压印的序列号和其它类似标签，并且激光雕刻的安全标签也可以被潜在地复制)；(ix)基于贴纸的安全标签不适合于暴露于恶劣环境的产品；(x)因此，已经提出了更复杂的技术，例如依赖于同位素追踪、化学指纹或dna指纹；然而，这些技术可能太昂贵或太复杂而不能实现。
36.参考图1-5和12-14，描述了本发明的第一方面，其涉及管理对象的方法。注意，该方法及其变型以及与本发明的第二方面相关的方法(及其变型)在本文档中被统称为“本方法”。所有具有大写字母s前缀的附图标记指的是图13和14的流程图的方法步骤，而附图标记涉及本方法中涉及的组件和实体。
37.本发明的第一方面主要依赖于一组对象中的每个对象10的表面11的图案化，以便于对这些对象的后续管理，例如，考虑到跟踪这些对象的原真性、所有权和/或出处。该方法可以例如鉴于或出于调试这样的对象的目的而被执行。在本上下文中，“调试对象”意味着使这些对象准备好用于它们的生命周期管理。调试阶段也可以被认为是使这样的对象进入工作状态或使这样的对象进入市场的准备步骤。通常，制造商需要同时委托多批多个相似的对象。因此，调试阶段通常处理对象集合。
38.下面，仍然参考单个对象描述关于本发明的第一方面的方法，应当理解，对于该组的每个其他对象执行相同或相似的方法。对象10的表面11如下形成图案。
39.首先，在s3中，将硬颗粒31-33的排列相对于表面11放置，例如直接放置在表面上(如图1中)或在待图案化的表面上方(如图2-5中)。硬颗粒31-33的布置例如可以基本上是二维的(2d)。它通常由单层颗粒组成(如图2-5中所假定的)。在变化的实施例中，如图1所示，可在表面11上或上方设置几层颗粒。在所有情况下，颗粒形成无定形图案。无定形图案缺乏长程有序，长程有序是有序结构如晶格或晶体的特征。无定形图案意味着粒子的非确定性排列，其看起来像粒子的随机排列。硬颗粒31-33的排列可以例如作为砂纸(的一部分)的片材提供。如稍后所讨论的，颗粒可以另外部分地整合在支撑材料(例如，基质材料)中(或上)。
40.接着，在s5中，在硬颗粒31-33上施加机械压力，以将无定形图案转印到对象10的表面11上。这样，对于该组中的每个对象10，形成独特的浮雕图案40、41-43。图案是独特的，因为由于用于图案化对象的硬颗粒的非确定性、随机状布置，无定形图案因对象不同而异。因此，所获得的独特的凸纹图案限定了图案化对象10的物理指纹，如果需要，其可以随后用于鉴定对象。
41.注意，所涉及的颗粒是硬颗粒，这意味着它们应该足够硬以承受(例如压印过程)所施加的机械压力，并且将图案转移到对象表面11中以产生浮雕图案40、41-43。换句话说，所涉及的对象10必须具有足够厚且可延展的表面11以产生可读图案。颗粒通常比表面更硬，尽管这不是必须严格要求的。
42.本方法使得可以容易地直接在产品上图案化独特标签，由此在产品上凸凹印独特且低成本的物理指纹。所获得的标签可以被认为是物理不可克隆函数，从该物理不可克隆函数可以获得数字指纹(dfp)。为此，可以光学读取(扫描)浮雕图案以生成相应的dfp。然后，每个dfp可以用于验证相应对象的真实性。
43.每个dfp受每个对象的物理指纹(即，浮雕图案)赋予的独特物理性质(或一组独特性质)影响。dfp可以例如是矢量(例如，特征矢量)，其可以被减少到单个数字、串或字符的
任何组合(可能包括数字和其他字符)。更一般地，dfp可以是反映浮雕模式的独特性质(或一组独特性质)的数据集。dfp也可以是浮雕图案的纯图像(例如，像素图像)。
44.dfp可以与对象的标识符(例如，独特标识符或uid)配对。一旦与这样的标识符配对，dfp就形成密码锚，将每个uid与难以克隆、伪造和/或转移到另一对象的独特物理属性(或一组独特属性)联系起来。如果需要，这种关联的原真性可能由密码签名来保证。
45.因此，本方案允许在物理对象的生命周期管理期间安全且唯一地识别和跟踪物理对象。对象的图案化通常在制造商的地方进行，在附图中用附图标记100表示。
46.尽管可以容易地获得它们，但是本发明的物理指纹增加了防止伪造的障碍。这种标签实际上易于制造、易于检测，但很难伪造或更换。特征可以是产品本身的一部分，而不是仅在包装上，后者可以容易地被恶意行动者重新使用。有利地，所提出的物理指纹可以用现有方法来检测，诸如如稍后讨论的依赖于智能电话相机或简单光学读取器的方法。从这样的物理指纹提取的特征还可以具有高维度(在机器学习的意义上)，使得它们非常难以或者甚至不可能被复制。
47.现在参考本发明的特定实施例详细描述所有这些。首先，讨论优选的图案化方法。在实施例中，在s1中，在将支撑材料32相对于对象10的表面11放置之前(并且在将压力施加到材料32上之前)，提供硬颗粒的布置作为支撑材料32的一部分，如图2、4、5和7所示，即，硬颗粒31-33可以固定到支撑材料32(或捕获在基体材料中)，以便至少在其一侧(或“主表面”)上至少部分地从该支撑材料32突出。例如，颗粒可以被捕获在薄的、柔性的聚合物片中。
48.然而，优选地，在s1中提供硬颗粒作为砂纸片32的一部分或其一部分。砂纸(也称为玻璃纸)包括粘合到纸的一面的研磨材料。研磨材料由例如玻璃、氧化铝、碳化硅、金刚石等的硬颗粒(粗砂颗粒)形成。颗粒的平均直径通常在5和2,000微米之间。优选地，颗粒的平均直径在10微米和500微米之间。颗粒优选地仅粘合到砂纸的一面，如图2、4、5和7中所假定的。由颗粒形成的图案的独特性及其复杂性是通过颗粒在纸上的随机粒度和位置分布来保证的。纸上的每个点仅使用一次。砂纸的成本非常低，并且可用于卷到卷(roll-to-roll)处理，如图4所示。根据需要，砂粒的硬度可以与待标记的表面相匹配。
49.如图1-5和7所示，更优选通过在对象表面11上压印硬颗粒31-33来施加s5机械压力。例如，在表面11上压印砂纸32的一部分之前，可以在待图案化的对象10的表面11和印模20之间伸展砂纸，如图2、4、5和7所示。如图4所示，砂纸可以在支撑单元(未示出)的每一侧上使用退绕单元和卷绕单元来伸展。柔性基板32从开卷单元移动到卷绕单元移动。在给定对象上压印砂纸的给定部分之后(图4b、4c)，移除图案化对象，将另一对象放置就位，并且将砂纸略微退绕(并且重新卷绕)以提供新的干净的砂纸部分，准备用于另一压印步骤(图4a)。
50.注意，支撑材料32可以最初停留在印模20(如在其静止位置)和表面11之间的中间位置，如图4中所假定的。在变型中，支撑材料32可以最初被推动抵靠印模(stamp)20，或者与其一起竖直地移动(如图2中所示)。在其它变型中，硬颗粒33的布置可以形成印模本身的一部分，如图3所示，其中颗粒33布置在印模的端面处(颗粒可以例如粘在印模的端面上)。在这种情况下，印模仅使用一次，或者印模表面的不同部分用于压印。在其它变型中，支撑材料32直接在对象10上伸展，例如，在如对象的表面11的表面上或在对象10的侧向突出表
面上(图5)，其围绕对象的凹陷区域12，其中限定了要被图案化的表面11。在其它变型中，在其上施加机械压力之前，硬颗粒31自由地设置在待形成图案的表面11上(图1)。例如，砂砾材料可以简单地倾倒或散布到产品表面11上。
51.印模可以是手持式装置，这取决于待凸凹印材料的硬度。然而，在可能的应用中，将需要包括例如压印机构或液压机的设备，以便实现足以对目标材料进行凸凹印的压力。例如，可能需要达到高达20吨/cm2或更高的压力。所使用的实际压力将取决于被图案化的对象的支撑物、衬底或外壳的材料。这种材料通常包括聚合物(塑料)或金属(例如铝、钢)。例如，所用压力对于塑料可以是50-1,000kg/cm2，对于铝可以是200-5,000kg/cm2，对于钢可以是1,000-20000kg/cm2。
52.在一些实施例中，机械压力被施加在根据无定形图案布置的硬颗粒上，由此该图案被转印到对象的表面11。如果需要，除了机械加工之外，还可以包括热处理。例如，在施加机械压力之前和同时，可以加热对象的表面11。在变型中，或者另外，例如，可以加热砂粒，以在玻璃表面或其它类似材料上产生图案。例如，可以使用高频感应加热小的金属颗粒。
53.可以考虑几种另外的变体。例如，在某些情况下，砂粒可被物理地(至少部分地)转移到基底10的表面11上。在这方面，在附图中，附图标记40表示所获得的唯一的浮雕图案，而附图标记41-43表示浮雕图案以及其上的残余颗粒。因此，硬颗粒可以形成所得图案的一部分。然而，在希望随后利用没有残余颗粒的浮雕图案40的情况下，可能希望例如通过冲洗残余颗粒从图案化表面11去除s7残余硬颗粒31-33，如图3所示(见图3c)。可以包括简单的清洁过程，例如基于空气的或基于水的洗涤过程。在变型中，例如，残余颗粒可以溶解在溶剂中或被蚀刻。
54.如上所述，凸凹印可能在产品10的凹陷区域12中进行，以便实现转印图案的更好的物理保护。这在图5和6中示出，其中对象10包括其中限定表面11的凹陷区域12。在此，在s3中，将硬颗粒31-33的布置相对于表面11放置在该凹陷区域12中，并且在s5中施加机械压力，以便将非晶图案转移到凹陷区域12内的表面11上。
55.如图6进一步所示，在s9步骤中，可在浮雕图案40、41-43上涂覆保护涂层51、52。例如，在擦除多余材料之前，首先将涂层材料51浇注到凹陷区域12中的图案表面11上，以获得干净的保护层52。随后可将材料52固化或干燥。例如，浮雕图案可以由透明树脂或任何其它合适类型的涂层保护。该材料可以施加在没有残余颗粒的图案40上，或者施加在包括残余(例如，转移的)颗粒的图案41-43上。因此，残余颗粒可以被捕获在保护涂层52中，例如，以突出图案40的特征，在所有情况下，所施加的涂层需要充分地允许光，以使得能够光学检测捕获在保护涂层52下面的图案。
56.图案40的额外复杂性可通过添加色彩分量来实现。如图7所示，硬颗粒32可以部分着色，以便硬颗粒呈现不同的颜色。作为施加s5机械压力的结果，最终获得的浮雕图案40、41-43可具有不均匀的彩色图案。硬颗粒例如可以通过将颜料以与砂纸成一定角度(例如，平行于砂纸的平均平面而不是垂直于砂纸)不均匀地喷射到砂纸32上(参见图7b的附图标记60)来着色，以产生不均匀的颜料涂层。也就是说，仅硬颗粒31-33的暴露侧可以碰巧被着色。然后，在砂纸上施加机械压力时，喷涂的颜料可以转印到表面11的浮雕图案上。在变型中，不同颜色的颗粒可以设置在支撑材料上，再次导致杂色表面。
57.下面讨论通过利用从为每个对象获得的物理指纹导出的数字指纹(dfp)来调试对
象的优选方式，参见图13和14。即，在形成s5独特浮雕图案40、41-43之后，鉴于获得s13对应的dfp，本方法还可以包括为每个对象10光学读取所形成的浮雕图案的步骤s11。然后，例如考虑到将来的验证步骤，可以指示将s15对应的dfp数据存储在数据库110中。每个dfp从(相应对象10的)相应浮雕图案获得，并且因此可以被视为其对应物理指纹的数字对应物。
58.然后，在s15将dfp数据存储在数据库110中，在此优选地通过对象10的相应标识符16来索引该数据。上述步骤可以再次典型地在制造商的位置处执行，在对象的制造商100的控制下，参见图11和12。
59.例如，由于适当配置的光学设备或装置，可以执行步骤s11，其通常利用专用软件。后者通常可以利用计算机视觉和图像处理技术，通过光学扫描对象10的物理指纹40、41-43来数字化地收集信息。注意，制造商可能希望使用提供尽可能接近用户或验证者随后获得的结果的光学装置，以验证商品的真实性。因此，制造商可以使用仅涉及智能电话或平板电脑的设置，其上安装有适当编程的应用。
60.存储对象标识符和dfp对允许随后容易地验证对象的真实性。如果需要，这进一步允许跟踪对象。可以设想各种场景。在第一种场景下，数据库110是可信的后端。因为验证数据库110是可信的后端，所以相信对象的标识符和它们的关联dfp不能被伪造。在变型中，数据库110被实现为共享账本，例如，其完整性由智能合同和其他安全机制确保的区块链。在这种情况下，uid和dfp对将可能以加密形式存储，并且被密码签名。因此，数据库110可以是由受信实体(例如，由制造商)控制和保护并且因此受信的数据库，或者是共享账本。在其他变型中，可以涉及两个数据库，包括受信任的数据库和共享的账本。
61.区块链在当前上下文中是有吸引力的后端平台，因为其是分布式的、不可变的、高度可用的，并且如果被适当地设置，则可以独立于对象制造商和供应商。在区块链的变体中，可以使用中央数据库。然而，中央数据库可能受到攻击和单点故障，尤其是如果制造商出差。因此，交易可以有利地存储在区块链中，其中分发和一致性算法提高了针对失败和欺诈的鲁棒性。
62.然而，为了简单起见，在下文中假设数据库110是中央数据库。数据库110(或与其通信的服务器)可以接收s27验证请求(例如，来自用户300或验证者)，该验证请求包括给定对象10的dfp。在这种情况下，数据库(或服务器)可以通过将接收到的dfp与存储在数据库110中的dfp数据进行比较s29来验证s29-s30该对象的真实性。该请求还可包含该对象的标识符，以便于与存储在数据库110中的dfp进行比较，假定这种dfp可能由数据库110中的对象的标识符16来索引。
63.现在将参照本发明的另一方面详细描述所有这些，本发明涉及一种验证对象真实性的方法，该方法是验证对象的原真性(例如，当购买该物体时)，或者跟踪该对象或其出处等。这些方法主要参考图13和14进行讨论。
64.本验证方法涉及诸如先前描述的对象10，即，具有利用浮雕图案40、41-43图案化的表面11。如已经解释的，根据形成无定形图案的硬颗粒31-33的排列，通过在硬颗粒31-33上施加s5机械压力以将无定形图案转移到物体的表面11上，在s3-s9中形成了该图案。浮雕模式40、41-43相应地定义了对象10的物理指纹40、41-43。在这种情况下，假设与对象的物理指纹相对应的dfp已经被例如对象制造商存储在数据库110中。
65.该验证方法依赖于光学读取s25如初始图案化的s3-s9(例如，由制造商100)对象
的给定一个的浮雕图案40、41-43，。正如步骤s11，步骤s25允许获得dfp，其中该dfp再次捕获对象的物理指纹40、41-43。接下来，该方法指示s27基于所述dfp验证s29-s30该对象10的真实性。
66.步骤s25通常由用户300或验证者，即希望查询对象10的原真性的人来执行。再次，需要使用合适的光学读取器，例如智能手机200或任何光学装置，例如配备有合适的应用软件的专用光学读取器。用于执行步骤s25的装置应与步骤s11所使用的装置一致，以便允许一致的验证过程。
67.该验证过程可以基本上本地执行，例如，使用与用于光学读取s25浮雕图案相同的装置200，或与装置200数据通信的另一装置。因此，dfp可以被存储在装置200的存储器中(尽管将dfp存储在该设备的主存储器中可能就足够了)，以用于验证目的。验证过程可以例如基于由远程服务器先前提供的数据。
68.在变型中，考虑到执行验证，装置可以连接到远程服务器110。在这方面，本方法可以进一步包括将dfp传输s27至远程服务器110，以便其将所述dfp与参考数据46进行比较s29。以下描述假设装置200连接至远程服务器，该远程服务器与数据库110进行数据通信。也就是说，服务器和数据库可能构成同一计算机化实体的一部分，尽管数据库110可能独立于制造商而被维护，如前所述。注意，在实践中，在将步骤s25获得的dfp传输s27之前，所使用的协议可能需要向数据库110注册s21计算机化装置200(如用于光学读取s25浮雕图案40、41-43和/或执行比较s29)。
69.在所有情况下，验证过程可以将步骤s25处获得的dfp的s30与先前获得的用于该相同对象10的s11(例如，由制造商100获得的)的参考数据46进行比较，以便在图14中的步骤s31以及图13的步骤s32处验证该对象10的真实性，然后服务器110可以发送s31确认110，确认如果发现匹配，则对象10是非伪造的对象，参见图13或14(参见图14中的步骤s35)。如果没有发现匹配，则在s33发送标准错误消息，例如，邀请买方重试和重新扫描dfp。在所有情况下，比较结果可能被记录，例如，以跟踪成功和失败的验证对象的尝试。
70.dfp通常包含什么，它们如何被比较？例如，可以对对象的物理指纹进行成像，以获得浮雕图案的像素图像，由此可以使用任何合适的图像比较技术，例如基于直方图比较、推土机(earth mover)距离等，直接比较所得的图像。因此，dfp可以简单地由浮雕图案的图像组成。然而，优选实施例依赖于使用专用应用软件从图像提取的特征。例如，步骤s11和s25中的每一个可以包括将浮雕图案40、41-43的特征标识s25为光学读取的步骤，以便得到的dfp捕获或反射所标识的特征。所识别的特征可以特别地包括在浮雕图案40、41-43中检测到的斑点的相对位置，如图8所示。
71.详细地，图8a示出了根据前面讨论的实施例获得的给定浮雕图案的照片。即，在给定对象的凹陷区域中压印浮雕图案，该给定对象是从铝铣削的；在该示例中，凹陷区域的深度为0.25mm。使用五吨的凸凹印压力。图8b示出了图8a中检测到的椭圆形区域45的处理后的图像，其强调了阈值强度的斑点。注意，可以另外检测确定性特征(例如，基准标记)以正确地定向图像/图案(如对于2d条形码常规进行的)，并且用于聚焦图像。并且在检测到的斑点的唯一相对位置之外，可能基于检测到的特征来检测或计算其他特征，例如保留的斑点的平均密度，以及其他强度指示符，例如斑点强度的最小值和最大值、距离矩阵、距离分布的直方图等。
72.更具体地参照图9和10，对于相同的浮雕图案可以获得几个图像，然后用这些图像来获得dfp。即，浮雕图案40、41-43可以被光学读取s25多次，以便获得相同浮雕图案的若干图像。最终，dfp可以捕获或反映针对所获得的每个图像所检测的特征。可以从每个图像中单独地提取这些特征，然后将其组合。在变型中，首先组合图像，由此dfp捕获从组合图像检测到的特征。注意，这些图像可能首先需要彼此配准或对准，如图像处理技术中通常的那样。
73.在优选实施例中，通过在不同的照明条件下对浮雕图案40、41-43进行成像来获得若干图像。例如，可以由于不同的光源而获得图像。例如，led环可以用于该目的，由此可以实现旋转照明，如图9中所假设的。实际上，照明条件和相机角度影响所得到的图像，这可以使得模式识别具有挑战性或计算要求。因此，在步骤s11和s25中优选使用独立的、低成本的便携式读取器250。在变型中，可以设计特定的外壳251，其可以附接到智能电话相机。这种解决方案可以用于在更受控的条件下使凸凹印的图案成像，也减轻了杂散光的影响。
74.详细地，图9描绘了包括图像传感器252的独立装置250的截面图(图9a)和底视图(图9b)。注意，装置250的壳体251可以设计成卡扣配合部件，该卡扣配合部件可以附接到智能电话200。因此，传感器252实际上可以是智能电话相机。装置250还包括放大物镜253、孔径254和圆形凹陷区域，其中布置led环255。使用led环允许在不同照明角度下获得若干图像，这可以被利用来更完全地表征每个独特浮雕图案。在变型中，依赖于若干(不同的)照明条件，但是使用相同的光源，尽管具有不同的照明角度。
75.如本发明人所观察到的，当在暗视场中成像时，凸凹印的图案通常产生特别高对比度的图像。而且，可以使用浮雕图案的明场成像和暗场成像的组合。在其它变型中，使用在不同波长下获得的图像，如图10a-10c所示，其分别对应于在红光、绿光和蓝光下获得的图像。这种方法产生了不同数量的检测斑点。通常，使用不同的照明条件允许置信水平显著增加。
76.注意，可以理解，用于执行比较s29的dfp在一定程度上优选地应当是容错的，假定在步骤s11和s25分别获得的dfp之间可能不匹配。可以考虑各种可能性。可以计算对准图像的最佳匹配点之间的欧几里得距离。在那里，对于被认为是匹配的相应模式，所得到的距离不应超过给定阈值。在变型中，从获得的图像提取特征，并且使用无监督机器学习技术来计算图像对之间的距离。并且再次，对于被认为是匹配的相应图像，所得到的距离不应超过给定阈值(其本身可以被学习)。例如，在由适当的提取器(例如，使用从若干图像获得的语义向量或像素值向量)定义的特征空间中计算这样的距离。可以实现大的维度空间，其可以使用已知的维数缩减技术来缩减。然后，可以使用任何合适的距离函数，例如欧几里得距离或余弦距离。
77.除了扫描对象的物理指纹之外，还可以使用条形码，如图11-14中所假设的。即，用户300可以扫描s23与对象10相关联的条形码15，参见图12的附图标记44，其中对象包括2d条形码(其也可以被粘在对象包装上)。这样，获得了条形码数据，其捕获了对象10的标识符16(通常是uid)。在s27发送dfp之前扫描条形码15。通常，使用执行专用应用的智能电话来扫描条形码。该应用首先邀请用户300扫描条形码，然后提示用户扫描浮雕图案。然后，在s27将条形码数据传输到服务器110(例如，与dfp一起或在将后者传输到服务器之前)。服务器(或数据库110)然后可以将与标识符16相对应的数据识别为dfp参考数据，并且将用户
300在s25扫描时的dfp在s29与这样的参考数据进行比较。如所述的，数据库110可以存储由对象的uid索引的dfp参考数据，并且因此可以将在s27发送的dfp与由uid索引的参考数据进行比较。在变型中，在智能电话200上运行的应用首先指示连接到服务器，该服务器将标签信息返回到智能电话，以便在智能电话200处本地执行比较s29。
78.现在更具体地参照图8和12，讨论本发明的最后方面，其涉及根据本发明方法形成图案的对象10本身。已经参考本发明的其它方面讨论了这些对象特征；下面仅简要地讨论它们。
79.即，对象10包括用浮雕图案40、41-43图案化的表面11。该图案是根据形成无定形图案的硬颗粒31-33的排列，通过在硬颗粒31-33上施加机械压力，以便将由颗粒形成的无定形图案转移到对象的表面11上而形成的。所获得的浮雕图案是对象的有形特征，其限定了对象10的物理指纹40、41-43。所提出的图案化方法在对象的表面11上产生了特有的独特特征，如图1c、2c、3d、4c、5c、6a、7d和8a所示。这些特征的平均尺寸由硬颗粒的平均尺寸和面密度确定。物理指纹，即凸凹印图案，可以被认为是物理上不可克隆的、无定形的图案，其基本上是二维的，垂直于凸凹印的表面具有小的变化。这种变化由硬颗粒(例如，砂粒)和机械压力过程确定。在表面11上也可能发现残留颗粒。在所有情况下，可以光学表征获得的物理指纹，以便获得对象10的dfp，这允许验证该物体的真实性。
80.在实施例中，浮雕图案40、41-43通过在所述表面11上压印硬颗粒31-33而形成。这种工艺也产生特征性的凸凹印图案。表面11可以有利地限定在凹陷区域12中，由此在凹陷区域12内的表面11中形成浮雕图案40、41-43。对象10可以包括形成在浮雕图案40、41-43上的保护涂层51、52，其中该涂层允许光通过。此外，浮雕图案40、41-43可以任选地被部分着色，以便呈现不均匀的彩色图案。
81.尽管已经参照有限数量的实施例、变型和附图描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变，并且可以用等同物进行替换。特别地，在给定实施例、变型中所记载的或者在附图中所示出的特征(类似设备或类似方法的)可以与另一实施例、变型或附图中的另一特征组合或替换另一特征，而不脱离本发明的范围。因此，可以考虑关于任何上述实施例或变型描述的特征的各种组合，其保持在所附权利要求的范围内。此外，在不背离本发明的范围的情况下，可以进行许多微小的修改以使特定的情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明不局限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。此外，可以预期除了以上明确提及的之外的许多其他变型。
82.在以下段落中阐述了适用于本文档中使用的某些词语或术语的一些定义。
83.本发明：不应被认为是绝对的指示，即术语“本发明”所描述的主题被提交的权利要求所覆盖，或者被在专利申请之后可能最终发布的权利要求所覆盖；虽然术语“本发明”用于帮助读者获得一般感觉，对于该感觉，本文的公开被认为是潜在地新的，但是如通过使用术语“本发明”所指示的，该理解是试验性的和临时的，并且随着相关信息的发展和权利要求被潜在地修改，该理解在专利审查的过程中会发生改变。
84.实施例：参见“本发明”的定义-类似的警告适用于术语“实施例”。
85.和/或：包括端值或；例如，a、b“和/或c”表示a或b或c中的至少一个是真实的和可应用的。
86.包括/包含/含有：除非另有明确说明，否则意味着“包括但不一定限于”。
87.模块/子模块：操作性地工作以执行某种功能的任何硬件、固件和/或软件集合，而不考虑模块是否：(i)在单个局部邻近度中；(ii)分布在广阔的区域上；在软件代码的较大片段内的单个邻近度中；(v)位于单个软件代码片段内；(v)位于单个存储装置、存储器或介质中；(v)机械连接；电连接；和/或以数据通信连接。
88.计算机：具有重要数据处理和/或机器可读指令读取能力的任何装置，包括但不限于：台式计算机、大型计算机、膝上型计算机、基于现场可编程门阵列(fpga)的设备、智能电话、个人数字助理(pda)、体装式或嵌入式计算机、嵌入式设备类型的计算机、基于专用集成电路(asic)的设备。