DE60018222T2

DE60018222T2 - Optisches Wasserzeichen

Info

Publication number: DE60018222T2
Application number: DE60018222T
Authority: DE
Inventors: Sheng Huang; Jian Kang Wu
Original assignee: Trustcopy Pte Ltd
Current assignee: Trustcopy Pte Ltd
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2020-09-16
Also published as: AU7569000A; EP1317734A1; AU785178B2; WO2002023481A1; ATE289437T1; EP1317734B1; US20020054680A1; JP2003530737A; US7366301B2; CN1170254C; JP4373045B2; DE60018222D1; CN1372677A

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung optischer Wasserzeichen auf gedruckten und elektronischen Dokumenten.
Definition
Im folgenden ist die Spezifikation oder Bezugnahme auf ein Dokument so aufzufassen, als dass sie ein gedrucktes Dokument und/oder ein elektronisches Dokument und/oder eine Kopie (gedruckt oder elektronisch) eines gedruckten Dokuments und/oder eine Kopie (gedruckt oder elektronisch) eines elektronischen Dokuments und ein solches Dokument mit Text, Bebilderung, Graphiken, Video, Photographien und andere darauf oder darin in Erscheinung tretende Multimedien umfasst.
Hintergrund der Erfindung
Der Aufbau eines Wasserzeichens, auf den als Trägerpunktmuster Bezug genommen wird, ist ein sich wiederholendes Muster, am einfachsten und grundlegendsten als eine zweidimensionale ("2-D") Punktanordnung. Die Komplexität des Punktmusteraufbaus bestimmt das Sicherheitsniveau. Das Einbinden eines latenten bzw. gebundenen Objekts in ein Wasserzeichen wird durch die Modulation des Punktmusters mit dem latenten Bildobjekt implementiert. Das Überwachen des latenten Bildes unter Verwendung eines Dekodierers ist ein Vorgang der Demodulation. Der Dekodierer ist ebenfalls ein strukturiertes Muster, das einem bestimmten Punktmuster entspricht. Es ist als ein optisches Instrument implementiert, wie etwa als Gitter, Linsen, Ronchi-Linierung, spezielle Filme oder sogar als ein Fotokopierer.
Berücksichtigung des Standes der Technik
Die Druckschrift US 5,915,027 betrifft das digitale Versehen von Daten mit Wasserzeichen, wobei die Daten Bild-, Video- und Audiodaten umfassen, was durchgeführt wird, indem das Wasserzeichen wiederholt in Unterbereiche oder Unterbilder der Daten eingefügt wird. Das Wasserzeichen wird in ähnlicher Weise wiederholt aus dem Unterbereich der Daten entnommen. Dieses Verfahren befindet sich in einer Schicht und ist für ein textbasiertes Dokument oder ein auf Papier gedrucktes Dokument nicht geeignet.
Die Druckschrift US 4,921,278 weist ein Identifikationssystem auf, das ein computergeneriertes Raster bzw. Moire verwendet und basiert auf einem computergenierten zufälligen Muster von durchbrochenen Linien. Die Überlappung des Objektrasters und des Referenzrasters erzeugt den Moire-Effekt. Dieses Verfahren befindet sich in einer einzelnen Schicht, ist ziemlich einfach und stellt nicht genügend Schutz bereit, wie etwa eine Fälschungsanzeige.
Die Druckschrift US 5,734,752 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserzeichen in einem digital reproduzierbaren Dokument, die im wesentlichen unsichtbar sind, wenn dieses betrachtet wird. Es verwendet stochastische Bildmuster, die zur Wiedererzeugung eines grauen Bildes auf einem Dokument geeignet sind, und andere stochastische Bilder zur Korrelation des ersten, um den Inhalt anzuzeigen. Dieses ist der Druckschrift US 4,921,278 ziemlich ähnlich, außer dass es stochastische Bildmuster verwendet, um graue Bilder darzustellen.
Andere zu diesem ähnliche Patente sind: US 5,708,717 , das ein Quellbild mit einem latenten Bild kombiniert, so dass das durcheinandergebrachte latente Bild nur sichtbar ist, wenn es durch eine spezielle Dekodierlinse betrachtet wird, US 5,790,703 , das ein erstes Bildmuster erzeugt, das dazu geeignet ist, ein graues Bild auf einem Dokument wiederherzustellen und zumindest eine konjugierte Bildbeschreibung abzuleiten, die auf das erste Muster bezogen ist, so dass ein Überlappen von diesen den Inhalt des Dokuments offenlegen kann und US 6,000,728 , das verschiedene Größen von Punktbildern zur Fälschungssicherung verwendet.
Wie aus diesen US-Patenten ersehen werden kann, gibt es nur eine Schicht von verborgener Information. Dieser Aufbau ist Angreifern ausgesetzt. Ein sorgfältiges Betrachten des Aufbaus mit einem Mikroskop oder einem ähnlichen Instrument enthüllt alle Informationen, die benötigt werden, um das Bild oder Dokument zu fälschen.
Es ist das grundlegende Ziel der vorliegenden Erfindung, sich dieses Problems anzunehmen und ein Wasserzeichen bereitzustellen, das im allgemeinen normalerweise nicht ermöglicht, dass alle notwendigen Informationen enthüllt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit, um Dokumente vor Fälschung und Nachahmung zu schützen. Es bettet mehrfache latente Bildobjekte in Schichten von sich wiederholendem Aufbau ein, um ein Wasserzeichen zu erzeugen. Das Wasserzeichen wird dann in ein Dokument als z.B. ein Siegel, Logo oder Hintergrund eingebunden. Darauf kann als ein optisches Wasserzeichen Bezug genommen werden.
Ein optisches Wasserzeichen weist mehrere Wasserzeichenschichten auf. Ein oder zwei latente Bildobjekte sind in jede Wasserzeichenschicht eingebettet. Jede Wasserzeichenschicht weist einen unterschiedlichen Aufbau auf, genauso wie ein entsprechender Dekodierer zur Betrachtung des latenten Bildobjekts, das in der Wasserzeichenschicht eingebettet ist. Das in eine Wasserzeichenschicht eingebettete latente Bildobjekt kann durch das menschliche Auge nicht ohne Hilfsmittel betrachtet werden, außer ein der Struktur der Wasserzeichenschicht entsprechender Dekodierer überlappt das Wasserzeichen. Auf der anderen Seite enthüllt ein Dekodierer für eine Wasserzeichenschicht nicht die latenten Bildobjekte in anderen Wasserzeichenschichten aufgrund des Unterschiedes in ihrem Aufbau. So gesehen können die Dekodierer als Schlüssel zu den Geheimnissen betrachtet werden, und die Geheimnisse sind die in den Wasserzeichen eingebetteten latenten Bildobjekte.
Schichten in dem optischen Wasserzeichen schützen einander. Ohne Kenntnis aller Geheimnisse (einschließlich latenter Bildobjekte und Parameter der Punktmuster) des optischen Wasserzeichens, ist es so gut wie unmöglich, das Wasserzeichen zu fälschen oder die latenten Bildobjekte in Wasserzeichenschichten zu verändern, ohne wahrgenommen zu werden.
Die Kombination von verschiedenen Sicherheitsniveaus stellt Lösungen für die Bedürfnisse verschiedener Anwendungen bereit. Zum Beispiel kann ein optisches Wasserzeichen als Logo eines Unternehmens auf einem von dem Unternehmen herausgegebenen Dokument erscheinen. Dort können z.B. drei Was serzeichenschichten sein. Die erste Schicht kann ein Außerkraftsetzungswort, wie etwa "KOPIE" sein, und die Verifikationsvorrichtung ist ein Kopierer. Das Außerkraftsetzungswort "KOPIE" tritt auf, falls das gedruckte Originaldokument fotokopiert wird. Das latente Bildobjekt in der zweiten Schicht kann ein Logo des Unternehmens sein, und die Verifikationsvorrichtung ist eine speziell entworfene Linse mit durch periodische Funktionen definierten Rastern. Die Linse kann der betroffenen Organisation übergeben werden, um die Echtheit des Dokuments zu verifizieren. In die dritte Schicht kann ein Logo einer vertrauenswürdigen dritten Gesellschaft bzw. Partei eingebettet sein. Die Verifikationsvorrichtung ist ebenfalls eine Linse, aber ihr Aufbau ist ein zufälliges Punktmuster, das sicherer ist als die anderen Schichten.
Weil die Überlagerung von mehreren Schichten ein irreversibler Vorgang ist, steigt die Kompliziertheit des optischen Wasserzeichens an und es ist sehr schwer, wenn nicht unmöglich, zurückzukonstruieren bzw. zu analysieren, um die Parameter und verborgenen Informationen aus dem Wasserzeichen zu entnehmen. Weil mehrere Schichten auftreten, können verschiedene Verifikationsverfahren, einschließlich einer Fälschungsanzeige, kombiniert werden, um eine viel sicherere Anwendung auszubilden. Diese Verifikationen können offline mit sehr einfachen Vorrichtungen ausgeführt werden. Darüber hinaus kann das erfundene Verfahren und die erfundene Vorrichtung eine sehr hohe Sicherheit ohne Verwendung von Spezialtinte oder Spezialpapier erreichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Damit die Erfindung einfach verstanden werden kann und einfach praktisch ausgeführt werden kann, sollen lediglich bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch ein nicht einschränkendes Beispiel beschrieben werden, wobei die Beschreibung auf die anliegenden darstellende Zeichnung Bezug nimmt.
1 zeigt einen geschichteten Aufbau eines optischen Wasserzeichens.
2 zeigt eine Darstellung von eingebetteten latenten Bildobjekten in einer grundlegenden Wasserzeichenschicht.
3 zeigt ein Demodulationsergebnis der Buchstaben "T" und "C".
4 zeigt den Aufbau des optischen Wasserzeichens.
5 zeigt ein Wasserzeichen mit einem zufälligen Punktmuster.
6 zeigt eine fälschungssichere Wasserzeichenschicht mit einem eingebetteten Buchstaben "P".
7 zeigt eine elektronische Anwendung.
8 zeigt ein elektronisches Dienstleistungsmodell.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Das optische Wasserzeichen dieser Erfindung weist einen mehrschichtigen Aufbau auf, wie in 1 dargestellt ist. Wasserzeichenschichten überlappen einander, um mehrere Schichten und Kategorien von Schutz auszubilden. Diese Überlappung von mehreren Schichten bedeutet, dass es sehr schwierig ist, wenn nicht unmöglich, Parameter des Aufbaus und der verborgenen Informationen alleine aus dem optischen Wasserzeichen zu entnehmen.
Jede Wasserzeichenschicht ist eine sich wiederholende Aufbauanordnung von Punkten. Latente Bildobjekte sind durch Modulation in die Wasserzeichenschicht eingebettet. Dieses kann z.B. Phasenmodulation einschließen. Der Aufbau und die Orientierung der verschiedenen Wasserzeichenschichten in einem optischen Wasserzeichen müssen voneinander unterschiedlich sein. Nur der Dekodierer entsprechend einer besonderen Wasserzeichenschicht kann verwendet werden, um das in der besonderen Wasserzeichenschicht eingebettete Bildobjekt zu sehen.
Grundlegende Wasserzeichenschicht – 2-D Punktanordnungen
Die grundlegende Wasserzeichenschicht ist eine 2-D Punktanordnung, die in zwei orthogonalen Richtungen variiert. Um latente Bilder einzubetten, kann Phasenmodulation in beiden Richtungen angewandt werden. Wie in 2 dargestellt ist, ist Teil 205 die Phasenmodulation in der horizontalen Richtung, um einen Buchstaben "T" einzubetten, während Teil 206 die Phasenmodulation in der vertikalen Richtung darstellt, um einen Buchstaben "C" einzubetten.
Die Phasenmodulation ändert die Entfernungen zwischen einem Paar von Punkten an der Kante der latenten Bilder in der Richtung der Phasenmodulation. Gemäß den Eigenschaften des menschlichen visuellen Systems machen sollen Änderungen in den Distanzen die Kante des latenten Bildes entweder heller oder dunkler als das allgemeine Grauniveau der Punktanordnung. Solch ein Effekt legt die Form der latenten Bilder offen. Um diesen Effekt auszugleichen, kann ein "Glättungs"-Vorgang auf die Bereiche mit einer abrupten Phasenänderung angewendet werden. Zum Beispiel war in 2 entlang von mit 201 und 202 bezeichneten Regionen die Entfernung zwischen einem Paar von Punkten größer als die sich wiederholende räumliche Periode der Punktanordnung. Deswegen wird, zusammen mit einer Entfernungseinstellung, ein Punkt hinzugefügt, um die Kante ein wenig dunkler zu machen. Die Muster 201 und 202 sind die Ergebnisse nach der Kompensation. Auf der anderen Seite können, wenn die Entfernung zwischen zwei Punkten sehr viel kleiner ist als die sich wiederholende Periode der Punktanordnung, eine Entfernungseinstellung ebenfalls nötig sein, um die Kante ein wenig heller zu machen. Muster 203 und 204 sind die Ergebnisse dieser Art von Einstellung.
Um die latenten Bildobjekte in den modulierten Punktanordnungen zu sehen, sollte der Dekodierer einen Rasteraufbau mit derselben räumlichen Frequenz wie die Punktanordnungen aufweisen. Um das latente in einer besonderen Richtung modulierte Bild zu demodulieren, sollte die Orientierung des Dekodierers in dieselbe Richtung ausgerichtet sein. 3(01) und 3(02) stellen das Demodulationsergebnis aus 2 dar. Die detaillierte mathematische Analyse erfolgte gemäß einer Fourier-Reihenentwicklung.
Mathematische Analyse von Phasenmodulation zur Einbettung eines latenten Bildes in eine grundlegende Wasserzeichenschicht
In dem optischen Wasserzeichen werden Punktanordnungen als Trägerpunktmuster ausgewählt, um die latenten Bildobjekte einzubetten. Weil Punktanordnungen als 2-D-Signale betrachtet werden können, die in zwei orthogonalen Richtungen variieren, können zwei latente Bildobjekte zu einem Punktmuster in zwei Richtungen mit Phasenmodulation moduliert werden. Zur Vereinfachung weisen die hier diskutierten Punktanordnungen dieselbe sich wiederholende räumliche Frequenz in beiden Richtungen auf. In einem tatsächlichen optischen Wasserzeichen können die Frequenzen in den beiden Richtungen verschieden sein.
Eine Fourier-Reihenentwicklung wird verwendet, um die Modulation und Demodulation zu analysieren. Das grundlegende Punktmuster soll mit f ∊ [0, 1] f₀(x, y) bezeichnet sein, wobei der Wert 0 Schwarz darstellt, und 1 Weiss darstellt. Die Überlagerung der Linienraster kann mit dem Produkt der Funktionen wiedergegeben werden. Dieses Multiplikationsmodell ermöglicht eine Analyse mit einer Fourier-Reihenentwicklung.
Die phasenversetzte Punktanordnung kann mit f₁(x, y) und f₂(x, y) wiedergegeben werden, die jeweils einer Modulationsrichtung entsprechen.
Zwei zu modulierende latente Bildobjekte können als g₁(x, y) und g₂(x, y) wiedergegeben werden. Ihre erlaubten Werte können nur 0 oder 1 sein. Also kann die mit einem Wasserzeichen gekennzeichnete Punktanordnung wiedergegeben werden mit w(x, y) = g1(x, y)g2(x, y)f0(x, y) + [1 – g1(x, y)]f1(x, y) + [1 – g2(x, y)]f2(x, y) (4)
Die Dekodierer können wiedergegeben werden mit
In Gleichung (A.5) ist der Winkel θ der Winkel zwischen der Orientierung von f_d(x, y) und der Richtung der y-Achse. Die Überlagerung der mit einem Wasserzeichen gekennzeichneten Punktanordnung und des Dekodierers kann wiedergegeben werden mit d(x, y) = w(x, y)fd(x, y) (6)
All diese Funktionen können dann in einer Fourier-Reihe wie folgt entwickelt werden:
Die Überlagerung kann dann basierend auf den voranstehenden Reihentwicklungen analysiert werden. Es werden viele Komponenten in der Reihentwicklung von Gleichung (A.6) sein. Um die Analyse so deutlich wie möglich zu machen, können alle hochfrequenten Komponenten vernachlässigt werden. In dieser Analyse wird nur auf die Komponenten Bezug genommen, die wahrscheinlich eine tiefere Frequenz aufweisen. Solche Komponenten in d(x, y) werden wie die folgenden Gleichungen analysiert.
Wenn der Wert von θ sehr nahe an 0° ist, wird nur die Frequenz der Komponente c₁(1, –1) viel tiefer als die Frequenz des Trägerpunktmusters sein. Während der Wert von θ etwas über oder unter 90° ist, hat nur die Komponente c₂(1, 1) eine tiefere Frequenz. Also sind in diesen zwei Fällen nur c₁(1, –1) oder c₂(1, 1) wesentlich für die Überlagerung.
In dem Fall, in dem c₁(1, –1) am wesentlichsten ist, sind die wesentlichen Komponenten in Gleichung (6) die folgenden drei. Dann kann ein latentes Bild g₁(x, y) aufgrund der relativen Phase klar betrachtet werden.
In dem Fall, in dem c₂(1, 1) am wesentlichsten ist, sind die wesentlichen Komponenten in Gleichung (6) die folgenden drei. Dann kann nur ein latentes Bild g₂(x, y) aufgrund der relativen Phase klar betrachtet werden.
Die mathematische Ableitung zeigt, dass mit der Phasenmodulation zwei latente Bildobjekte zu dem grundlegenden Punktmuster moduliert werden können. Aufgrund der relativ hohen Frequenz der Punktanordnung und des auf die Kanten angewendeten Kompensationsverfahrens werden die latenten Bildobjekte durch ununterstützte Augen nicht erkannt. Um die latenten Bildobjekte zu sehen, sollte die Frequenz des Dekodierers dieselbe sein wie die Frequenz des grundlegenden Trägerpunktmusters entlang der Richtung, und die Orientierung des Dekodierers sollte in dieselbe Richtung ausgerichtet sein, in der das latente Bildobjekt moduliert ist.
Hier werden zwei Eigenschaften des menschlichen Visualisierungssystems verwendet. Zuerst weist das menschliche Visualisierungssystem die höchste Kontrastempfindlichkeit in dem mittleren räumlichen Frequenzbereich, etwa um 2–6 c/deg, auf. Die Empfindlichkeit weist einen starken Abfall bei hohen räumlichen Frequenzen auf. Als zweites ist das menschliche Auge sehr sensibel bezüglich der relativen Phase, die der Wechsel oder Versatz zwischen räumlichen Signalen derselben Frequenz ist. Für Frequenzen, die höher als 3 c/deg sind, wird der Schwellwert der Phase durch einen Versatz von ungefähr 0,85' arc wiedergegeben. Für Frequenzen, die kleiner als 3 c/deg sind, liegt der Schwellwert der relativen Phase bei ungefähr 5°. Ein menschlicher Beobachter wird nicht dazu in der Lage sein, die relative Phase zu erkennen, die kleiner als dieser Schwellwert ist. Also wird bei hochfrequenten Signalen der Versatz von ununterstützten Augen nicht einfach erkannt.
Das latente Bildobjekt in jeder Wasserzeichenschicht ist mit Punktmustern mit einer sich wiederholenden relativ hohen Frequenz mit Phasenmodulation kodiert. Der Versatz ist für das menschliche Visualisierungssystem nicht wesentlich, weil die relative Phasendifferenz kleiner als oder ähnlich dem Schwellwert bei dieser relativ hohen Frequenz ist, die für das optische Wasserzeichen ausgewählt ist. Also werden die latenten Bildobjekte ohne geeignete Dekodierung nicht erkannt.
Um aus der Wasserzeichenschicht einer 2-D-Punktanordnung zu verallgemeinern, können die Frequenzen von Punktanordnungen entlang zweier Richtungen verschieden sein, und die Punktanordnungen können jegliche Orientierung einnehmen. Falls die Wasserzeichenschicht mit L(f_u, f_v, θ, g_u, g_v) bezeichnet ist, wobei f_u und f_v die Frequenzen von Punktanordnungen mit zwei entsprechenden Richtungen u → und v → sind, und θ der Winkel zwischen u → und x → (horizontale Achsen) ist, und die Funktionen g_u und g_v, deren Werte nur 1 oder 0 sein können, die latenten Bildobjekte in dieser Schicht darstellen. Die Funktion, die eine Wasserzeichenschicht darstellt, ist:
Es gibt zwei Parameter für jedes latente Bildobjekt in dieser Art von Wasserzeichenschicht: eine ist die Modulationsfrequenz und die andere ist die Modulationsorientierung. Die Parameter für das latente Bild g_u sind f_u und u →. Während für das latente Bild g_v die Parameter f_v und v → sind. Nur ein Dekodierer mit der entsprechenden Frequenz kann ein besonderes latentes Bild sichtbar machen, wenn es in die entsprechende Richtung gedreht ist. Also sind die Schlüssel zu den Geheimnissen bei dieser Art von Wasserzeichenschicht die Modulationsfrequenz und die Modulationsorientierung.
Mehrschichten-Aufbau
Nun wird auf 4 Bezug genommen, in der 401 die Koordinaten einer Wasserzeichenschicht darstellt, mit Bezug auf eine x-y Koordinate. Die 402, 403 und 404 sind die Wasserzeichenschichten, und 405 ist ihr Überlagerungsergebnis.
Das optische Wasserzeichen ist die Überlagerung von verschiedenen Wasserzeichenschichten. Solch eine Überlagerung kann dargestellt werden mit
Gemäß der voranstehenden Analyse würden einige niedrige Frequenzkomponenten in dieser Überlagerung von mehreren sich wiederholenden Strukturen sein. Solche niederen Frequenzkomponenten können wahrscheinlich ungewollt visuelle Effekte hervorrufen oder sogar das latente Bild ohne Dekodierer offenlegen. Dieses Problem kann vermieden werden, falls die folgenden Anforderungen für zwei beliebige Schichten, L_i und L_j, in dem optischen Wasserzeichen erfüllt werden können:

1) Falls f_u,i = f_u,j oder f_v,i = f_v,j, sollte der Orientierungsunterschied Δθ_ij groß genug sein, z.B. Δθ_ij ≥ 60°, oder in einigen Fällen Δθ_ij ≥ 45°.
2) Falls f_u,j = f_v,j, sollte Δθ_ij kleiner als 60° sein, z.B. Δθ_ij ≤ 60°. (wobei Δθ_ij = arccos(|cos(θ_i – θ_j)|), und 0° ≤ Δθ_ij ≤ 90°)

Die voranstehenden zwei Anforderungen bedeuten, dass keine Komponente eine Frequenz aufweist, die sehr viel niedriger als die Frequenz einer jeglichen Trägerpunktanordnung in der Überlagerung ist. 4(05) zeigt ein Beispiel des optischen Wasserzeichens, das die Überlagerung von 4(02), 4(03) und 4(04) ist.
Wenn der Dekodierer, der durch die Funktion d(x, y) dargestellt ist, mit dem optischen Wasserzeichen überlagert wird, kann das Ergebnis des Dekodierens dargestellt werden mit
Bei Befolgen der Analyse können die folgenden Ergebnisse erlangt werden:

1. Wenn f_d gleich f_u,i ist und |θ_d – θ_i| sehr klein ist, wird das latente Bild g_u,i(x, y) in der Überlagerung sichtbar sein.
2. Wenn f_d gleich f_v,i ist und |θ_d – θ_i| beinahe 90° ist, wird das latente Bild g_v,i(x, y) in der Überlagerung sichtbar sein.

Die Frequenz und die Orientierung des Dekodierers sind die Schlüssel, um die latenten Bildobjekte zu dekodieren. Nur wenn die Frequenz des Dekodierers an die Modulationsfrequenz und die Orientierung eines bestimmten latenten Bildobjektes angepasst ist, erscheint das latente Bildobjekt in der Überlagerung.
Deswegen können in dem Mehrschichten-Aufbau alle latenten Bildobjekte separat voneinander aus den Wasserzeichenschichten dekodiert werden. Jede Wasserzeichenschicht trägt ihre eigenen latenten Bildobjekte, und aus der Kenntnis einer bestimmten Wasserzeichenschicht heraus ist es sehr schwierig, und fast unmöglich, die latenten Bilder oder die Parameter der anderen Wasserzeichenschichten abzuleiten.
Der andere Vorteil dieses Mehrschichten-Aufbaus ist, dass alle Wasserzeichenschichten sich gegenseitig schützen. Ohne Kenntnis der Details (Parameter und latente Bildobjekte) aller Wasserzeichenschichten ist es sehr schwierig, und fast unmöglich, die Informationen an einer der Wasserzeichenschichten zu ändern. Falls eine der Wasserzeichenschichten geändert ist, werden alle anderen Wasserzeichenschichten ebenfalls durch diese Änderung betroffen. Deswe gen macht diese Änderung, sogar falls sie durch eine Gesellschaft bzw. einen Teilnehmer autorisiert ist, die Echtheit des Dokuments in einem Szenario einer Mehrteilnehmer-Anwendung ungültig, bei der jeder Teilnehmer einen "Schlüssel" zu einem latenten Bildobjekt bereithält.
Koordinatenabbildung zum Erzeugen einer komplexen Wasserzeichenschicht
In einer grundlegenden Wasserzeichenschicht ist der Schlüsselraum zu der verborgenen Information die Frequenz des Dekodierers, die relativ klein ist. Im allgemeinen können grundlegende 2-D-Punktanordnungen zu jeglichen 2-D Mustern durch Koordinatenabbildung und Überlagerung verallgemeinert werden.
Im Fall der Koordinatenabbildung werden lineare oder nichtlineare Koordinatenabbildungsfunktionen auf die grundlegende Wasserzeichenschicht angewandt. Diese Abbildungsfunktionen können wiedergegeben werden mit x = mx(u, v) (21) y = my(u, v) (22)
Die Funktionen m_x(u, v) und m_y(u, v) bilden den Koordinatenraum von (u, v) auf (x, y) ab. Im (u, v)-Koordinatenraum ist die Modulation und Demodulation der Wasserzeichenschicht dieselbe wie die in der grundlegenden Wasserzeichenschicht. Aber die Demodulation mit einem Dekodierer wird in dem (x, y)-Koordinatenraum durchgeführt. Deswegen sollte der Dekodierer in dem (x, y)-Koordinatenraum von dem entsprechenden Dekodierer in den (u, v)-Koordinatenraum abgebildet werden. Also sind in der Koordinatenabbildung der Wasserzeichenschicht die Parameter eines latenten Bildobjekts die Modulationsfrequenz des latenten Bildobjekts in dem (u, v)-Koordinatenraum, die Modulationsorientierung des latenten Bildobjekts in dem (u, v)-Koordinatenraum und die Abbildungsfunktionen m_x(u, v) und m_y(u, v).
Zum Beispiel dient die Sinusfunktion als Abbildungsfunktion. Die Abbildung des Koordinatensystems kann wiedergegeben werden als:
y = v (24)
Während die Punktanordnung in dem (u, v)-Koordinatenraum wiedergegeben wird mit:
Mit der Koordinatenabbildung kann die entsprechende Funktion in dem (x, y)-Koordinatenraum abgeleitet werden als:
Um das in der Wasserzeichenschicht eingebettete latente Bildobjekt mit der Koordinatensystemabbildung zu demodulieren, sollte der originale Dekodierer ebenfalls von dem (u, v)-Koordinatensystem auf das (x, y)-Koordinatensystem abgebildet werden:
Für das latente Bild in der abgebildeten Wasserzeichenschicht f'(x, y) ist der entsprechende Dekodierer d'(x, y) in Gleichung (28) und nicht d₀(x, y) in Gleichung (27). Aus Gleichung (28) kann erkannt werden, dass der Schlüsselraum durch zwei Faktoren entwickelt wird: einer ist die Sinusfunktion und der andere ist die Periode der Sinusfunktion.
Wasserzeichenschicht aus einem zufälligen Muster
Mit Blick auf 5 sind 501, 502 und 503 einfache Wasserzeichenschichten mit/ohne Phasenmodulation. Es ist relativ einfach, aus ihnen Parameter abzuleiten. 504, 505 und 506 sind Wasserzeichenschichten mit zufälligen Punktmustern. Es ist sehr komplex, und praktisch unmöglich, ohne Dekodierer latente Bildobjektinformationen zu enthüllen.
Der Schlüsselraum des Dekodierers, der dazu verwendet wird, das eingebettete latente Bildobjekt zu sehen, ist eine Anzeige der Sicherheit, die ein Wasserzeichenverfahren oder eine Wasserzeichenvorrichtung aufweisen kann. Der Schlüsselraum ist bei den Patenten des Standes der Technik, die voranstehend aufgelistet wurden, sehr klein. Es ist möglich, den Schlüsselraum mit sorgfältiger Analyse oder einem "Brute-Force"-Angriff von einem Experten in diesem Gebiet zu finden. Als Beispiele zeigen 501, 502 und 503 normale Muster mit und ohne Phasenmodulation. Aus dem Gesichtspunkt der Kryptographie heraus ist das Problem dieser Wasserzeichenschichten, dass der Raum der Schlüssel zu klein ist. Es ist offensichtlich, dass jemand einfach die Schlüsselparameter durch Beobachtung des Wasserzeichens ableiten kann.
Durch lineare und nichtlineare Abbildung der grundlegenden Wasserzeichenschicht kann der Schlüsselraum durch zwei Faktoren erweitert werden. Um des weiteren den Schlüsselraum zu erweitern, um die Sicherheit der verborgenen Information zu erhöhen, kann die Wasserzeichenschicht des weiteren als ein zufälliges Muster in einem 2-D-Raum verallgemeinert werden.
Gemäß der Informationstheorie kann die Menge der Information des latenten Bildobjektes sein Maximum erreichen, wenn es zufällig verteilt ist. In einer zufällig gemusterten Wasserzeichenschicht ist die zufällig verteilte Information in zwei Teile geteilt: die Wasserzeichenschicht wird basierend auf einem Teil erzeugt, während der Dekodierer basierend auf dem anderen Teil erzeugt wird. Deswegen halten sowohl die Wasserzeichenschicht als auch der Dekodierer die Information über das latente Bildobjekt. Das latente Bild ist nur wiederherstellbar, wenn sowohl die Wasserzeichenschicht als auch der Dekodierer verwendet werden.
Zwei Funktionen g_w(x, y) und g_d(x, y) können basierend auf dem latenten Bildobjekt g(x, y) und einer zufälligen Funktion r(x, y) erzeugt werden, die zufällig entweder 0 oder 1 wiedergibt. Die Funktion g_w(x, y) wird dann in das Raster der Wasserzeichenschicht mit Phasenmodulation kodiert, während die Funktion g_d(x, y) ebenfalls in das Linienraster des Dekodierers mit Phasenmodulation kodiert wird. Man beachte, dass der Wert von g_w(x, y), g_d(x, y) und g(x, y) nur 1 oder 0 sein kann. gw(x, y) = g(x, y)r(x, y) + [1 – g(x, y)][1 – r(x, y)] (29) gd(x, y) = r(x, y) (30)
Es können keine Informationen über das latente Bildobjekt aus der Untersuchung entweder der Funktion g_d(x, y) oder g_w(x, y) gefunden werden. Es gibt einen Zusammenhang zwischen der Funktion g_d(x, y) und g_w(x, y). Falls der Wert von g(x, y) 1 ist, ist die Funktion g_d(x, y) gleich g_w(x, y). Obgleich, falls der Wert von g(x, y) gleich 0 ist, die Funktion g_w(x, y) gleich 1 – g_d(x, y) ist.
Die Wasserzeichenschicht kann wiedergegeben werden mit:
Und der Dekodierer mit:
Aus den voranstehenden Gleichungen kann erkannt werden, dass wenn der Wert von g(x, y) 0 ist, eine relative Phasendifferenz zwischen der Wasserzeichenschicht und dem Dekodierer auftritt, und dass wenn der Wert von g(x, y) 1 ist, keine relative Phasendifferenz zwischen der Wasserzeichenschicht und dem Dekodierer auftritt. Dieses impliziert, dass das latente Bild aufgrund der Demodulation der relativen Phasendifferenz in Erscheinung tritt, wenn die Wasserzeichenschicht und der Dekodierer korrekt überlagert werden.
Die 504, 505 und 506 sind Beispiele der zufällig gemusterten Wasserzeichenschichten entsprechend 501, 502 und 503.
Da die Mengen von Informationen in einer zufällig gemusterten Wasserzeichenschicht 2 potenziert mit der Dimension des latenten Bildobjekts ist, ist das Sicherheitsniveau sehr hoch. Da sowohl die Wasserzeichenschicht als auch der Dekodierer einen Teil des latenten Bildobjekts tragen, ist es praktisch unmöglich, von entweder der Wasserzeichenschicht oder dem Dekodierer allein den jeweils anderen abzuleiten. Auf der anderen Seite benötigt eine zufällig gemusterte Wasserzeichenschicht eine genaue Ausrichtung, um das latente Bildobjekt offenzulegen.
Fälschungssichere Schicht
Das Punktmuster einer Wasserzeichenschicht kann das Ergebnis einer Reihe von Einzelvorgängen auf einer oder einer Reihe von grundlegenden und anderen Arten von Punktmustern sein. Hier ist die fälschungssichere Schicht ein Beispiel.
Die fälschungssichere Schicht ist eine spezielle Wasserzeichenschicht, bei der ein Fotokopierer der Dekodierer des latenten Bildobjektes ist. Das Punktmuster in der fälschungssicheren Wasserzeichenschicht basiert auf der Überlagerung der grundlegenden Punktanordnungen. Das latente Bildobjekt in dieser Schicht, das irgendein Außerkraftsetzungswort wie etwa "KOPIE" sein kann, kann als eine Funktion g_c(x, y) wiedergegeben werden. Diese Funktion kann nur den Wert 0 oder 1 annehmen. Dann kann diese Schicht wiedergegeben werden als eine Funktion w_c(x, y).
Die Funktionen f_a(x, y) und f_b(x, y) geben zwei Reihen von grundlegenden Punktanordnungen wieder. Die sich wiederholende Periode T_a von f_a(x, y) ist etwas größer als die Periode T_b von f_b(x, y). Dann stellt Δ in Gleichung (33) ein kleinen Versatz dar.
601 ist ein Beispiel einer solchen fälschungssicheren Schicht. 602 ist eine vergrößerte Ansicht der sich überlappenden Punktanordnungen, die durch f_a(x, y)f_a(x + Δ, y + Δ) wiedergegeben sind. Jeder Punkt in der Punktanordnung f_a(x, y) liegt neben einem Punkt in der anderen Punktanordnung f_a(x + Δ, y + Δ), weil Δ ein Versatz ist, der klein genug ist. Währenddessen ist 603 eine vergrößerte Ansicht der sich überlappenden Punktanordnungen, die durch
wiedergegeben sind. Wegen des Versatzes
grenzt kein Punkt in der Punktanordnung f_b(x, y) an einen Punkt in der anderen Punktanordnung
an.
Um das latente Bildobjekt nach dem Fotokopieren hervortreten zu lassen, sollte die Punktgröße in dieser fälschungssicheren Schicht sorgfältig ausgewählt werden. Sie sollte kleiner als die Größe des Punktes sein, die ein Fotokopierer auflösen bzw. abtasten kann.
Eine bevorzugte Punktgröße ist 1/600 Zoll, weil die optische Auflösung von den meisten Fotokopierern geringer als 600 dpi ist. Solche Punkte verschwinden nach dem Fotokopieren, weil sie zu klein sind, um von dem Fotokopierer erfasst zu werden. Deswegen verschwinden die Bereiche, in denen der Wert von g_c(x, y) 1 ist, nach dem Fotokopieren, weil alle Punkte in diesen Bereichen isoliert sind und von dem Fotokopierer nicht aufgelöst werden können. Auf der anderen Seite verbleiben die Bereiche, in denen der Wert von g_c(x, y) 0 ist, weil nächstliegende Punktpaare wahrgenommen werden, als ob sie eine relativ große Größe aufweisen, und können von dem Fotokopierer aufgelöst werden. Deswegen ist es dem latenten Bildobjekt möglich, nach dem Fotokopieren zu erscheinen.
Man beachte, dass beide Frequenzen
in Gleichung (33) groß genug sein sollten, um die Auflösungsgrenze des menschlichen visuellen Systems zu überschreiten. Gemäß den Eigenschaften des menschlichen visuellen Systems ist der detaillierte Aufbau der fälschungssicheren Schicht durch ununterstützte Augen nicht zu betrachten. Die Bereiche, in denen der Wert von g_c(x, y) 0 ist, wird in der Graustufenskala heller erscheinen, als die Bereiche, in denen der Wert von g_c(x, y) 1 ist.
Die Überlagerung der fälschungssicheren Schicht mit anderen Wasserzeichenschichten schützt die fälschungssichere Schicht. Wegen des einfachen Aufbaus der fälschungssicheren Schicht ist es relativ einfach, die Schicht zu analysieren und nachzubilden.
Die Überlagerung der fälschungssicheren Schicht mit anderen Wasserzeichenschichten wird ebenfalls gemäß Gleichung (18) ausgeführt. Die einzige notwendige Nachbearbeitung findet in Bereichen außerhalb des latenten Bildobjekts statt. In diesem Fall ist 6 relevant mit den 602 und 603, die typische Punktmuster in Objektbereichen und Nicht-Objektbereichen darstellen. 604 stellt die Nachbearbeitung zur Überlagerung einer fälschungssicheren Schicht mit anderen Wasserzeichenschichten dar. 605 zeigt das Überlagerungsergebnis und 606 das Fotokopierergebnis der 605. Wie in 604 dargestellt ist, sollten alle anderen Punkte mit einem durch den Kasten mit der gestrichelten Linie angezeigten Bereich entfernt werden, wenn ein Punkt 613 der Wasserzeichenschicht mit der fälschungssicheren Schicht überlagert ist. Das Prinzip ist, dass die Überlagerung die Graustufen der Bereiche, in denen der Wert von g_c(x, y) 1 ist, nicht ändern sollte. Als Ergebnis der Überlagerung haben der Innenbereich und der Außenbereich des latenten Bildobjekts dieselbe Graustufe. Da der Aufbau einer fälschungssicheren Schicht eine Frequenz aufweist, die die Auflösung des menschlichen visuellen Systems übersteigt, erscheint es ununterstützten Augen wie eine Stelle mit einem gleichmäßigen Grauton. 605 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Überlagerung, 606 zeigt das Ergebnis nach dem Fotokopieren. Das latente Bildobjekt "P" erscheint deutlich.
Optische Wasserzeichen bei der Dokumentenlieferung, Ankunft und Authentifikation. Das optische Wasserzeichen kann auf ein elektronisches Dokument angewendet werden. Das optische zu dem Dokument hinzugefügte Wasserzeichen kann als ein Siegel angesehen werden, um dem Dokument Authentizität bereitzustellen. Die visuelle Erscheinung des optischen Wasserzeichens kann als Logo oder Siegel der Befugnis entworfen sein, um sofortige Vertrauenswürdigkeit bereitzustel len. Die eingebettete Information kann der Name, die Unterschrift und das Logo der befugten Stelle sein, oder irgendwelche Zahlen oder Worte, die sich auf den Dokumenteninhalt beziehen.
Wie in 7 dargestellt ist, ist das Anwendungsszenario 1 eine Behörde, wie etwa z.B. eine Einwanderungsbehörde einer Regierung, die Pässe an Bürger ausgibt. Hier ist das optische Wasserzeichen an einer Seite des Passes angebracht, entweder als der Hintergrund oder als ein Siegel der Einwanderungsbehörde. Ein Photo des Passinhabers ist in eine Schicht eingebettet und der Name und das Geburtsdatum steht auf anderen Schichten. Letztendlich ist ein spezielles Symbol in einer zufällig gemusterten Wasserzeichenschicht eingebettet. Schlüssellinsen sind an verschiedene Teilnehmer bzw. Gesellschaften verteilt, die die Echtheit des Passes überprüfen müssen. Der zufällige Schlüssel kann von der Einwanderungsbehörde für eine endgültige Verifikation einbehalten werden. Hier wird der Pass von der Einwanderungsbehörde ausgegeben und der Inhaber kann durch andere Teilnehmer, wie etwa Passkontrolleure anderer Staaten, überprüft werden.
Eine andere Anwendungsart ist in 8 dargestellt, die ein Dienstleistungsmodell ist. Ein Dienstleister stellt den Kunden Lieferungs- und Authentifizierungsdienste bereit. Ein Kunde, z.B. eine Reederei, gibt einen Frachtbrief über den Dienstleister an einen Befrachter oder Warenempfänger aus. Ein optisches Wasserzeichen, das die Form des Logos des Frachtunternehmers aufweist, ist auf allen nichtverhandelbaren Frachtbriefen als Hintergrund aufgebracht. Verifikationsschlüssel sind an Banken und Frachtunternehmeragenten zu Authentifikationszwecken verteilt, wenn der Befrachter und Warenempfänger den Frachtbrief verwendet, um Geld und Waren zu beanspruchen. Die Schlüssellinsen können durch den Dienstleister aus Sicherheitsgründen periodisch ersetzt werden, z.B. alle sechs Monate.
Das voranstehend beschriebene optische Wasserzeichen kann einfach auf ein Dokument unter Verwendung von mehr als einer Farbe aufgebracht werden, so dass es z.B., darauf aber nicht beschränkt, verschiedene Wasserzeichenschichten in verschiedenen Farbkanälen in verschiedenen Farbräumen aufweist. Beispiele sind CMYK und RGB.
Während in der voranstehenden Beschreibung eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, wird von dem Fachmann verstanden, dass Variationen oder Modifikationen durchgeführt werden können, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines optischen Wasserzeichens auf einem Dokument mit folgenden Schritten: a) Bestimmen einer erforderlichen mehrfachen Anzahl von Wasserzeichenschichten und eines Punktmusters für jede der Mehrzahl von Wasserzeichenschichten, b) Auswählen zumindest eines latenten bzw. gebundenen Bildobjekts für jede der mehrfachen Anzahl von Wasserzeichenschichten und Einbetten jedes latenten Bildobjekts in dessen jeweiliger Wasserzeichenschicht, c) Überlagern der Wasserzeichenschichten, um das Wasserzeichen zu bilden, d) Definieren und Erzeugen eines Dekodierers für jede der Anzahl an Wasserzeichenschichten, und e) Anwenden bzw. Anbringen des optischen Wasserzeichens an dem Dokument.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Punktmuster für jede der Anzahl von Wasserzeichenschichten ein Muster ist, das durch eine zweidimensionale digitale Bildebene definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Punktmuster ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einem zweidi mensionalen Grundpunktfeld, einer linearen Koordinatenabbildung eines zweidimensionalen Grundpunktfelds und einem zufällig verteilten Punktfeld besteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Punktmuster ebenfalls eine nichtlineare Koordinatenabbildung eines zweidimensionalen Grundpunktfelds umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Punktmuster ein Ergebnis einer Reihe von Operationen auf einer Reihe von zweidimensionalen Grundpunktfeldern und von anderen Typen von zweidimensionalen Punktfeldern ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die latenten Bildobjekte Informationen enthalten, die für die Anwendung kritisch bzw. entscheidend ist, wobei die Informationen aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kopieren, Leerstelle, einem kritischen Namen und einer Zahl von dem Dokument besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das latente Bildobjekt in jede Wasserzeichenschicht durch ein Modulationsverfahren eingebettet ist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Modulation eine Phasenmodulation ist, wobei die Phasenmodulation eine Nachbearbeitung umfasst, um jede abrupte Phasenänderung entlang den Kanten des latenten Bildobjekts zu glätten, und nach der Modulation die Wasserzeichenschicht und deren Dekodierer jeweils einen Teil der Informationen des latenten Bildobjekts tragen, das basierend auf dem latenten Bildobjekt und einer Zufallsfunktion erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Dekodierer eine Dekodiererstruktur hat, die auf eine Punktmusterstruktur eines Trägerpunktmusters der Wasserzeichenschicht bezogen ist, und in der Richtung, in der das latente Bildobjekt eingebettet ist, das Verhältnis aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: dasselbe und verbunden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Wasserzeichenschichten sich voneinander unterscheiden und einen ausreichenden Unterschied aufweisen, um eine Interferenz zwischen diesen als ein Ergebnis von diesen als überlagert zu vermeiden, wobei eine der Wasserzeichenschichten eine fälschungssichere Schicht ist, deren Dekodierer ein Fotokopiergerät ist, und nach der Überlagerung der Wasserzeichenschichten mit der fälschungssicheren Schicht ein Nachbearbeitungsschritt umfasst ist, um Punkte zu entfernen, die zu dicht an benachbarten Punkten in einem Nichtobjektbereich sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das, wenn es in einem Verfahren zum Drucken eines Dokuments zum Schutz und zur Authentifikation enthalten ist, folgende Schritte umfasst: a) Verifizieren der Authentizität und des Copyright bzw. Urheberrechts des Dokuments vor dem Drucken, b) Erzeugen des optischen Wasserzeichens gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, c) Kontrollieren bzw. Steuern des Druckprozesses, um das Dokument und das optische Wasserzeichen vor einem Angriff zu schützen, und d) Erzeugen der Dekodierervorrichtung und Verteilen der Dekodierervorrichtung, um eine Verifikation der Authentizität des Dokuments zu ermöglichen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das optische Wasserzeichen auf Farbdokumente erweitert ist und die Wasserzeichenschichten in verschiedenen Farbkanälen in verschiedenen Farbenräumen sind, und bei dem Farbenräume CMY/CMYK, HIS, XYA, Yuv und RGB verwendet werden.
Optisches Wasserzeichen zur Verwendung auf einem Dokument, wobei das optische Wasserzeichen aufweist: a) eine erforderliche mehrfache Anzahl von Wasserzeichenschichten, wobei jede der mehreren Anzahl von Wasserzeichenschichten jeweils ein Punktmuster ist, b) zumindest ein latentes Bildobjekt, das in jeder Wasserzeichenschicht eingebettet ist, und wobei c) die Wasserzeichenschichten überlagert sind, um das optische Wasserzeichen zu bilden.
Optisches Wasserzeichen nach Anspruch 13, bei dem das Punktmuster für jede der Anzahl von Wasserzeichenschichten ein Punktmuster ist, das auf einer zweidimensionalen digitalen Bildebene definiert ist.
Optisches Wasserzeichen nach Anspruch 13 oder 14, bei dem das Punktmuster ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einem zweidimensionalen Grundpunktfeld, einer linearen Koordinatenabbildung eines zweidimensionalen Grundpunktfelds und einem zufällig verteiltem Punktfeld besteht.
Wasserzeichen nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem das Punktmuster ebenfalls eine nichtlineare Koordinatenabbildung eines zweidimensionalen Grundpunktfelds umfasst.
Optisches Wasserzeichen nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem das Punktmuster ein Ergebnis einer Reihe von Operationen auf einer Reihe von zweidimensionalen Grundpunktfeldern und von anderen Typen von zweidimensionalen Punktfeldern ist.
Optisches Wasserzeichen nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem die latenten Bildobjekte Informationen enthalten, die für die Anwendung kritisch bzw. entscheidend sind, wobei die Informationen aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus: Kopieren, Leerstelle, ein kritischer Name und eine Zahl von dem Dokument.
Optisches Wasserzeichen nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei dem das latente Bildobjekt in jede Wasserzeichenschicht durch Modulation eingebettet ist, wobei jede abrupte Phasenänderung entlang den Kanten des latenten Bildobjekts geglättet ist.
Optisches Wasserzeichen nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem ein Dekodierer für jede Wasserzeichenschicht umfasst ist, der eine Dekodiererstruktur hat, die auf eine Punktmusterstruktur eines Trägerpunktmusters der relevanten Wasserzeichenschicht bezogen ist und in der Richtung, in der das latente Bildobjekt eingebettet ist, das Verhältnis ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus: dasselbe und verbunden.
Optisches Wasserzeichen nach Anspruch 19, bei dem nach der Modulation die Wasserzeichenschicht und deren Dekodie rer jeweils einen Teil der Informationen des latenten Bildobjekts tragen, das basierend auf dem latenten Bildobjekt und einer Zufallsfunktion erzeugt ist.
Optisches Wasserzeichen nach einem der Ansprüche 13 bis 21, bei dem die Wasserzeichenschichten sich voneinander unterscheiden und einen ausreichenden Unterschied aufweisen, um eine Interferenz zwischen diesen als ein Ergebnis von diesen als überlagert zu vermeiden.
Optisches Wasserzeichen nach Anspruch 20, bei dem eine der Wasserzeichenschichten eine fälschungssichere Schicht ist, deren Dekodierer ein Fotokopiergerät ist, und nach der Überlagerung der Wasserzeichenschichten mit der fälschungssicheren Schicht Punkte, die zu dicht an benachbarten Punkten in einem nicht Objektbereich sind, entfernt sind.
Optisches Wasserzeichen nach einem der Ansprüche 13 bis 23, das auf oder in einem Dokument zum Schutz und einer Authentifikation enthalten ist, wobei das Wasserzeichen auf oder in dem Dokument als eine Vorrichtung enthalten ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: Hintergrund, Siegel, Logo, graphische Vorrichtung, Marke und ein Wort.
Optisches Wasserzeichen nach einem der Ansprüche 13 bis 24, bei dem das optische Wasserzeichen farbig ist, die Wasserzeichenschichten in verschiedenen Farbkanälen in verschiedenen Farbenräumen sind und Farbenräume CMY/CMYK, HIS, XYZ, Yuv und RGB verwendet sind.