专利名称：：用于读取和验证薄片中合成图像的系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于读取和验证薄片中合成图像的系统。更具体地，本发明涉及这样一种用于对包括合成图像的薄片进行读取和验证的系统，其中，该合成图像对肉眼显示为浮于薄片之上或之下。更具体地，本发明还涉及读取和验证对肉眼显示为浮于薄片之上或之下的合成图像的方法。
背景技术：
：由于身份证件(诸如护照、驾驶证、身份证和证章)以及有价凭证(诸如债券、证券和可流通票据)，对其进行窜改和伪造的现象在增加，需要更安全的特征和措施。可以使用常规技术，将这种打字的、打印的、照相的或者手写的细节进行转换，然后使得证件能显示该证件所有者的身份，或者表明该证件涉及的物品已转移至非该证件或者物品合法授权的当事人。为了阻止对上述信息进行窜改或变更的行为得逞，已知的常规做法是在这种详细信息的上面施加安全叠片。这种叠片可以包含安全特征，这些安全特征会指示出下述内容安全叠片自身是否是真的，叠片是否被更换或替换，叠片表面是否被穿透，以及叠片表面是否被套印或重新做标记。其他的安全特征可包括响应于紫外光或红外光的印花或图案。可商购安全叠片的一个实例是带有浮动图像的3MTMConfirmTM安全叠片，由位于美国明尼苏达州St.Paul的3M公司出售。这种带有浮动图像的安全叠片还描述于美国专利No.6,288,842B1“带有浮动合成图像的薄片(SheetingwithCompositeImagethatFloats)”(Florczak等人)中，该专利与本申请属于同一受让人。此专利披露了带有合成图像的微透镜薄片，该合成图像浮在薄片之上或之下，或既浮于上方也浮于下方。合成图像可以是二维或三维的。在此专利中还披露了用于提供这种带图像薄片的方法，包括对与微透镜相邻的辐射敏感材料层施加辐射。在本领域已知多种安全读取装置。例如，美国专利No.6,288,842“用于对窜改和更改进行自动检测的安全读取装置(SecurityReaderforAutomaticDetectionofTamperingandAlteration)”(Mann)披露了一种安全读取装置，用于读取和处理有关安全叠片的信息。护照读取装置的一个实例可购自美国明尼苏达州St.Paul的3M公司、以及位于加拿大安大略省渥太华的3MAiT有限公司，如3MTMFullPageReader(整页读取装置)(以前以AiTTMimPAXTMReader出售)。在本领域中已知多种机器视觉系统。例如，DanaBollard和ChristopherBrown所著《计算机视觉(ComputerVision)》，这是一本关于计算机视觉或者机器视觉的教科书。《计算机视觉》中披露，计算机视觉或机器视觉是一项将用于视觉感知的各种处理和描绘自动化和集成化的事业。书中一部分包括许多本身的内容就是非常有用的技术，诸如图像处理(变换、编码、以及传输图像)、以及统计模式分类(应用于普通模式、视像(visual)及其他方面的统计决策理论)、几何建模、以及认知处理。实质上，机器视觉是对三维景象进行二维描绘，并且努力复制三维景象。然而，机器视觉系统并不适用于对感知的三维安全特征的存在进行核实、以及然后通过将其与安全特征数据库相比较来验证这种安全特征。尽管可利用的安全特征和安全读取装置的商业成功已经给人深刻印象，但随着造假者能力不断提高，需要使得针对于安全特征已被窜改或受到一定程度损害的鉴别能力得到进一步提高，以有助于对抗伪造、更改、复制、以及仿造。
发明内容本发明的一个方面提供一种用于读取和验证薄片中合成图像的系统。用于读取和验证薄片中合成图像的系统包括薄片，包括对肉眼显示为浮于薄片之上或之下或上下的合成图像；读取装置，包括第一照相机和第二照相机，该第一照相机捕获薄片的第一图像、以及浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像，以及，该第二照相机捕获薄片的第二图像、以及浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的第二图像；以及计算机，用于比较薄片的第一图像和第二图像，以及，用于比较浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像和第二图像，以计算薄片与浮在薄片之上或之下或上下的合成图像之间的感知距离。在上述系统的一个优选实施例中，系统进一步包括数据库，该数据库包括的信息有关浮在薄片之上或之下或上下的合成图像，以及，有关合成图像相对薄片的浮动距离。在本实施例的另一方面，计算机将浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像与合成图像的数据库进行比较，以对合成图像进行识别。在本实施例的另一方面，系统将计算出的薄片和合成图像之间感知距离与数据库中的浮动距离进行比较，以提供关于薄片的信息。在本实施例的又一方面，计算出的感知距离与数据库中用于被识别合成图像的浮动距离匹配，系统从而验证该薄片。在本实施例的又一方面，计算出的感知距离与数据库中用于被识别合成图像的浮动距离不匹配，系统从而确定该薄片不是真的。在上述系统的一个优选实施例中，第一照相机和第二照相机与薄片直交。在上述系统的另一优选实施例中，使薄片位于固定位置。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在反射光下显示为浮于薄片之上。在上述系统的又一优选实施例中，合成图像在透射光中显示为浮于薄片之上。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在反射光下显示为浮于薄片之下。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在透射光中显示为浮于薄片之下。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像对肉眼还显示为至少部分在薄片的平面中。本发明的另一方面提供另一种用于读取和验证薄片中合成图像的系统。用于读取和验证薄片中合成图像的系统包括薄片，包括对肉眼显示为浮于薄片之上或之下或上下的合成图像；读取装置，包括照相机，照相机可在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置，照相机捕获薄片的第一图像、以及浮动在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像，其中在第二位置，照相机捕获薄片的第二图像、以及浮动在薄片之上或之下或上下的合成图像的第二图像；以及计算机，用于比较薄片的第一图像和第二图像，以及，用于比较浮动在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像和第二图像，以计算薄片与浮在薄片之上或之下或上下的合成图像之间的感知距离。在上述系统的一个优选实施例中，系统进一步包括数据库，该数据库包括的信息有关浮在薄片之上或之下或上下的合成图像，以及，有关合成图像相对薄片的浮动距离。在上述系统的另一优选实施例中，计算机将浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像与合成图像的数据库进行比较，以对合成图像进行识别。在上述系统的另一优选实施例中，系统将计算出的薄片和合成图像之间感知距离与数据库中的浮动距离进行比较，以提供有关薄片的信息。在上述系统的另一优选实施例中，计算出的在薄片之上或之下或上下的浮动图像的感知距离与数据库中用于被识别合成图像的浮动距离匹配，系统验证该薄片。在上述系统的另一优选实施例中，计算出的感知距离与数据库中用于被识别合成图像的浮动距离不匹配，系统确定该薄片不是真的。在上述系统的又一优选实施例中，使薄片位于固定位置。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在反射光下显示为浮于薄片之上。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在透射光中显示为浮于薄片之上。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在反射光下显示为浮于薄片之下。在上述系统的又一优选实施例中，合成图像在透射光中显示为浮于薄片之下。在本实施例的另一方面，合成图像还对肉眼显示为至少部分在薄片的平面中。在上述系统的另一优选实施例中，照相机与薄片直交。本发明的另一方面提供另一种用于读取和验证薄片中合成图像的系统。用于读取和验证薄片中的合成图像的系统包括薄片，包括对肉眼显示为浮于薄片之上或之下的浮动图像；读取装置，包括照相机以及薄片保持架，薄片保持架可在第一位置和第二位置之间移动，其中将微透镜薄片放置在薄片保持架上，其中在第一位置，照相机捕获薄片的第一图像、以及浮动在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像，其中在第二位置，照相机捕获微透镜薄片的第二图像、以及浮动在薄片之上或之下或上下的合成图像的第二图像；以及计算机，用于比较薄片的第一图像和第二图像，以及，用于比较浮动在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像和第二图像，以计算薄片与浮在薄片之上或之下或上下的合成图像之间的感知距离。在上述系统的一个优选实施例中，系统进一步包括数据库，该数据库包括的信息有关浮在薄片之上或之下或上下的合成图像，以及，有关合成图像相对薄片的浮动距离。在本实施例的另一方面，计算机将浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像与合成图像的数据库进行比较，以识别合成图像。在本实施例的另一方面，系统将计算出的薄片和合成图像之间感知距离与数据库中的浮动距离进行比较，以提供有关薄片的信息。在本实施例的另一方面，计算出的感知距离与数据库中用于被识别合成图像的浮动距离匹配，系统验证该薄片。在本实施例的又一方面，计算出的感知距离与数据库中用于被识别合成图像的浮动距离不匹配，系统确定该薄片不是真的。在上述系统的另一优选实施例中，第一照相机和第二照相机与薄片直交。在本实施例的又一方面，使薄片位于固定位置。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在反射光下显示为浮于薄片之上。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在透射光中显示为浮于薄片之上。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在反射光下显示为浮于薄片之下。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在透射光中显示为浮于薄片之下。在本实施例的又一方面，合成图像还对肉眼显示为至少部分在薄片的平面中。本发明的另一方面提供一种读取和验证薄片中合成图像的方法。该方法包括以下步骤提供一种薄片，该薄片包括对肉眼显示为浮在薄片之上或之下或上下的合成图像；记录微透镜薄片的第一图像，以及，记录浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像；记录微透镜薄片的第二图像，以及，记录浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的第二图像；通过比较微透镜薄片的第一图像和第二图像，以及比较浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像和第二图像，计算薄片与浮在薄片之上或之下或上下的合成图像之间的感知距离。在上述方法的一个优选实施例中，该方法进一步包括以下步骤提供一种数据库，包括关于浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的信息，以及关于合成图像相对薄片浮动距离的信息。在本实施例的另一方面，该方法进一步包括以下步骤通过将浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像与合成图像数据库进行比较，对合成图像进行识别。在本实施例的另一方面，该方法进一步包括以下步骤将计算出的薄片和合成图像之间感知距离与数据库中的浮动距离进行比较，以提供关于薄片的信息。在本实施例的另一方面，该方法进一步包括以下步骤当计算出的感知距离与数据库中用于被识别合成图像和系统的浮动距离匹配时，向用户提供薄片为真的信号。在本实施例的另一方面，该方法进一步包括以下步骤当计算出的感知距离与数据库中用于被识别合成图像的浮动距离不匹配时，向用户提供薄片不是真的的信号。在上述方法的另一优选实施例中，合成图像在反射光下显示为浮在薄片之上。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在透射光中显示为浮在薄片之下。在上述系统的另一优选实施例中，合成图像在反射光下显示为浮在薄片之下。在上述方法的一个优选实施例中，合成图像在透射光中显示为浮在薄片之下。在上述系统的又一优选实施例中，合成图像还对肉眼显示为至少部分在薄片的平面中。下面参照附图进一步说明本发明，其中在附图中相同的结构用相同的标号表示，以及，图中图1是本发明用于读取和验证薄片中合成图像的读取装置一个示例性实施例的透视图；图2是包括合成图像的护照的俯视图，合成图像显示为浮在薄片上或显示为浮在薄片下；图2A是包括合成图像的护照的显微相片，合成图像显示为浮于薄片上或显示为浮于薄片下；图3是用图1的读取装置读取图2护照的透视图；图4是图3的护照读取装置和护照的示意性侧向剖视图；图5图示在本发明用于读取和验证薄片中合成图像的系统中照相机的一个示例性实施例的示意图；图6图示在本发明用于读取和验证薄片中合成图像的系统中照相机的另一示例性实施例的示意图；图7图示在本发明用于读取和验证薄片中合成图像的系统中照相机的又一示例性实施例的示意图；以及图8图示与图5至图7所示系统实施例的有关光学系统。具体实施例方式本发明的系统对显示为悬浮的合成图像或者显示为浮在薄片之上、浮在薄片平面中、和/或浮在薄片之下的合成图像进行读取。本发明的系统还有助于给用户提供这样的信息具有这样一种合成图像的薄片是否可信。本发明的系统用于读取和验证对肉眼显示为浮在薄片之上或之下或者既浮于薄片之上也浮于薄片之下的合成图像，这样的浮动合成图像在美国专利No.6,288,842B1(称为‘842专利)“带有浮动合成图像的薄片(SheetingwithCompositeImagethatfloats)”(Florczak等人)中有所论述，该专利与本申请属于同一受让人，并且该专利以全文引用的方式并入本文。这些合成图像实际上是三维光学幻影，并且它们被用户感知成浮于薄片之上或之下或者既浮于薄片之上也浮于薄片之下。本发明的系统帮助计算用户所感知的在这种光学幻影中合成图像与薄片之间的距离。对肉眼显示为浮在薄片之上、浮在薄片之下、或者既浮于薄片之上也浮于薄片之下的合成图像是悬浮图像，以及，为了方便将其称为浮动图像。术语“肉眼”指没有经例如放大而提高的正常(或者矫正至正常)人类视觉。这些悬浮或者浮动图像可以为二维或者三维图像，可为黑色或白色或彩色，并且可显示为随观察者移动或者改变形状。可以使用从观察者同侧入射在薄片上的光(反射光)、或者从薄片的观察者相反侧入射在薄片上的光(透射光)、或从上述两侧入射在薄片上的光，对具有合成图像的薄片进行观察。在图2A中示出包括这种合成图像的薄片的一个实例，下文对此详加说明。在如上所述包含这种合成图像的薄片的一个示例性实施例中，薄片包括(a)至少一层微透镜，该层具有第一侧(第一面)和第二侧(第二面)；(b)相邻于微透镜层第一侧布置的材料层；以及(c)至少局部完整的图像，形成在与多个微透镜的每一个相关联的材料中。微透镜也可以称为双凸透镜或者微透镜组(microlenslets)。由单独的图像提供合成图像，以及，合成图像对肉眼显示为浮在薄片之上、或浮在薄片之下、或既浮在薄片之上也浮在薄片之下。‘842专利提供了关于下述内容的完整描述微透镜薄片；这种薄片的示例性材料层，其中一些最好是辐射敏感材料层；用于生成单独图像的辐射源的实例；以及示例性的图像处理。具有如同‘842专利所描述合成图像的薄片，可以在多种应用中加以使用，诸如在护照、ID证章、活动通行证、识别卡、或其他有价证件中的安全防窜改图像；用于核实和验证的产品识别规格形式和广告宣传；商标增强图像，其提供商标的上浮或者下沉或者沉浮；在图形应用(诸如用于警车、消防车或者其他应急车辆中的标志图案)中的识别显示图像；在图形应用(诸如信息亭、夜间标志和汽车仪表板显示)中的信息显示图像；以及通过在产品(诸如名片、挂牌、艺术品、鞋以及瓶装产品)上使用合成图像来增强新颖性。本发明用于对具有合成图像的薄片进行读取和验证的系统包括读取装置，该读取装置用于读取和验证上述项目的任何一种。简化起见，本申请的附图例示具有浮动图像的护照、以及用于读取和验证浮动图像的护照读取装置。然而，本发明的系统可以包括任何形式的读取装置，用于读取和验证任何具有浮动图像的项目。图1例示读取装置10的一个实施例，读取装置10是用于读取和验证浮动图像的本发明系统的一部分。在此实施例中，读取装置10配置成读取具有浮动图像的护照。护照读取装置10包括外壳50。外壳50包括第一部分42和第二部分44。第一部分42包括窗口40，窗口40最好由玻璃制成，便于观察在护照中发现的光学信息，诸如打印图像、相片、签名、个人字母数字信息以及条形码，并且用于观察护照上的浮动图像。护照读取装置的第二部分44包括凸出边缘，当将护照14插进护照读取装置10进行读取时，该凸出边缘便于支撑护照的一半(示于图2)。当将护照14插进读取装置10进行读取和验证或核实时，将护照的另一半置于玻璃窗40上。图2例示包括浮动图像的示意性重要证件的一个实施例。图2A是包括浮动图像的实际重要证件一部分的近距观察显微相片。在本实施例中，重要证件是护照册14。护照14通常是装有几张装订页的小册子。其中一页通常包括经常以打印图像出现的个人化数据18，个人化数据18可以包括相片16、签名、个人字母数字信息、以及条形码，并且允许以人工或者电子核实出示证件进行检查的人是否是护照14签发给的人。护照的这一页可以具有多种隐性安全特征和显性安全特征，诸如在美国专利申请10/193850“用于使重要证件安全的窜改识别可打印薄片及其制造方法(Tamper-IndicatingPrintableSheetforSecuringDocumentsofValueandMethodsofMakingtheSame)”(代理人卷号No.59777US002)中所描述的那些安全措施，该专利申请由本发明申请人于2004年8月6日提交，并以引用的方式并入本文。另外，护照14的这一页包括具有合成图像30的微透镜薄片20的叠片，合成图像30对肉眼显示为浮在薄片20之上、或浮在薄片20之下、或既浮在薄片20之上也浮在薄片20之下。此特征为安全特征，用来核实该护照是真的护照而不是伪造护照。合适的微透镜薄片20的一个实例是可购自美国明尼苏达州St.Paul的3M公司，带有浮动图像的3MTMConfirmTM安全叠片。在护照14的此实施例中，合成图像30或者浮动图像30包括三种不同类型的浮动图像。第一类型的浮动图像30a是对肉眼显示为浮在护照14页面上的“3M”。第二类型的浮动图像30b是对肉眼显示为浮在护照14页面下的“3M”。第三类型的浮动图像30c是对肉眼显示为浮在护照14页面上的正弦波。当用户使护照14倾斜时，浮动图像30a、30b、30c可以显示为移向观察者。实际上，浮动图像30a、30b、30c是光学幻影，对观察者肉眼显示为浮在薄片20上、或浮在薄片20下、或既浮在薄片20上也浮在薄片20下。护照14或者重要证件可以包括浮在护照14上的浮动图像、浮在护照14下的浮动图像、和/或浮在护照14平面中的浮动图像的任意组合。浮动图像可以是任意配置，并且可以包括与有价证件相对应的文字、符号、或者特定图案。例如，澳大利亚政府颁发的护照包括带浮动图像的微透镜薄片，浮动图像为袋鼠和回旋镖形状，这是两种代表该国的象征。护照册的其他页面可以包含空白页，用来在使用者通过海关时加盖国家的戳记。过去，在护照使用者离开或者进入一个国家通过海关时，将其护照出示给海关官员，海关官员通常用肉眼查看护照14，以检查护照是否包括适当的浮动图像30，从而核实护照是否是真的。然而，随着伪造变得越来越完善，将来有可能需要提供一种系统来帮助官员基于浮动图像的安全特征核实护照的真实性。本发明的系统首先核实护照或者有价证件包含至少一个浮动图像30。然后，此系统核实该浮动图像30是正确的浮动图像30。最后，此系统核实浮动图像30与具有微透镜薄片的护照页面之间的感知距离，此距离称为“浮动距离”。如果此浮动距离是正确的距离，或者在一定误差范围内，那么，此系统核实或者验证或者以其他方式通知海关官员该护照为真护照。然而，如果浮动距离不是正确距离，此系统向海关官员指出该护照为伪造的。此系统还帮助减少海关官员处理护照所花费的时间和精力。图3例示结合有护照14的此系统护照读取装置10。为了读取护照，打开护照14至包含浮动图像的页面，得到护照的第一部分46和护照的第二部分48。在这种情况下，护照14中具有浮动图像的页面，与包含个人化数据18(如持有护照的个人相片16)的页面是同一页面。接着，将护照册插进护照读取装置10，使得护照14第一部分46中的浮动图像30和个人化数据18贴在(置于)读取装置10的玻璃窗40上。使护照14的第二部分48与读取装置的凸出边缘44接触，以及，护照14的折缝沿玻璃窗40和凸出边缘44的相邻边缘之间的交界部延伸。将护照14这样放置在护照读取装置50上，便于读取浮动图像30和个人化数据18，下文参照图4至图7对此进行更详细的说明。图4示意性例示在读取和核实护照时护照读取装置14的内部。护照读取装置14可以从护照读取个人化数据18，并且处理此特征，护照读取装置14包括的许多部件(未示出)与购自美国明尼苏达州St.Paul的3M公司在3M商标下的整页读取装置相同。例如，读取装置10中也使用照相机来记录护照上的个人化信息，并将其传输至计算机。然而，本发明系统的护照读取装置14与整页读取装置之间的差异在于，本发明的护照读取装置14能够读取并验证浮动图像30。护照读取装置14包括光源52、镜54、以及至少第一照相机58。读取装置14可以任选地包括第二照相机60(图5)。镜54最好是半镀银镜，既能反光又能透光。透过玻璃窗40可以看到护照14上的微透镜薄片20。如上所述，微透镜薄片20最好包括一个微透镜层22和一个辐射敏感材料层24。在示例性实施例中，这样布置镜54，使其相对于光源52和照相机58都成45°角。这样布置，使得来自光源52的光反射离开半镀银镜，通过玻璃窗40向上到达微透镜薄片或者基层20，然后向下反射回来，通过半镀银镜54并进入照相机58，如图4所示。光源52可以提供一定波长的光、偏振光或者回射光。本文使用术语“回射”指的是在平行于其入射方向的反向反射入射光线的特性，或者近乎于此，使其返回光源或者紧靠光源位于光源附近。回射光是优选的，因为回射光有助于消除对护照14上打印的个人化信息的视见，使得浮动图像30更易于观察。读取装置10可以包括固定照相机58、一个可移动照相机58a，或者两个照相机58、60，如参照图5至图8详细描述的那样。一个合适的光源52实例可购自美国伊利诺伊州Palatine的Lumex有限公司，配件号码为SSL-LX3054UWC/A的白色透明透镜的TI格式LED。一个合适的照相机58实例可购自美国爱达荷州Boise的Micro技术有限公司，如130万象素的CMOS彩色传感器照相机。一个合适的半镀银镜54实例可购自美国新泽西州Barrington的EdmundIndustrialOptics，零件号码NT43-817。此系统包括与照相机58相连的计算机56(例示为长方形56)。计算机56处理由第一照相机58、第二照相机60中的任一个或者由照相机58、60二者获得的信息。本领域已知的任选的计算机适合于在护照读取装置10中使用。图5至图8例示读取装置10的三种不同实施例。在例示于图5的第一实施例中，读取装置10包括第一照相机58和第二照相机60。在例示于图6的第二实施例中，读取装置包括第一可移动照相机58a。照相机58a可以沿读取装置内部的导轨移动，并且由电机提供动力。在例示于图7的第三实施例中，照相机58固定，但护照14的保持架38a可相对照相机58移动。保持架38a可以沿读取装置顶部的导轨移动并且由电机提供动力。保持架38a最好包括玻璃窗40。布置上述例示在图5至图7中的三个实施例，以提供对微透镜薄片20和浮动图像30的至少两种视图。微透镜薄片20和浮动图像30的图像捕获在照相机的像平面66、68上，并且传输至计算机56用于进一步处理。微透镜薄片的第一图像70和第二图像72用方形70和72表示。合成浮动图像30的第一图像74和第二图像76用方形74和76表示。由计算机56比较微透镜薄片的第一图像70和第二图像72。由计算机56比较浮动图像30的第一图像74和第二图像76。在一个示例性实施例中，如参照图8所讨论的那样，相对照相机像平面66、68的中心，对图像70、72、74、76进行测量。图8例示与图5至图7中所例示系统实施例相关的光学系统。简化起见，图8例示第一照相机像平面66和第二照相机像平面68。在一个实施例中，第一像平面66可以是第一照相机58的一部分，而第二像平面68可以是第二照相机60的一部分，如图5所示。然而，第一像平面66可以代表处于第一位置的一个照相机58a，而第二像平面68可以代表处于第二位置的同一照相机，如图6所示。图8所示光学系统表现对图7所示实施例进行的相同的相关测量，在该实施例种微透镜薄片20相对于照相机58移动。另外，图8所示光学系统表示对合成图像30是否浮在薄片20上或浮在薄片20下进行的相同测量。优选的是，在通过第一照相机58和第二照相机60中的任一个或者通过单个照相机58获取薄片20的第一影像和第二影像期间，使薄片的位置固定。可选择地，在使用保持架38a使薄片20和薄片20的第一影像和第二影像从第一位置移到第二位置期间，使单个照相机58固定。无论那种情况，系统最好从两种不同的视点捕获合成薄片20和浮动图像30的两个图像。例示于图8的测量用于计算护照14中微透镜薄片20与浮在薄片之上的浮动图像30或浮在薄片之下的浮动图像30之间的距离“p”，这有助于验证或者核实薄片20。本质上，此系统比较微透镜薄片的第一图像和第二图像，并且比较浮在薄片之上或浮在薄片之下的合成图像的第一图像和第二图像，因而，除浮动距离之外，图像彼此抵消。第一照相机58包括第一照相机镜头62和第一照相机像平面66。以及，第二照相机60包括第二照相机镜头64和第二照相机像平面68。第一照相机58和第二照相机60都包括各自镜头62、64的焦距“f”。优选的是，第一照相机58和第二照相机60是带有相同焦距的类似照相机。第一照相机像平面66具有中心点78。第二照相机像平面68具有中心点80。焦距“f”是从照相机像平面中心点到照相机镜头测出的距离。第一照相机58获取第一影像，记录或者捕获薄片20和浮动图像30的第一图像。第二照相机60获取第二影像，记录或者捕获薄片20和浮动图像30的第二图像。微透镜薄片20的第一图像在第一照相机像平面66上用标号70示意性地代表。浮动图像30的第一图像在第一照相机像平面66上用标号72示意性地代表。微透镜薄片20的第二图像在第二照相机像平面68上用标号74示意性地代表。浮动图像30的第二图像在第二照相机像平面68上用标号76示意性地代表。照相机58、60的镜头62、64相对微透镜薄片20最好直交。距离“a”是微透镜薄片在照相机像平面68上的第二图像74与照相机像平面68的中心80之间的距离。距离“b”是浮动图像30在照相机像平面68上的第二图像76与照相机像平面68的中心80之间的距离。距离“d”是浮动图像30在照相机像平面66上的第一图像72与照相机像平面66的中心78之间的距离。距离“c”是微透镜薄片在照相机像平面66上的第一图像70与照相机像平面66的中心78之间的距离。距离“e”是照相机镜头62、64的中心之间的已知距离。距离“g”是照相机58、60的镜头62、64与微透镜薄片20之间已知的垂直距离。对数学公式进行适当修改，也可以使用除镜头中心点之外的相关点。结果，系统可以测量距离“a”、“b”、“c”和“d”。基于如何构造读取装置10，距离“e”、“f”和“g”是已知距离。浮动距离或者距离p是未知距离。系统使用测量出的距离和已知距离计算距离“p”，计算方式如下h/e＝f/(d-b)以及g/e＝f(c-a)使h/e和g/e彼此相除，以约去距离“e”和距离“f”h/e=f/(d-b)g/e=f/(c-a)→hg=(c-a)(d-b)]]>这就提供了关于距离“h”的计算h＝g(c-a)/(d-b)现在，可以计算出距离“h”，浮动距离“p”可以如下计算p＝g-h下面提供基于上述公式的实际浮动距离的计算。系统的计算机56计算浮动距离“p”。然后，计算机可以将该浮动距离与浮动距离数据库进行比较。这使检查机构能识别由旅行者出示的数据与数据库中保存数据之间的任何异常或者差异。如果计算出的浮动距离与用于被识别合成图像30的数据库中的浮动距离匹配，那么，系统验证薄片20。如果计算出的浮动距离与用于被识别合成图像30的数据库中的浮动距离不匹配，那么，系统确定此薄片不是真的。在图5至图8所例示的实施例中，系统包括至少一个照相机，照相机获取具有浮动图像30的微透镜薄片20的第一图像和第二图像。照相机可以相对薄片20在任何方向移动，以获得这些第一图像和第二图像。例如，照相机可以相对于薄片20在x、y或z方向移动。可选择地，照相机可以相对薄片绕其质量中心转动。另外，照相机可以获取薄片和合成图像的多个图像。在读取装置14的另一可选实施例(未示出)中，读取装置可以具有一个定焦照相机。在此实施例中，单焦距照相机可在垂直于薄片20的第一位置和第二位置之间移动。照相机沿导轨在第一位置和第二位置之间移动。首先，照相机移动直至微透镜薄片20进入全焦，这构成照相机的第一位置。然后，照相机捕获薄片20和合成图像30的第一图像。接着，照相机移动，直至合成图像30进入全焦，这构成照相机的第二位置。在第二位置，照相机捕获微透镜薄片20和合成图像30的第二图像。第一照相机位置和第二照相机位置之间的距离，是护照14中微透镜薄片20与浮在薄片之上、或浮在薄片之下、或既浮在薄片之上也浮在薄片之下的浮动图像30感知距离之间的距离“p”。读取装置10能定位浮动图像30并识别浮动图像30。照相机首先记录浮动图像30，然后，计算机56将所记录的浮动图像30与浮动图像数据库进行比较，以识别浮动图像。计算机56最好包括模板匹配程序或者归一化互相关矩阵，其将已知图像与所记录的图像进行比较。在《计算机视觉》一书第65～70页中对归一化互相关的一个实例进行了描述，PrenticeHall有限公司出版的1982版权，作者为DanaBollard和ChristopherBrown，该书以引用的方式并入本文。读取装置10可以包括射频识别(“RFID”)读取能力。例如，读取装置10可以包括美国专利申请No.10/953200“处理具有RFID元件的护照所用的护照读取装置(APassportReaderforProcessingaPassportHavinganRFIDElement)”(Jesme)中披露的特征，该专利申请以引用的方式并入本文。系统将读取和验证多种不同浮动图像。在另外的实施例中，不同薄片的浮动距离可以不同。任选地，系统读取嵌在薄片中的安全码，安全码包含与该薄片浮动距离有关的信息，并且只有计算出的浮动距离与安全码中提供的浮动距离匹配，才验证此薄片。可选择地，使用安全码，以从浮动距离数据库中检索正确的浮动距离。就下文中为方便起见参照附图描述的详细实例，对本发明的操作进行进一步描述。提供这些实例以进一步例示多种细节和优选实施例及技术。然而，应当理解，在本发明的范围内可以进行多种修改和改进。在此实例中，将来自美国爱达荷州Boise的MicronSemiconductor公司的单个MicronSemiconductor130万象素彩色传感照相机、以及带有以1厘米±1毫米的已知距离浮动的合成图像的微透镜薄片，如图6所述那样布置。使照相机镜头62位于离微透镜薄片20的测量距离为12.5厘米(图8中的“g”)处。带有浮动图像的微透镜薄片是带有浮动图像的3MTMConfirmTM安全叠片的样品，可购自美国明尼苏达州St.Paul的3M公司，零件号码为ES502。捕获微透镜薄片和合成图像的第一图像。然后，照相机横向移动，并且捕获微透镜薄片和合成图像的第二图像。首先使用微透镜薄片和合成图像的第一图像，以识别微透镜薄片是否具有合成图像，并且核实合成图像是否为正确图像。计算机运行基于归一化互相关矩阵的模板匹配程序，归一化互相关矩阵在《计算机视觉》一书第65～70页中进行了描述，该书由Prentice-Hall有限公司出版，1982版权，作者为DanaBollard和ChristopherBrown，该书以引用方式并入本文。使用模板匹配程序，计算机能够识别至少一个浮动图像，并核实该浮动图像是所预期的。计算机确定距离‘c-a’和‘d-b’(图8)。由于照相机以离散象素捕获图像，而且由照相机形成的图像象素密度是已知的，也就是每毫米的象素数是已知的，计算机能够计算距离a、b、c和d。通过对在各长度也就是a、b、c、以及d上的象素进行计数，然后，通过图像象素密度将计数象素数换算为长度，计算机计算‘a’——点72与点80之间的距离、‘b’——点76与点80之间的距离、‘c’——点70与点78之间的距离、以及‘d’——点74与点78之间的距离。对于本实例，计算机为c-a和d-b确定的值分别是7.6毫米和8.3毫米。根据已知的g和现在确定的c-a以及d-b，h计算如下h＝g(c-a)/(d-b)＝12.5(0.76)/(0.83)＝11.45厘米根据现在确定的h和已知的g，合成图像的浮动高度p计算如下p＝g-h＝12.5-11.45＝1.05厘米由于已知合成图像的浮动高度是1厘米±1毫米，所测得的1.05厘米浮动高度在范围内。所以，系统核实带有浮动图像的安全叠片为真的安全叠片。上述测试和测试结果仅仅是说明性的而非预言性的，以及，可以预期，测试过程的不同会带来不同的结果。根据本发明的几个实施例对其进行了描述。给出以上详细描述和实例只是为了使理解清楚。不应将其理解为任何限制。本文引用的所有专利和专利申请都以引用的方式并入本文。对于本领域技术人员来说，可以容易地对上述实施方案进行多种修改和改进，而不偏离本发明的目的、精神和范围。因此，本发明的范围不应当局限于本文所描述的确切细节和结构，而更应当是本发明权利要求所描述的结构、以及那些结构的等效置换。权利要求1.一种用于读取和验证薄片中合成图像的系统，包括薄片，包括合成图像，所述合成图像对肉眼显示为浮于所述薄片之上、或浮于所述薄片之下、或既浮于所述薄片之上也浮于所述薄片之下；读取装置，包括第一照相机，捕获所述薄片的第一图像、以及浮在所述薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像；第二照相机，捕获所述薄片的第二图像、以及浮在所述薄片之上或之下或上下的合成图像的第二图像；以及计算机，用于比较所述薄片的第一图像和第二图像，以及，用于比较所述浮在薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像和第二图像，以计算所述薄片与浮在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像之间的感知距离。2.根据权利要求1所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，进一步包括数据库，所述数据库包括的信息有关浮在所述薄片之上或之下或上下的合成图像，以及，有关所述合成图像相对所述薄片的浮动距离。3.根据权利要求2所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述计算机对浮在所述薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像与所述合成图像的数据库进行比较，以对所述合成图像进行识别。4.根据权利要求3所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述系统将计算出的所述薄片和所述合成图像之间感知距离与所述数据库中的浮动距离进行比较，以提供关于所述薄片的信息。5.根据权利要求4所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中当计算出的感知距离与数据库中用于被识别合成图像的浮动距离匹配时，所述系统验证所述薄片。6.根据权利要求4所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中当计算出的感知距离与数据库中用于被识别合成图像的浮动距离不匹配时，所述系统不验证所述薄片。7.根据权利要求1所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述第一照相机和第二照相机与所述薄片直交。8.根据权利要求1所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中使所述薄片位于固定位置。9.根据权利要求1所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在反射光下显示为浮于所述薄片之上。10.根据权利要求1所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在透射光中显示为浮于所述薄片之上。11.根据权利要求1所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在反射光下显示为浮于所述薄片之下。12.根据权利要求1所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在透射光中显示为浮于所述薄片之下。13.根据权利要求9至权利要求12中任一项权利要求所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像对肉眼还显示为至少部分在所述薄片的平面中。14.一种用于读取和验证薄片中合成图像的系统，包括薄片，包括合成图像，所述合成图像对肉眼显示为浮于所述薄片之上或之下或上下；读取装置，包括照相机，可在第一位置和第二位置之间移动，其中在所述第一位置，所述照相机捕获所述薄片的第一图像、以及浮动在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像的第一图像，其中在所述第二位置，所述照相机捕获所述薄片的第二图像、以及浮动在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像的第二图像；以及计算机，用于比较所述薄片的第一图像和第二图像，以及，用于比较所述浮动在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像的第一图像和第二图像，以计算所述薄片与浮在薄片之上或之下或上下的所述合成图像之间的所述感知距离。15.根据权利要求14所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，进一步包括数据库，所述数据库包括的信息有关浮在所述薄片之上或之下或上下的合成图像，以及，有关所述合成图像相对所述薄片的浮动距离。16.根据权利要求15所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述计算机将浮在所述薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像与所述合成图像的数据库进行比较，以识别所述合成图像。17.根据权利要求16所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述系统将计算出的所述薄片和所述合成图像之间感知距离与所述数据库中的所述浮动距离进行比较，以提供有关所述薄片的信息。18.根据权利要求17所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中当计算出的感知距离与所述数据库中用于被识别合成图像的浮动距离匹配时，所述系统验证所述薄片。19.根据权利要求17所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中当计算出的感知距离与所述数据库中用于被识别合成图像的浮动距离不匹配时，所述系统不验证所述薄片。20.根据权利要求14所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中使所述薄片位于固定位置。21.根据权利要求14所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在反射光下显示为浮于所述薄片之上。22.根据权利要求14所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在透射光中显示为浮于所述薄片之上。23.根据权利要求14所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在反射光下显示为浮于所述薄片之下。24.根据权利要求14所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在透射光中显示为浮于所述薄片之下。25.根据权利要求21至权利要求24中任一项权利要求所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像还对肉眼显示为至少部分在所述薄片的平面中。26.根据权利要求14所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述照相机与所述薄片直交。27.一种用于读取和验证薄片中合成图像的系统，包括薄片，包括浮动图像，所述浮动图像对肉眼显示为浮于所述薄片之上或之下；读取装置，包括照相机；以及薄片保持架，可在第一位置和第二位置之间移动，其中将微透镜薄片放置在所述薄片保持架上，其中在所述第一位置，所述照相机捕获所述薄片的第一图像、以及浮动在薄片之上或之下或上下的所述合成图像的第一图像，其中在所述第二位置，所述照相机捕获所述微透镜薄片的第二图像、以及浮动在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像的第二图像；以及计算机，用于比较所述薄片的第一图像和第二图像，以及，用于比较所述浮动在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像的第一图像和第二图像，以计算所述薄片与浮在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像之间的感知距离。28.根据权利要求27所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，进一步包括数据库，所述数据库包括的信息有关浮在所述薄片之上或之下或上下的合成图像，以及，有关所述合成图像相对所述薄片的浮动距离。29.根据权利要求28所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述计算机将浮在所述薄片之上或之下或上下的合成图像的第一图像与所述合成图像的数据库进行比较，以识别所述合成图像。30.根据权利要求29所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述系统将计算出的所述薄片和所述合成图像之间感知距离与所述数据库中的所述浮动距离进行比较，以提供有关所述薄片的信息。31.根据权利要求30所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中当计算出的感知距离与所述数据库中用于被识别合成图像的浮动距离匹配时，所述系统验证所述薄片。32.根据权利要求30所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中当计算出的感知距离与所述数据库中用于被识别合成图像的浮动距离不匹配时，所述系统不验证所述薄片。33.根据权利要求1所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述第一照相机和第二照相机与所述薄片直交。34.根据权利要求27所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中，使所述薄片位于固定位置。35.根据权利要求27所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在反射光下显示为浮于所述薄片之上。36.根据权利要求27所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在透射光中显示为浮于所述薄片之上。37.根据权利要求27所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在反射光下显示为浮于所述薄片之下。38.根据权利要求27所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像在透射光中显示为浮于所述薄片之下。39.根据权利要求35至权利要求38中任一项权利要求所述的用于读取和验证薄片中合成图像的系统，其中所述合成图像还对肉眼显示为至少部分在所述薄片的平面中。40.一种读取和验证薄片中合成图像的方法，包括以下步骤提供一种薄片，所述薄片包括合成图像，该合成图像对肉眼显示为浮在所述薄片之上或之下；记录微透镜薄片的第一图像，以及，记录浮在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像的第一图像；记录所述微透镜薄片的第二图像，以及，记录浮在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像的第二图像；通过比较所述微透镜薄片的第一图像和第二图像，以及比较浮在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像的第一图像和第二图像，计算所述薄片与浮在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像之间的距离。41.根据权利要求40所述的方法，进一步包括以下步骤提供一种数据库，包括关于浮在所述薄片之上或之下或上下的合成图像的信息，以及所述合成图像相对所述薄片的浮动距离的信息。42.根据权利要求41所述的方法，进一步包括以下步骤通过将浮在所述薄片之上或之下或上下的所述合成图像第一图像与所述合成图像数据库进行比较，对所述合成图像进行识别。43.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤将计算出的所述薄片和所述合成图像之间感知距离与所述数据库中的所述浮动距离进行比较，以提供关于所述薄片的信息。44.根据权利要求43所述的方法，进一步包括以下步骤当计算出的感知距离与所述数据库中用于所述被识别合成图像和所述系统的所述浮动距离匹配时，向用户提供所述薄片为真的信号。45.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤当计算出的感知距离与所述数据库中用于所述被识别合成图像的所述浮动距离不匹配时，向用户提供所述薄片不是真的的信号。46.根据权利要求40所述的方法，其中所述合成图像在反射光下显示为浮在所述薄片之上。47.根据权利要求40所述的方法，其中所述合成图像在透射光中显示为浮在所述薄片之上。48.根据权利要求40所述的方法，其中所述合成图像在反射光下显示为浮在所述薄片之下。49.根据权利要求40所述的方法，其中所述合成图像在透射光中显示为浮在所述薄片之下。50.根据权利要求46至权利要求49中任一项权利要求所述的方法，其中所述合成图像还对肉眼显示为至少部分在所述薄片的平面中。全文摘要本发明披露了一种用于读取和验证薄片中合成图像的系统。本发明的示例性实施例提供了一种用于读取和验证薄片的系统，该薄片中包括对肉眼显示为浮于薄片之上或之下或上下的合成图像。本发明还涉及一种对肉眼显示为浮于薄片之上或之下或上下的合成图像的读取和验证方法。文档编号G07D7/12GK101069216SQ200580041532公开日2007年11月7日申请日期2005年10月27日优先权日2004年12月2日发明者马丁·A·肯纳申请人:3M创新有限公司