Цветные машиночитаемые зоны как средство персонификации и индивидуализации отпечатка

Архипов П.О.

Annotation

A fragment of general color transfer, consisting in a seal of some set RGB-pixels with subsequent scanning of the received print is described in detail. The article investigates RGB-pixel printing and scanning considered as the various forms of representation of machine-readable color object, i.e. special color image, which can be automatically identified irrespective of its form of representation.

Основная часть

компьютерный сканирование печатный технология

В современном производственном и офисном документообороте, реализуемом на базе компьютерных систем с цветной периферией, наряду с электронными продолжают использоваться и печатные документы. Актуальной является задача создания новых информационных технологий, позволяющих преобразовывать документы из электронной формы представления в печатную (и наоборот) без искажений и потерь.

В офисной компьютерной системе оцифровка отпечатков производится с помощью их сканирования и обработки полученных сканов. В настоящее время достаточно развиты ИТ оцифровки черно-белых печатных документов с машиночитаемой информацией. Поскольку под машиночитаемой информацией понимаются буквенно-цифровые последовательности - машиночитаемые зоны, обладающие специальной структурой, то черно-белый печатный машиночитаемый документ можно рассматривать как некоторую совокупность черно-белых машиночитаемых зон. Структурными элементами машиночитаемых зон являются машиночитаемые объекты. Каждый машиночитаемый объект соответствует определенному символу (букве, цифре, знаку...) [1].

В последнее десятилетие развиваются подходы к представлению информации (документов, музыки, фотографий или видео) в виде отпечатанной кодовой полосы, состоящей из рисунков, формируемых из крохотных точек [2]. С формальной точки зрения, указанная процедура означает создание для представления информации специальных структур. Для восстановления информации полиграфический отпечаток сканируется, и зашифрованная информация восстанавливается с помощью специального ПО.

Группа объектов, для которых были созданы системы, обнаруживающие их в черно-белых отпечатках и декодирующие содержащуюся в них информацию, - штриховые коды [3]. Основным недостатком технологии штрихового кодирования является отсутствие противодействия нештатному копированию и небольшой объем кодируемой информации (даже при использовании двумерных кодов).

Более редки машиночитаемые цветные объекты. К ним, прежде всего, относятся простейшие цветные графические изображения, такие, например, как цветные штрих-коды [4]. Обычно цветные штрих-коды изготавливаются на дорогостоящем полиграфическом оборудовании, а не на цветных принтерах массового применения, т.е. не могут быть компонентами компьютерного документооборота.

Анализируя недостатки перечисленных технологий, отмечено, что их можно преодолеть за счет использования специальных цветных изображений.

Нанесение на печатный документ специальных цветных изображений, содержащих идентифицирующую информацию может служить для противодействия нештатному копированию и редактированию, так как из-за различия цветовых пространств периферийных устройств будет невозможно восстановить маркер в процессе идентификации без использования метаданных маркировки.

Кроме того, использование цвета для кодирования идентифицирующей информации позволит в несколько раз увеличить емкость штрих-кода по сравнению с черно-белым, так как алфавит выбираемой растровой точки будет зависеть от размеров выбранной палитры. Если в черно-белом штрих-коде в одном символе можно было кодировать данные в виде нуля или единицы, то при цветном штрих-коде цвет символа будет эквивалентен коду, соответствующему номеру цвета выбранной цветовой палитры.

Разработанные технологии дополнительного информационного насыщения цветных изображений и цветового штрихового кодирования [5] исполняются на обычном офисном оборудовании, с использованием цветных принтеров и сканеров, и могут служить компонентами компьютерного документооборота.

Нами предложены методы генерации цветных объектов на основе допечатных процедур, не нарушающие естественный ход цветопередачи пользовательских компьютерных систем. При этом в качестве единственного инструмента влияния на вид получаемого отпечатка и его скан будет применяться только внешнее воздействие на входные данные цветопередачи. В частности, используется преобразование отдельных RGB-пикселей в матрицы RGB-пикселей со специальными свойствами, т.е. происходит преобразование RGB-пикселя в различные изображения.

Технология генерации машиночитаемых цветных зон [6] позволяет создавать печатные документы, реализующие принципы индивидуализации и персонификации. Принцип индивидуализации - уникальность каждого печатного документа (ПД) для каждого электронного документа (ЭД), т.е. при многократном выводе на печать содержимого одного и того же ЭД каждый ПД является оригиналом, имеющим отличительные признаки, позволяющие его идентифицировать.

Вторым важнейшим принципом является персонификация, т.е. придание ПД свойств, позволяющих однозначно установить атрибуты автора документа. В разряд таких атрибутов могут входить: ФИО, дата рождения, должность, звание, место работы, адрес проживания, номер паспорта и т.п.

Индивидуализация и персонификация ПД обеспечиваются специальной его маркировкой цветными изображениями - цветным офисным цифровым штампом и цветным штриховым кодом.

Цветной офисный цифровой штамп представляет собой цветное машиночитаемое изображение, созданное с помощью комплекса офисного цифрового штампа (Office Digital Stamp - ODS) [7], обеспечивающее персонификацию ПД.

ODS предназначен для генерации в машиночитаемой зоне отпечатка специального графического изображения (контейнера ODS), содержащего скрытую идентифицирующую информацию. Комплекс ODS включает контейнер, ключ и алфавит кодирования ODS. Ключ ODS - это специальная программа для обнаружения ODS в машиночитаемой зоне и его декодирования на основе обработки соответствующего фрагмента скана. Источником для генерации контейнера ODS служит RGB-изображение (прообраз ODS) и данные, предоставляемые пользователем в виде файлов Windows-форматов. В качестве прообраза ODS пользователем может быть выбран логотип или какое-либо другое невырожденное (без преобладания белых и черных фрагментов) памятное цветное изображение.

При генерации ODS: прообраз ODS преобразуется в контейнер ODS; согласовывается визуальное сходство отпечатка контейнера с отпечатком прообраза; контейнер ODS адаптируется к программно-технической пользовательской среде и ее количественным характеристикам; контейнер ODS маркируется в соответствии с данными пользователя; изготавливается ключ ODS.

Пользователь: генерирует отпечаток ODS путем внедрения маркированного контейнера в подготовленный электронный документ перед выводом его на печать и печатает документ; при идентификации ODS сканирует документ и пользуется ключом для установления подлинности ODS.

Цветной штриховой код представляет собой цветное машиночитаемое изображение, созданное с помощью комплекса цветного штрихового кода (Color Bar Code - CBC) [8], применяется для индивидуализации ПД.

CBC - цветной машиночитаемый объект офисной компьютерной системы в виде специального двумерного многоцветного штрих-кода. CBC обеспечивает повышенную (на два - три порядка по сравнению с черно-белым штриховым кодированием) информационную емкость. CBC предназначен для интерактивной генерации в отпечатках страниц документов объектов машиночитаемых зон - отпечатков графических изображений (контейнеров CBC) со специальной палитрой, содержащих скрытую идентифицирующую информацию.

Комплекс CBC осуществляет генерацию палитры, кодирование пользовательских данных в соответствии с выбранной палитрой и декодирование СВС с помощью программы - ключа. Ключ предназначен для обнаружения CBC в машиночитаемой зоне и его декодирования на основе обработки соответствующего фрагмента скана.

Компоненты палитры СВС представляют собой специальные цветные графические изображения для кодирования данных. Палитра СВС генерируется в соответствии с возможностями программно-технической пользовательской среды и, в том числе, с цветовыми характеристиками ее периферийных устройств. Перед генерацией палитры необходимо провести тестирование ее цветных компонентов с целью определения максимально удаленных друг от друга.

После кодирования данных сформированный цветной штрих-код выводится на печать на цветном принтере. При идентификации CBC пользователь сканирует документ и пользуется ключом для декодирования CBC.

ODS и CBC могут применяться как совместно, так и отдельно друг от друга. Основное их отличие заключается в том, что в случае с ODS происходит изменение порядка расположения красочных дотов внутри растровой точки в соответствии с контуром символа выбранного алфавита, а в случае CBC растровая точка заданного размера выбирается в соответствии с пользовательской палитрой, каждый компонент которой заведомо цветоразличим и может быть однозначно идентифицирован.

Использование ODS для обеспечения персонификации ПД обуславливается тем, что кодируемая персональная информация изготовителя документа чаще всего статична и обычно имеет небольшой объем. ODS обладает повышенной стойкостью к изменению и копированию, так как при нештатном копировании необходимо воссоздать идентичный оригиналу порядок расположения красочных точек внутри растровой точки. Однако из-за того, что каждая растровая точка кодирует один символ, емкость офисного цифрового штампа невелика.

В свою очередь, предназначение CBC для индивидуализации ПД вызвано большей изменчивостью кодируемой информации и ее значительным объемом. CBC имеет меньшую стойкость к редактированию в связи с тем, что растровая точка не подвергается изменению своей внутренней структуры, изменяется только ее цвет в соответствии с выбранной палитрой. В этом случае цвет может закодировать несколько символов, емкость цветного штрихового кода многократно возрастает.

Попытка нештатного копирования или изменения документа посторонними лицами без использования метаданных маркировки на любом офисном оборудовании, в том числе и на оборудовании-изготовителе оригинала, в силу аппаратной зависимости их цветовых характеристик, неизбежно приведет к разрушению маркера и искажению цветовых координат пикселей изображения, что позволит установить факт фальсификации.

В случае противоправных действий легальных пользователей, имеющих неограниченный доступ к оборудованию-изготовителю оригинала путем ручного восстановления битовых карт, возможно только копирование документов и только в том случае, когда доты растровых точек не имеют взаимного перекрытия. Однако и в этом случае колоссальные затраты времени на копирование делают его возможность маловероятной и легко пресекаются простейшими организационными мерами.

Автор выражает благодарность за поддержку исследований Фонду содействия отечественной науке.

Литература

1. Морзеев Ю. Технологии машинного зрения. Сделано в России // Компьютер Пресс. 2002. №7. С. 50-58.

2. Хаскинз У. Сосканируйте эту страницу - Вас ждет сюрприз // PC magazine/russian EDITION. 2001. №1. С.103.

3. Бабенко Н.К., Бех А.Д., Михайлов Г.А. Штриховые коды - средство автоматической идентификации // УСиМ. 1992. №7/8. С. 99-108.

4. Код EAH (штрих-код) // КомпьюАрт. 2001. №3.-С. 28.

5. Архипов О.П., Архипов П.О., Зыкова З.П. Информационная технология генерирования некопируемых цветных штрих-кодов // «Проблемы совершенствования и развития специальной связи и информации, представляемых государственным органам» Материалы 4-й Всероссийской научной конференции Орел, ФАПСИ. 2005. Ч. 2. С. 307-308.

6. Архипов О.П., Архипов П.О., Зыкова З.П. Один метод генерации цветных машиночитаемых зон в отпечатках офисных принтеров // Информационные технологии. 2005. №11. С. 37-44.

7. Архипов О.П., Зыкова З.П., Архипов П.О. Программа для ЭВМ «Комплекс офисного цифрового штампа (ODS)». Свидетельство № 2005612639 от 11.10.2005 г.

8. Архипов О.П., Зыкова З.П., Архипов П.О. Программа для ЭВМ «Комплекс цветного штрихового кода (CBC)». Свидетельство № 2005613093 от 28.11.2005 г.

Размещено на Allbest.ru