编码签名的半调网屏的制作方法

编码签名的半调网屏


背景技术：

1.打印系统可以将输入数据(例如，表示要二维打印的图像的数据或表示要三维打印的物体的数据)转换为打印指令，这些指令指定在打印操作中打印材料(例如，如墨水、调色剂等着色剂或其他可打印材料)要放置的位置。
2.在转换数据时使用技术包括使用半调网屏。在一些示例中，半调网屏被实施为阈值的阵列或矩阵，这些阈值对应于输入数据中的像素。将与输入数据中的像素相关联的值与该像素的至少一个阈值进行比较，并且可以基于该比较来沉积(或不沉积)打印材料。半调网屏的示例包括所应用点或斑点的大小可以改变的幅度调制半调网屏和所应用点或斑点的数量可以改变的频率调制半调网屏。
附图说明
3.为了更全面地理解，现在参考以下结合附图进行的描述，在附图中：
4.图1是确定编码签名图案的半调网屏的方法的示例的流程图；
5.图2a示出了图像数据的示例；
6.图2b示出了包括签名图案的打印输出的示例；
7.图2c、图2d和图2e是编码不同的签名图案的半调图案表示的示例；
8.图3是分配半调网屏的方法的示例的流程图；
9.图4和图5是确定打印图像中是否包括签名的示例方法；以及
10.图6和图7是示例处理电路的简化示意图。
具体实施方式
11.在二维打印的情况下，打印可寻址位置可以包括至少一个像素，并且每个打印可寻址位置可以使用如墨水(例如，青色、品红色、黄色和黑色墨水)、涂料等至少一种着色剂或其他打印材料以及这些打印材料的组合进行打印。
12.在三维打印(也称为增材制造)的情况下，三维空间可以用
‘
体素’，即三维像素来表征，其中，每个体素占据或表示一个离散体积。因此，在三维打印的示例中，可寻址区域可以包括至少一个体素，并且每个体素可以使用试剂和/或构建材料之一或其组合进行
‘
打印’，即，生成或制造。
13.为了更详细地简要讨论三维打印，通过增材制造过程生成的物体可以按照逐层的方式形成。在一个示例中，通过固化各构建材料层的多个部分来生成物体。在示例中，构建材料可以呈粉末或粉末状材料、流体或薄片材料的形式。在一些示例中，可以通过将吸收能量的试剂打印到构建材料层上来实现预期的固化和/或物理特性。能量可以被施加于该层，并且其上已施加有试剂的构建材料可以在冷却时聚结和固化。在其他示例中，可以使用定向能量选择性地引起构建材料的聚结，或可以使用粘合试剂选择性地固化构建材料。
14.打印三维物体的一些过程使用从三维物体模型生成的控制数据或打印指令。这种控制数据可以例如指定试剂应用于构建材料的位置、或者构建材料本身可以放置的位置、
以及要放置的量。半调网屏可以用于确定放置试剂(例如，能量吸收试剂、粘合试剂和/或着色剂)的液滴的位置。
15.在半调网屏的示例中，可能旨在避免与网屏相关联的图案出现在打印输出中。例如，在点簇重复的地方可能会看到
‘
莫尔(moir
é
)’图案，或者在打印多种颜色(这些颜色会被打印在不同的层中，或者
‘
分色’)的情况下，一种颜色的点可能会在视觉上干扰以另一种颜色打印的点。可能会看到这种图案的图像质量降低。半调网屏可以被设计为避免这种图案出现在打印输出中，或最小化它们的出现或影响。然而，在本文的示例中，半调网屏可以被设计为故意包括图案，例如以使得可以在打印输出中看出
‘
签名’图案。在一些示例中，该图案可以适用于验证打印输出的起源。
16.图1示出了示例的流程图，该示例可以是计算机实施的方法并且可以是确定编码签名图案的半调网屏的方法。这可以例如提供验证使用通过特定半调网屏(即，编码特定图案的半调网屏)生成的打印指令来打印的打印输出的来源的手段。
17.在框102中，该方法包括由至少一个处理器响应于第一请求而确定编码签名图案的第一半调网屏。
18.框104包括响应于第二请求而确定编码签名图案的第二半调网屏，该签名图案不同于在第一半调网屏中编码的签名图案。半调网屏被布置、推导或配置成使得当用于处理图像数据以提供用于生成打印输出的打印指令时，图案可在打印输出中被看出，以便为所述打印输出提供签名。这实际上可以通过根据签名图案分配网屏的阈值来实现。例如，半调网屏可以包括可能导致打印输出中出现空隙的区域。这可以通过使半调网屏中的区域具有一致的高阈值来实现(假定在半调化中，当图像数据中的像素值超过半调网屏中对应像素的阈值时沉积打印试剂)。
19.例如，使用这种网屏，图像可以嵌入有具有更多和更少量打印试剂的线或点或区域，其经由半调网屏添加到图像数据中，以提供可见的图案。在图像中，签名图案可以例如通过目视检查(在一些示例中可以是肉眼目视检查或放大目视检查)而被看出。在一些示例中，可以以使图案可见的光(例如，使打印试剂发出荧光等的uv光或ir光)执行检查。在其他示例中，可以使用光学感测装置(例如放大装置)或人类视觉的可观察频率范围之外的检查来执行检查，这些检查例如可能能够检测人眼看不出的图案。
20.总之，用于不同请求的半调网屏可以编码有不同的签名图案。在一些示例中，每个请求导致产生编码有对于该请求而言唯一(或基本上唯一)的签名图案的半调网屏。如上所述，这意味着签名可以用于至少部分地验证打印输出的来源(或提高打印输出源自该来源的置信度)。例如，可以检查打印输出以确定它是否包括与响应于特定请求而提供的签名图案相对应的签名图案。在这种示例中，打印输出源自可以访问该图案的实体的置信度很高。在一些示例中，这可能是请求半调网屏的实体。相同的半调网屏可以用于为任何数量的打印输出提供签名，这些打印输出可以彼此不同(例如，示出不同的图像)，但可以具有相同的签名。
21.因此，签名图案可以提供嵌入在打印输出中的安全特征。在一些示例中，签名图案可以与其被传输到的特定实体和/或打印装置相关联。
22.在一些示例中，该方法可以包括防止将相同的图案被编码在响应于不同请求而发送的网屏中。例如，确定半调网屏可以包括从多个预定半调网屏中选择预定半调网屏或者
从多个预定签名图案中选择预定签名图案。在这种示例中，该方法可以进一步包括使用至少一个处理器防止响应于后续请求而选择先前选择的半调网屏/签名图案。例如，可以从列表中删除该半调网屏/签名图案，或者可以更改其索引以使其在被选择一次后就无法被选择。
23.在另一示例中，确定半调网屏包括在确定性的基础上生成图案。例如，该图案可以是具有至少一个可配置参数(例如，图案元素的间隔、图案内的尺寸或相对尺寸、至少一个图案元素的形状等)的几何图案。在这种示例中，该方法可以进一步包括使用至少一个处理器防止响应于后续请求而确定该半调网屏。例如，可以防止参数组合被重复。
24.在其他示例中，可以存在大量可能的图案/网屏，以使得选择相同网屏的情况少到足以避免与再次选择相同网屏相关联的安全问题。
25.在一些示例中，签名可以在原本规则的图案中包括
‘
错误’或不一致。例如，图案可以包括由包括较小圆圈的图案元素组成的环的同心布置，并且其中一个环——例如，第n大的环——可以在原本具有规则间距的圆圈中缺少圆圈。在其他示例中，如环/圆圈的数量、环/圆圈的间隔、环/圆圈的大小等特征可以单独或组合地提供签名。
26.在一些示例中，可以以安全方式或防篡改方式存储和/或确定半调网屏/图案。在一些示例中，响应于请求而确定的半调网屏可以被安全地、例如在被加密后传输到请求实体或某个其他实体(例如，在请求中标识的实体)。
27.在一些示例中，半调网屏可以在打印作业之前生成，并作为
‘
准备使用的’半调网屏提供给打印机(例如，请求实体的打印机)。由于打印机使用这种网屏将图像数据转换为准备打印的格式，因此这不会导致打印机的工作流程发生改变。在一些示例中，可以以高于预期打印分辨率的分辨率来定义半调网屏。例如，在打印分辨率可能大约是800dpi时，可以以大约2400dpi的分辨率来定义半调网屏。这种相对较高的分辨率可以允许半调阈值被定义为提供合理的每英寸线数(ipi)，进而允许再现较细的线。在其他示例中，相对较高的分辨率可以允许进行幅度和/或频率调制。由于半调网屏可以被图块化(即，由许多复制的或重复的图块组成)，因此尽管分辨率较高，这仍可以提供相对紧凑的图像。
28.图2a示出了图像数据的表示，在该示例中描述了相对简单的图像，但在其他示例中可以例如是更复杂的图像。图2b示出了已经使用编码签名图案的半调网屏进行半调化的图像的表示，例如图像的打印输出的表示。图2c示出了用于生成该图像的半调图案的一部分(图块)的表示。该图块具有小圆圈的阵列，这些小圆圈本身以同心环的方式布置。在该示例中，半调网屏中的高阈值指示为浅色，而低阈值指示为较深的颜色。实际上，这将是阈值的阵列，这些阈值例如分布在0与1之间或者具有与图像数据中的像素值相同的值分布。在使用中(在简单的情况下——尽管在其他示例中，半调网屏可以是幅度调制网屏或频率调制网屏)，当将像素值与阈值进行比较时，如果像素值高于阈值，则可以将打印试剂应用于与像素相对应的位置，否则不应用。因此，低阈值(黑色区域)将通常与打印试剂的放置相关联，除非图像数据中在此处存在空隙(例如，图像的空白部分)。高阈值(白色区域)就通常与打印图像中的空隙相关联(无论图像数据中是否指示空白空间)。因此，该图案可以以阈值的分布来编码。
29.图2d示出了不同签名图案的图块。虽然类似于图2c中所示的图块，但该图块具有可看出的差异。实际上，可以注意到从中心开始的第一个环具有十二个小圆圈，而图2c中的
图案具有十一个小圆圈。这种差异虽然对用户如何感知图2b中所示的半调化图像影响极小，但仍可以为图像提供与被示出为嵌入在图2b的图像中的签名不同的
‘
签名’。因此，在该示例中，图案的
‘
签名’至少包括从中心开始的第一个环中小圆圈的数量。签名还可以包括图案的其他特征或特性，这些特征或特性的组合可以与特定半调网屏相关联。例如，同心环或小圆圈的数量和/或间隔可以包括签名的全部或部分，直径或一个或多个环、或者环或小圆圈的不规则性也同样可以包括签名的全部或部分。这进而可以允许识别被提供了半调网屏的实体，并且因此可以至少初步假定所识别的实体是包括签名图案的打印输出的来源。
30.图2e示出了另一种不同的基于菱形螺旋的签名图案。在这种图案中，签名可以例如基于螺旋的紧密度、螺旋中心处尾部的长度、螺旋中的断裂的位置等中的任何一个或其任何组合。
31.在其他示例中，可以使用形状来提供签名。例如，可以形成心形、菱形、黑桃和梅花的阵列，并且这些形状的布置(以及如大小等其他特征或其中一种形状的畸形示例)可以为该图案提供
‘
签名’。
32.图3是可以至少部分地由一个或多个处理器实施的确定半调网屏的方法的示例。
33.在该示例中，框302包括确定灰度图案。例如，图案的一个或多个特征(例如，点或线的子集的布置)的组合可以例如用于标识图案(在一些示例中，该图案相对于根据本文的方法生成的其他图案而言基本上是独特的)。例如，如上所述，图案可以包括不规则性、特有的几何形状和/或图案内特有的形状等，以便提供图案的签名。例如，签名图案可以包括相对简单的图案，如几何图案。签名图案可以具有一个或多个重复元素。
34.可以以确定性方式创建图案，例如，基于可以用预定种子来播种的算法等。
35.框304包括在存储器等中存储图案的指示(该指示可以例如是图案的副本，或者是可以根据其重新创建图案的标识符)，以供以后验证签名。该图案与标识符相关联，该标识符进而可以与请求实体(和/或特定请求)相关联，从而使得该图案随后可以被识别。在一些示例中，标识符可以包括可以根据其创建图案的种子(或可以以算法形式与该种子相关)，因此图案的指示可以包括标识符本身。存储器可以是安全存储器，和/或指示可以以加密方式存储以保持图案安全。在其他示例中，图案的指示可以是由图案生成的半调网屏，如下所述。
36.框306提供了用于由至少一个处理器(其可以是与关于框302描述的处理器相同或不同的处理器)由图案确定半调网屏的方法的示例，该方法通过由至少一个处理器将图案转换为包括阈值矩阵的半调网屏来实施。
37.在示例中，灰度图像的像素阵列的灰度值直接提供了半调网屏的像素阵列的半调阈值，即，灰度内的灰度值按比例转换为半调阈值范围内的半调阈值。在其他示例中，可能存在一些值抖动等，使得转换不那么直接。在一些示例中，可以存储用于将灰度值转换为半调阈值的任何参数。
38.框308包括将半调网屏(例如，通过网络等)传输到实体，该实体可以包括打印机操作员，和/或可以是发送关于图1所描述的请求的实体，或者可以是在请求中标识的另一个实体。在一些示例中，该方法包括在传输之前加密半调网屏。在其他示例中，半调网屏可以以某种其他方式安全地分布(例如，安全地物理分布在有形存储介质等上)。
39.打印机操作员可以(在一些示例中，已经基于共享密钥等解密数据)将半调网屏应
用于图像数据以确定打印指令，并基于该指令打印图像。将半调网屏应用于图像数据可以包括：将网屏的至少一个像素与图像数据的像素相关联，将图像像素值与该或每个半调网屏像素的阈值进行比较，以及相应地确定每个图像像素的打印指令(例如，打印指令可以是二进制的和/或包括打印试剂点的数量或大小)。因此，打印图像可以具有嵌入其中的签名。在一些示例中，半调网屏包括多个重复的
‘
图块’，或者打印装置可以以图块化方式使用每个半调网屏。
40.在一些示例中，半调网屏可以应用于多个颜色平面(例如，cmyk颜色平面)。然而，签名可以并不存在于所有颜色平面中，不过在某些情况下仍然可检测到。应当注意，在一些示例中，当将半调网屏用于多个颜色平面时，可以向特定半调网屏应用相对旋转以避免莫尔效应。在这种情况下，如果图案是这样的，相对旋转将意味着图案在不同颜色平面中偏移(并且预期的是图案应在所有平面中对准)，则数字图像平面可以在半调化之前旋转，然后在打印之前旋转回来。
41.打印装置可以例如包括打印装置部件，如(多个)打印头、至少一个打印试剂供应器等。在打印装置是
‘
二维’打印机的情况下，打印装置可以例如包括激光打印机或喷墨打印机等，并且可以包括打印头、基材输送系统、墨水源或调色剂源等。在打印机是
‘
三维’打印机的情况下，打印装置可以包括打印床、制造腔室、打印头、至少一个能量源、构建材料源等，或者与这些部件相关联。
42.图4是方法的示例，可以包括验证打印图像内的签名的计算机实施的方法。在一些示例中，图4的方法可以由可以访问与标识符相关联的图案的存储数据库的处理装置来执行，标识符与请求实体相关联。数据库可以是安全数据库，例如其访问受限。
43.框402包括由处理电路获得打印输出的数字样本。例如，可以对打印输出进行扫描或数字拍摄以提供数字样本。在一些示例中，可以使用移动电话的相机来捕获图像。这可以包括对与多个半调
‘
图块’相对应的图像区域进行成像，因为例如由于半调化图像数据中的浅色部分或空隙，每个图块本身可能无法提供完整图案。数字样本中的图块数量可以取决于许多因素，包括打印输出的内容和捕获该数量的图块的便利性。
44.框404包括由处理电路识别数字样本中的签名。例如，这可以包括确定打印图像是否包括半调签名。半调签名可以是使用具有签名图案的半调网屏引入的签名。例如，这可以包括将一个或多个存储的签名与图像进行比较以识别匹配的签名。在一些示例中，可以提供预期匹配的签名的指示(例如，图像的声称起源)。在一些示例中，可以从数字样本中提取图案。在一些示例中，可以使用来自用户的输入执行提取。在其他示例中，机器学习技术可以用于得到用于从数字样本中提取图案的模型，例如该模型已使用多个打印半调化图像及其相应的签名图案进行了
‘
训练’，以看出图案的特征会如何在打印输出中被表示。在一些示例中，提取方法可以考虑在打印过程期间所引入的随机变化，例如，打印点的确切位置可能会系统地(例如，由于使用的打印装置、打印头或软件)且随机地(例如，由于环境状况和打印装置的公差)变化。因此，在提取图案时，该提取可以允许墨点的预期位置发生很小的变化。例如，可以得到对打印指令指示墨点应放置的位置的估计，但该估计可能与基于打印期间可能遇到的随机变化的不确定性相关联。
45.框406包括确定签名是否是与实体相关联的存储的签名。在一些示例中，例如考虑到如上所述的在打印过程期间所引入的随机变化，匹配可以是
‘
模糊’匹配。在一些示例中，
因此，可以在框404和/或框408中考虑随机变化。例如，可以将预期签名与数字样本进行比较，并且如果数字样本与预期签名足够接近地相对应，则可以确定数字样本包括预期签名。在一些示例中，可以采用使用上述机器学习技术训练的模型来确定匹配是否足够接近。
46.根据上下文，该确定进而可以具有不同的结论。例如，在确定为否的情况下，可以表明打印图像是欺诈图像，或者表明需要进一步验证。在一些示例中，如果比较结果不确定，则可以请求新的数字样本。在与存储的签名匹配的情况下，这进而意味着对打印页面的内容的证实，该内容例如可能包括有价物品(例如，具有货币价值的凭证、或票据等)或者可以信赖的技术内容。
47.图5是方法的示例，可以包括验证打印图像内的签名的另一种计算机实施的方法。
48.在该示例中，在框502中，由处理电路获得打印图像的数字样本，例如，如上面关于框402所描述的。
49.另外，在该示例中，在框504中，由处理电路还获取图像的声称起源。例如，这可以包括声称已打印图像的实体(例如，hp indigo)，和/或可以包括特定打印装置的指示。
50.在框506中，使用声称起源来查找针对该实体/增材制造装置的(多个)预期图案。在一些示例中，这可以包括访问图案的存储的灰度图像、访问图案的算法表示或访问半调网屏。在其他示例中，该方法可以包括查找
‘
签名’的指示而非图案本身。例如，
‘
签名’可以包括一些特征组合(如图案特征的间隔、不规则性、图案内形状的组合等)。
51.框508包括将预期图案与数字样本进行比较。例如，这可以包括寻找匹配的特征和/或打印图像与图案之间的不一致性。如所指出的，匹配可以是
‘
模糊’匹配。
52.框510包括如果打印图像包括预期的半调签名，则证实图像的来源，其中，半调签名可以是使用具有签名图案的半调网屏所引入的签名。换言之，可以对图案是否匹配进行评估，若匹配，则表明声称起源是真实起源，或者若不匹配，则表明声称起源不正确。在其他示例中，代替对图案进行比较，可以使用图像处理算法来识别数字样本中的
‘
签名’。在一些示例中，如果打印图像中没有表示签名，则可以确定图案不匹配。
53.尽管在本示例中，获取了声称起源，但是并非在所有示例中都会是这样的情况。在一些示例中，可以由图像处理电路处理数字样本以确定图案的特性，并且从而识别该图案内的可能签名。这可以包括对与多个半调图块相对应的数字样本区域进行评估，因为例如由于图像数据中的浅色部分或空隙，每个图块本身可能无法提供完整图案。
54.图6是包括矩阵模块602和安全模块604的处理电路600的示例。
55.在处理电路600的使用中，矩阵模块602用于响应于来自请求实体的请求而确定编码签名图案的半调阈值矩阵，其中，所确定的半调阈值矩阵将被提供给请求实体。阈值矩阵可以具有上述半调网屏的任何属性。
56.在处理电路600的使用中，安全模块604用于防止相同的签名图案被编码到多个阈值矩阵中并被提供给另一个(不同的)请求实体。这允许签名在打印输出中提供安全特征，例如，用于验证和/或认证上述打印输出的来源。在一些示例中，安全模块604可以安全地存储图案的指示，和/或可以例如在分布半调网屏之前对其进行加密。
57.图7是包括关于图6所描述的矩阵模块602和安全模块604的处理电路700的示例。在该示例中，矩阵模块602进一步包括图案模块702、转换模块704，并且处理电路700进一步包括验证模块706。
58.在处理电路700的使用中，图案模块702用于确定灰度图案，例如，具有点或线等的重复(例如，图块化)图案。例如，图案模块702可以执行图3的框302。
59.在处理电路700的使用中，转换模块704用于将灰度值转换为半调网屏中的阈值。例如，转换模块704可以执行图3的框304。
60.在处理电路700的使用中，验证模块706用于验证打印图像的数字样本。例如，验证模块706可以执行图4或图5的任何框或其任何组合。
61.虽然在该示例中，提供半调网屏的同一处理电路同样提供了验证，但是应当理解，在一些示例中，这些过程可以彼此分开。
62.本公开中的示例可以作为方法、系统或机器可读指令(如软件、硬件、固件等的任何组合)来提供。这种机器可读指令可以包括在其中或其上具有计算机可读程序代码的非暂态机器(例如，计算机)可读存储介质(包括但不限于磁盘存储装置、cd-rom、光学存储装置等)上。
63.参考根据本公开的示例的方法、设备和系统的流程图和框图来描述本公开。尽管上文描述的流程图示出了特定的执行顺序，但是执行顺序可以与所描绘的顺序不同。关于一个流程图描述的框可以与另一个流程图的框组合。应当理解，流程图和/或框图中的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以通过机器可读指令来实现。
64.可以例如通过通用计算机、专用计算机、嵌入式处理器或其他可编程数据处理设备的处理器执行机器可读指令来实现说明书和附图中描述的功能。实际上，处理器或处理装置或其模块可以执行机器可读指令。因此，处理电路600、700的功能模块(例如，矩阵模块602、安全模块604、图案模块702、转换模块704和验证模块706中的任何一个)和设备可以由执行存储在存储器中的机器可读指令的处理器或者根据嵌入在逻辑电路中的指令进行操作的处理器来实施。术语
‘
处理器’应广义地解释为包括cpu、处理单元、asic、逻辑单元或可编程门阵列等。方法和功能模块可以全部由单个处理器执行，或者划分到若干个处理器之间。
65.这种机器可读指令还可以存储在计算机可读存储装置中，该计算机可读存储装置可以引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定模式操作。
66.这种机器可读指令还可以被加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得计算机或其他可编程数据处理设备执行一系列操作以产生计算机实施的处理，因此，在计算机或其他可编程设备上执行的指令实现了由流程图中的(多个)流程和/或框图中的(多个)框指定的功能。
67.进一步地，本文中的教导可以以计算机软件产品的形式来实施，该计算机软件产品存储在存储介质中并且包括用于使计算机设备实施本公开的示例中列举的方法的多个指令。
68.虽然已经参考某些示例描述了方法、装置和相关方面，但是可以在不脱离本公开的精神的情况下进行各种修改、改变、省略和替代。因此，方法、装置和相关方面旨在受权利要求及其等效物的范围限制。应当注意，上文提到的示例图示而非限制本文中描述的内容，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计出许多替代实施方式。关于一个示例描述的特征可以与另一个示例的特征组合。
69.词语“包括(comprising)”不排除权利要求中列出的元素之外的元素的存在，“一
个/种(a/an)”不排除多个，并且单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干个单元的功能。
70.任一从属权利要求的特征可以与任一独立权利要求或其他从属权利要求的特征组合。