Разработка методов и оптико-электронных приборов автоматического контроля подлинности защитных голограмм со скрытыми изображениями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, доктор технических наук Одиноков, Сергей Борисович

• Одиноков, Сергей Борисович
• доктор технических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор технических наук Одиноков, Сергей Борисович

Введение

1. Анализ видимых и скрытых оптических элементов и изображений защитных голограмм

1.1. Общие сведения о методах получения защитных голограммах

1.2. Описание дифракционных и голограммных оптических элементов защитных голограмм

1.3. Основные типы видимых изображений, воспроизводимых с защитных голограмм

1.4. Основные типы скрытых изображений защитных голограмм, воспроизводимые с помощью оптических приборов для визуального наблюдения

1.5. Оптические аналоговые методы кодирования-декодирования скрытых изображений на основе использования амплитудно-фазовых масок

1.5.1. Анализ преобразования оптических сигналов в схемах получения субголограмм с амплитудно-фазовой кодирующей маской в предметной ветви

1.5.2. Анализ преобразования оптических сигналов в схемах получения субголограмм с амплитудно-фазовой кодирующей маской в опорной ветви

1.6. Анализ влияния погрешности позиционирования амплитудно-фазовой кодирующей маски при восстановлении с субголограмм скрытых кодированных изображений

1.7. Цифровой метод формирования оптических скрытых кодированных изображений

1.7.1. Классификация скрытых кодированных бинарных изображений, получаемых в виде субголограмм на защитных голограммах

1.7.2. Цифровой метод получения и обработки входного и

З • • Єтр. эталонного; скрытых кодированных: бинарных изображений; -восстановленных с субголограмм

1.8; Описание м параметры оптических приборов для контроля подлинности защитных голограмм серийного производства 80і

Выводы по главе

21. ; Методы* ш. обобщенная Г структурная; схема? ОЭШ для? автоматического; контроля;« подлинности? защитных- 'голограмм« с СКБИ '

2.1. Обоснование методові идентификации» защитных голограмм сравнением входного и эталонного СКБИ

2.2. Обобщенная структурная схема5 ОЭП для автоматического -контроля подлинности защитных голограмм с СКБИ

2.2.1. Структурно-функциональная схема ОЭП для автоматического контроля подлинности защитных голограмм с внутреннимивходным иэталоннымСКБИ

2.2.2. Структурно-функциональная схема ОЭП для автоматического контроля подлинности защитных голограмм с вводом эталонного СКБИ из внешней памяти и базы данных 101 Выводы по главе 2 104 3; Теория и математическая модель модифі іцированного . когерептно-оптического коррелятора' с , совместным преобразованием Фурье ПЧС СКБИ и когерентно-оптические корреляторы для контроля подлинности защитных голограмм . 105 3.Iі.,Математическая-модель и анализ-:преобразования сигналов в оптической схеме получения; матрицы нескольких субголограмм

Фурье с СКБИ

3.1.1 Математическая модель оптического тракта записи матрицы нескольких субголограмм Фурье с СКБИ

3.1.2 Математическая модель оптического тракта записи матрицы нескольких субголограмм Фраунгофера с СЬСБИ

3.2 Математическая модель и анализ преобразования,сигналов в оптическом тракте МЕСОК СПФ в плоскости восстановления СКБИ

3.2.1 Анализ преобразования сигналов в оптическом тракте МКОК СПФ в плоскости? восстановления входного и эталонного СКБИ

3.2.2 Анализ преобразования сигналов в оптическом тракте МКОК СПФ в плоскости восстановления нескольких входных и эталонного СКБИ

3.3 Анализ влияния нелинейности субголограмм на параметры МКОК СПФ

3.3.1. Анализ влияния нелинейности экспозиционной характеристики фазовой регистрирующей среды на коэффициент пропускания субголограммы

3.3.2. Анализ влияния нелинейности субголограммы на параметры корреляционных пиков в выходной плоскости МКОК СПФ

3.4. Анализ искажений сигналов в оптическом тракте МКОК СПФ с субголограммами Фраунгофера входного и эталонного СКБИ

3.4.1. Амплитудные искажения параметров оптических сигналов в выходной плоскости корреляционного анализа

3.4.2. Геометрические искажения параметров оптических сигналов в выходной плоскости корреляционного анализа

3.4.3. Анализ влияния искажений оптических сигналов на отношение сигнал-шум и вероятность идентификации в МКОК СПФ

3.5. Экспериментальные исследования макетов когерентно-оптических корреляторов для контроля подлинности ЗГ

3.5.1. Экспериментальные исследования макета модифицированного когерентно-оптического коррелятора «Голокор-1» для обработки скрытых кодированных изображений, восстановленных с субголограмм Фраунгофера

3.5.2. Экспериментальные исследования макета модифицированного когерентно-оптического коррелятора «Голокор-2» для обработки скрытых кодированных изображений, восстановленных с субголограмм Фурье

3.5.3. Экспериментальные исследования макета модифицированного когерентно-оптического коррелятора «Голокор-3» с цифровой обработкой скрытых кодированных изображений, восстановленных с субголограмм Френеля

3.6. Методика проектирования модифицированных когерентно-оптических корреляторов для обработки скрытых кодированных изображений, восстановленных с субголограмм Фурье и Фраунгофера Выводы по главе

4. Математическая модель когерентно-оптического спектро-анализатора скрытых бинарных изображений, восстановленных с субголограмм, и оптико-электронные спектроанализаторы для контроля подлинности защитных голограмм

4.1. Математическая модель и анализ преобразования сигналов в оптической схеме когерентно-оптического спектроанализатора для обработки СБИ

4.1.1. Математическая модель пространственно-частотного спектра СБИ, восстановленного с субголограммы

4.1.2. Компьютерное моделирование пространственно-частотного спектра СБИ, восстановленного с субголограммы

4.2. Анализ параметров и характеристик пространственночастотного спектра СБИ, восстановленного с субголограммы

4.2.1. Интегральные параметры пространственно-частотного спектра СБИ, восстановленного с субголограммы

4.2.2. Точечные параметры пространственно-частотного спектра СБИ, восстановленного с субголограммы

4.2.3. Комбинированные характеристики пространственно-частотного спектра СБИ, восстановленного с субголограммы

4.3. Математическое описание процесса идентификации защитных голограмм методом сравнения цифровых сигналов ПЧС входного и эталонного СБИ, восстановленных с субголограмм

4.3.1. Идентификации защитных голограмм на основе алгоритма прямого сравнения массивов ИС-параметров ПЧС входного и эталонного СБИ

4.3.2. Корреляционный алгоритм идентификации защитных голограмм по массиву ИС-параметров ПЧС входного и эталонного СБИ

4.3.3. Корреляционный алгоритм идентификации защитных голограмм по массиву КИТ-параметров ПЧС входного и эталонного СБИ

4.3.4. Компьютерное моделирование процесса идентификации ЗГ по массиву КИТ-параметров ПЧС входного и эталонного СБИ

4.4. Методика проектирования и экспериментальные исследования макетов оптико-электронных спектроанализаторов для контроля подлинности защитных голограмм со скрытыми изображениями

4.4.1. Экспериментальные исследования когерентно-оптического спектроанализатора «Голоспектр-1»

4.4.2. Экспериментальные исследования некогерентно-оптического спектроанализатора «Голоспектр-2»

Выводы по главе 4 ' '

5 Теория когерентно-оптических процессоров' для контроля подлинности защитных голограмм на основе оптической"свертки, выполняемой с помощью* операции векторно-матричного умножения' входного, и. эталонного' скрытых кодированных« бинарных, изображений^ "

5.1 Математическая модель когерентно-оптического1 процессора, выполняющего алгоритм ЦУАС с помощью векторно-матричного умножения СКБИ в» • области-пространственных частот

5.2 Анализ преобразования сигналов в- когерентно-оптическом процессоре, выполняющем алгоритм ЦУАС с помощью векторно-матричного умножения СКБИ1 в области пространственных частот 268 5.2.1. Анализ преобразования^ оптических сигналов в оптической системе КОИ получения субголограмм Фурье со СКБИ

5.2.2 Анализ преобразовать оптических сигналов в оптической системе КОП считывания СКБИ'с субголограмм Фурье

5.2.3 Анализ влияния параметров нелинейности субголограмм.

Фурье на соотношение сигнал-фон в выходной»плоскости КОИ

5.3 Анализ влияния« погрешностей оптоэлектронных элементов КОП на вероятность ошибки в оптико-электронном- тракте процессора

5.3.1 Анализ погрешностей- и шумов, вносимых активными оптоэлектронными элементами КОП

5.3.2 Определение вероятности ошибки на единицу младшего разряда при вычислениях в оптико-электронном тракте КОИ"

5.3.3 Определение вероятности ошибки в ЕМР при распределении плотности вероятности случайных величин погрешностей элементов КОП по нормальному закону

5.3.4 Отношение сигнал-шум в выходной плоскости- оптико-электронного тракта процессора КОП

5.4 Математическая модель, перекрестных помех в оптической системе когерентного оптического процессора

5.4.1 Математическая модель функции рассеяния 1-го рода в оптической системе КОП с учетом перекрестных помех

5.5 Анализ влияния параметров дискретной функции рассеяния 1-го рода в оптической системе КОП на вероятность ошибки

5.6 Методика проектирования и расчета конструктивных параметров оптоэлектронных элементов в КОП по критерию минимизации перекрестной помехи

5.6.1 Анализ влияния коэффициента заполнения матричного транспаранта ПМС-ЖК на вероятность ошибки в КОП

5.6.2 Анализ- влияния периода элементов матричного транспаранта ПМС-ЖК на вероятность ошибки в КОП

5.7 Методика проектирования и экспериментальные исследования когерентно-оптического «Голопро-1» для идентификации ЗГ на основе обработки СКБИ, восстановленных с субголограмм Фурье

5.7.1 Методика проектирования и расчета КОП «Голопро-1» для идентификации ЗГ на основе обработки СКБИ, восстановленных с субголограмм Фурье

5.7.2 Экспериментальные исследования макета КОП «Голопро-1» для идентификации ЗГ

Выводы по главе 5 Выводы и заключение Литература

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ЭДР - элементарные дифракционные решетки с микрометрическими размерами и периодами

ДОЭ - дифракционные оптические элементы

ГОЭ — голограммные оптические элементы

ЗГ - защитные голограммы

ОЭП — оптико-электронный прибор

ОЭС — оптико-электронная система

СИ — скрытое изображение

СКИ — скрытое кодированное изображение

СКБИ — скрытое кодированное бинарное изображение

МКОК СПФ - модифицированный когерентно-оптический коррелятор с совместным преобразованием Фурье

ПЧС - пространственно-частотный спектр

КОК - когерентно-оптический коррелятор

КОС - когерентно-оптический спектроанализатор

КОП - когерентно-оптический процессор

КОЭК - когерентный оптико-электронный коррелятор

КОЭС — когерентный оптико-электронный спектроанализатор

КОЭП — когерентный оптико-электронный процессор

АФКМ - амплитудно-фазовая кодирующая маска

ВхТ - входной транспарант

ЭтСКБИ — эталонное скрытое кодированное бинарное изображение ВхСКБИ — входное скрытое кодированное бинарное изображение ПМС - пространственный модулятор света

ПМС-ЖК — жидкокристаллический пространственный модулятор света ФПУ-МПИ - фотоприемное устройство на основе матричного приемника изображений

ФПУ-ЛПИ - фотоприемное устройство на основе линейного приемника изображений

МПИ - матричный приемник излучения

ЛФП - линейка фотоприемников

ФРС - фоточувствительная регистрирующая среда

ФС-ПМС - пространственный модулятор света с фоточувствительный слой ОУ ПМС - оптически управляемый пространственный модулятор света ФПО - фурье-преобразующий объектив

ИС-параметры - интегральные секторные параметры ПЧС изображения

КТП- параметры - параметры координатных точечных пиков ПЧС изображения

КИТ-параметры - комбинированные интегрально-точечные параметры ПЧС изображения

ЦУАС - алгоритм цифрового умножения с помощью аналоговой свертки

ЦВМУ - цифровой векторно-матричный умножитель

АЦП — аналогово-цифровой преобразователь

ЕМР - единица младшего разряда

ДЕМР - двоичная единица младшего разряда

СКЗ — среднеквадратическое значение

ОСШ - отношение сигнал/шум

ЭБ - элементная база

ВИ - временное интегрирование

ЗУ - запоминающее устройство

КПФ - когерентная передаточная функция

БПФ - быстрое преобразование Фурье

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов и оптико-электронных приборов автоматического контроля подлинности защитных голограмм со скрытыми изображениями»

Защита материальных объектов от массовой подделки является одной из серьезных проблем, стоящих перед мировой экономикой и государственными организациями разных стран. По данным Международной ассоциации производителей защитных голограмм (The International Holography of manufacturers association - IHMA) сумма потерь от подделок документов и фальсификации товаров наиболее известных торговых марок - брэндов только в 2008г. составила более 100 миллиардов долларов США.

В наибольшей степени от подделки страдают бумажные и пластиковые документы, к которым в первую очередь относятся [1-7, 10-25]:

• паспорта и удостоверения личности [1-3,16-25];

• пластиковые банковские карты, векселя, налоговые акцизные марки [10,14];

• таможенные документы и бланки, нотариальные документы - договора купли-продажи, свидетельства о регистрации прав собственности и др. [15-20];

• документы об образовании и квалификации, особенно в медицинской области [21-25];.

В настоящее время для защиты документов от подделки во всем мире успешно йспользуются защитные голограммы [1,8-14,26-34].

Под защитной голограммой (ЗГ) [8,10,14,26-34] понимается выполненная на тонкопленочном полимерном носителе специализированная голограмма, восстанавливающая в белом свете видимые изображения (с многочисленными особыми эффектами объемности, движения, изменения цвета и др.) и содержащая скрытые изображения (микротексты, микролинзы и др.), позволяющие значительно повысить степень защищенности как хранящейся в ней информации, так и самой голограммы.

ЗГ обеспечивают следующие основные защитные свойства: • невозможность прямого копирования ЗГ современными сканерами и копирами в силу сверхвысокой разрешающей способности дифракци-онно-голографической структуры (с периодом менее 1 мкм);

• невозможность повторения (подделки) мастер-оригиналов ЗГ на обычном лазерно-оптическом оборудовании из-за сложнейшей технологии их получения на очень дорогостоящем оборудовании;

• полная (или частичная) разрушаемость ЗГ при попытке их отделения от документов."

На рис.В.1 [28-30] приведены основные данные по количеству ЗГ для документов и товаров, выпускаемых в различных странах, а на рис.В.2 данные по их применению, которые показывают, что:

• в 2009г. в мире было произведено ЗГ на общую сумму более 1,1 миллиардов долларов США, причем наибольшее количество голограмм было произведено в Северной Америке (США-Канада)-36%, в Западной Европе-31% и Китае-18%;

• около 60% всех голографических компаний расположено в Азии, причем основная масса производств находятся в Китае и Индии;

• количество производственных голографических копаний в мире распределяется следующим образом: в Северной Америке -8 компаний, в-Западной Европе - 15 компаний, в Азии - 80 компаний, причем из них около 70 компаний в Китае, в Восточной Европе -12 компаний, в России 8 компаний (обладающих соответствующим производством).

Следует отметить, что по последним данным 1НМА [28,29] количество производимых в мире защитных голограмм в 2008-2010гг. резко увеличилось и к 2011г. объем продаж ЗГ только для защиты документов достигнет уровня в 1,5 миллиардов долларов США в год. Причем объем продаж производственного оборудования для всей инфраструктуры, обеспечивающей серийный выпуск ЗГ (оборудование для выпуска голографической фольги, оборудование для тиражирования и многое др.) достигнет суммы около 20 миллиардов долларов США в год, что связано со значительным ростом голографической продукции для упаковки и полиграфии [28-34].

Общая оценка продаж за 2009 г. - $1,1 млрд

1600

1400

1200 л

000 го в00 с §

0 МО 1

400

200

Рис.В.2. Диаграмма объемов годовых продаж ЗГ

Защита продукции аЗзщитадскуу*нтоа оЗзщита банхоэшх *.зрт □Защита удостоверений лтмсти р и п -п "Л И Г-1

1993 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2003 2009 2010 2011

В России также для защиты от подделки документов активно используются защитные голограммы [1-3, 8-15, 18-25].

В России на государственном уровне признается« проблема подделки документов и принимаются соответствующие' меры для решения этой проблемы [26, 27, 35-38]. Так проблема защита от подделок пластиковых карт и ценных бумаг возложена на Министерство Финансов Российской Федерации, которым приняты соответствующие инструкции [36-38] по использованию в обязательном порядке ЗГ на банковских пластиковых карточках, векселях и акциях. Приказом ГТК России №883 от 22.08.2002г было введено обязательное маркирование с помощью ЗГ наиболее важных таможенных документов [37]; постановлением Правительства РФ №817 от 11.11.2002г. определены технические параметры ЗГ для обязательной маркировки ими акцизных и федеральных налоговых марок на алкогольную продукцию, причем объем-выпуска в России только акцизных марок с ЗГ для ал когольной продукции составляет несколько миллиардов штук ежегодно.

Важность проблемы также получила отражение в законодательных актах Российской Федерации [35, 39].

Важнейшим этапом явилось введение в действие 25.07.1997г. Гостехкомиссией России (с 2007 года — Федеральная служба по экспортному и техническому контролю России) Руководящего документа «Защита информации. Специальные защитные знаки. Классификация и общие требования» [35]. В этом РД были определены требования к специальным защитным знакам (СЗЗ), обязательным для заказчиков СЗЗ и испытательных лабораторий и дана классификация СЗЗ по степени их защищенности в системе сертификации средств защиты информации по требованиям безопасности информации (РООС 1Ш 0001.01БИ00). Из РД следует, что частным случаем СЗЗ являются защитные голограммы.

В соответствии с указанными государственными актами, защитные голограммы, используемые для маркировки государственных документов и подакцизных товаров, подлежат обязательной сертификации, идентификации и контролю подлинности: Предварительный анализ возможных: сфер применения? сертифицированных и зарегистрированных в установленном порядке -ЗР, предназначенных, для защиты от подделки и контроля несанкционированного« доступа.показывает,, что в России объектами защиты; в первуюючередь являются*(}1^8|Л0-16]:; .

1) зарубежные т общегражданские: паспорта граждан [16, 24, 25], удостоверениям личности и. пластиковые пропуска нового поколения с электронными, чипами; пропуска- сотрудников ; специальных государственных организаций;

2) банковские пластиковые карточки и ценные бумаги [10, 20, 21];

3) акцизные и федеральные марки на алкогольную продукцию [16,25, 26];

4) таможенные и; нотариальные документы, свидетельства о правах собственности, свидетельства! о постановке на налоговый учет, лицензии; патенты и др. [37];

5) упаковки фармацевтических и лекарственных: препаратов [10, 11,13, 15];

6) специальные изделия; технические средства и приборы, контейнеры, вагоны, емкости; подлежащие обязательному опечатыванию и контролю:

Помимо указанных объектов, существуют объекты, которые должны быть защищены от несанкционированного доступа путем опечатывания [16, 26; 35]; например; . компьютеры; помещения; сейфы; запасные выходы, аварийные устройства, контейнеры и др.

Помимо государственных документов5 страдают от подделки? и другие коммерческие товары и продукция [5, 6,10-12], которые также требуют маркировки с помощью ЗГ: 1) аудио-видеопродукция и программное, обеспечение; 2) дорогостоящие эксклюзивные товары известных марок — брэндов (например, парфюмерия, одежда и др.); 3) произведения искусства.

ЗГ содержат внутри следующие, изображения [8, 12, 16, 26]: 1) видимые изображения, т.е. визуально наблюдаемые глазами изображения,, в виде плоских, многоплановых по глубине,.трехмерных изображений; имеющих плавно изменяемую цветовую гамму,, цветные элементы; эффекты динамики отдельных частей изображений (кинеграммы), эффекты раздельного наблюдения при различных углах наблюдения (свитч-эффект) и многое др.; 2) скрытые изображения, т.е. невидимые глазами изображения, в виде микро- и нанотекстов, микрооптических деталей, микролинз Френеля, плоских и трехмерных скрытых изображений, восстанавливаемых в лазерном свете вне плоскости ЗГ , скрытых кодированных изображений, воспроизводимых как в плоскости, так и вне плоскости ЗГ.

Такая совокупность видимых и скрытых изображений позволяет значительно увеличить защитные свойства и усложнить технологию изготовления ЗГ, а также повысить степень защищенности самих ЗГ.

Далее в данной диссертационной работе рассматриваются защитные голограммы, используемые для маркировки только бумажных и пластиковых документов. При этом предполагается далее, что защитная голограмма наносится на документ таким образом, что её последующее отделение от документа невозможно без её разрушения. В настоящее время разработаны соответствующие технологии изготовления защитных голограмм в виде двух основных продуктов [ 1, 10-13,26-31 ]:

1) в виде самоклеящейся этикетки; 2) в виде фольги горячего тиснения.

Защитная голограмма в виде самоклеящейся этикетки имеет клеящий слой с такими адгезивными свойствами, которые обеспечивают невозможность отделения (отклеивания) защитной голограммы от документа. Защитная голограмма в виде фольги горячего тиснения наносится на документ методом горячего прессования, при котором клеящий слой разогревается до температуры 100-140 С0 и под давлением пуансона пресса вдавливается в структуру и поры бумаги (или пластиковой карточки), обеспечивая соединение в единую целостную структуру сэндвича типа «бумага-защитная голограмма». При попытке отделения ЗГ от бумаги (пластиковой карточки) происходит полное или частичное разрушение защитной голограммы.

Таким образом, с одной стороны подтверждение подлинности документа может быть обеспечено путем идентификации и контроля подлинности самой защитной голограммы.

Массовый выпуск ЗГ и их особое значение для защиты от подделки документов, приводят к тому, что среди ЗГ также появляются подделки и фальсификации. Таким образом, с другой стороны встает вопрос о подтверждении подлинности самой защитной голограммы.

В этих условиях проблема оперативной (в реальном времени) и автоматической (без участия человека-оператора) идентификации и контроля подлинности ЗГ с помощью оптико-электронных приборов (ОЭП) и устройств является актуальной.

На практике в автоматическом режиме при контроле подлинности ЗГ требуется решение следующих задач (приводятся по мере их усложнения): 1-ая задача - массовый потоковый контроль подлинности входных ЗГ (например, ЗГ на акцизных марках) на соответствие только одной эталонной ЗГ; в этом случае в ОЭП заранее вводятся характерные признаки эталонной ЗГ, а система идентификации функционирует по принципу - «ДА» (есть идентификация) или «НЕТ» (нет идентификации), т.е. ОЭП «настроен» только на контроль подлинности ЗГ одного типа, его переналадки не требуется и идентификация выполняется в реальном времени (менее 0,1 с/на ЗГ без учета времени позиционирования);

2 задача - контроль подлинности входных ЗГ путем их сравнения с разными эталонными ЗГ (например, ЗГ на пластиковых картах, банковских бланках строгой отчетности), восстанавливающих с субголограмм эталонные СКБИ, заранее внесенные в базу данных; ОЭП «настроен» на поиск и идентификацию различных типов эталонных ЗГ, работает в автоматическом режиме, его переналадки не требуется и идентификация типа «да-нет» выполняется за время близкое к реальному масштабу времени (в пределах от 1 до 10 с/на ЗГ); 3-я задача — выборочный по мере предъявления контроль подлинности входных ЗГ (например, ЗГ на паспортах, удостоверениях, бланках), при котором необходимо выполнять внесение характерных признаков новой ЗГ в базу данных эталонных ЗГ, изменение алгоритма идентификации и саму идентификацию входных ЗГ; при этом ОЭП выполняет следующие функции: а) внесение новых эталонных ЗГ в базу данных с присвоением им соответствующих номеров; б) изменение алгоритма идентификации (функция обучения); в) поиск эталонной ЗГ по базе данных по соответствующим характерным признакам; г) идентификацию входной ЗГ относительно выбранной из базы данных эталонной ЗГ по принципу «ДА» — есть идентификация или «НЕТ» - нет идентификации; д) формирование выходной информации о ЗГ (например, на какой документ была нанесена ЗГ и др.); ОЭП работает в автоматизированном режиме, может переналаживаться и идентификация типа «да-нет» выполняется оперативно за время в пределах от 1 до 30 с/на ЗГ.

Данные задачи требуют разработки новых методов контроля подлинности ЗГ и создания для них специализированных ОЭП различных типов.

Идентификация и контроль подлинности защитных голограмм.

Процесс идентификации защитной голограммы тесно связан с теорией и процессом распознавания сигналов, образов и изображений [42-47]. Как известно, в общем случае распознавание образов (изображений) включает в себя следующие основные процедуры:

- формирование совокупности классов образов (изображений);

- составление и описание характерных признаков распознаваемых образов (изображений);

- выбор и построение решающего правила (алгоритма распознавания), по которому данный образ (изображение) относится к соответствующему классу.

Достаточно часто встречается задача распознавания, когда требуется идентифицировать принадлежность объекта к двум классам, например, данный автомобиль относится к классу легковых автомобилей или к классу грузовых автомобилей.

При решении задачи идентификации защитных голограмм, о которой речь идет в данной диссертации, возникает задача отнесения защитных голограмм только к двум классам - к классу подлинных голограмм или к классу неподлинных голограмм [8, 10-14, 26,27, 40, 41].

Исторически [1, 8, 10-14, 16, 26, 27] сложилось так, что в технологиях защиты документов от подделки (денежные знаки, банковские векселя, карточки и многое другое) говорят об идентификации как о контроле подлинности, т.е. отнесении документов к классу подлинных или к классу неподлинных документов.

В теории идентификации и контроля подлинности документов [1, 17, 2024, 42], для упрощения всей процедуры, идентификация предполагает внесение в документ специальной информации, называемой идентификатором. Тогда процесс идентификации документов предполагает выполнение следующих шагов: 1) разработка системы идентификации документов; 2) присвоение каждому документу определенного идентификатора, содержащего требуемую информацию (например, цифровой код); 3) нанесение на документ специализированной метки-идентификатора; 4) считывание информации (цифрового кода) с метки-идентификатора оптико-электронным устройством и перевод информации в электронный цифровой вид; 5) сравнение идентификатора с перечнем идентификаторов, присвоенных документам в базе цифровых данных, и вынесение решения об идентификации.

В нашем случае таким идентификатором является защитная голограмма наносимая на документ, в которой записываются её характерные признаки и специальная кодовая информация.

Под подлинностью или аутентичностью (англ. - authenticity) понимается свойство, гарантирующее, что объект (в нашем случае - защитная голограмма) идентичен заявленному, а под процессом контроля подлинности или аутентификации (англ.-authentification) — проверка принадлежности предъявленного идентификатора объекта (защитной голограммы) к эталонному идентификатору (эталонной голограмме) [42, 43, 47, 48].

Таким образом, под контролем подлинности защитных голограмм понимается процесс идентификации защитных голограмм путем отнесения их к классу подлинных защитных голограмм по идентификатору, содержащему максимально возможные характерные признаки ЗГ.

Входная защитная голограмма признается идентичной эталонной защитной голограмме, если в идентификаторе совпадает вся совокупность выбранных характерных признаков, предусмотренных для данной голограммы [14,16, 27, 64].

Под характерными признаками защитной голограммы [14, 16, 27] понимаются:

1-я группа признаков, определяемая оптико-физическим методом (аналоговым или цифровым) получения мастер-голограммы ЗГ при записи интерференционной структуры на регистрирующую среду;

2-я группа признаков, характеризующая качество голографического изображения (элемент разрешения, объемность, динамика, цвет и др.);

3-я группа признаков, определяемая типом пленочного материала, используемого для тиражирования ЗГ;

4-я группа признаков, определяемая методом нанесения ЗГ на подложку-документ и степенью разрушаемости ЗГ.

На практике под контролем подлинности защитной голограммы понимается процесс определения её соответствия эталонной защитной голограмме по некоторой ограниченной совокупности характерных признаков или по специальной кодовой информации [8, 14, 16, 27].

Наиболее перспективным для автоматического контроля подлинности ЗГ является использование совокупности из 1-ой и 2-ой групп характерных признаков, которые позволяют с помощью дистанционных и неразрушающих оптико-электронных приборов (ОЭП) наиболее полно проанализировать параметры и характеристики ЗГ без её отделения от подложки документа и без использования сложного спектрального химического анализа состава пленочных материалов и слоев, входящих в состав носителя.

Все характерные признаки могут идентифицироваться и контролироваться тремя способами:

1) с помощью визуальных наблюдений глазами человека-контролера;

2) с помощью автоматизированных оптико-электронных приборов и устройств, в которых решение о контроле подлинности ЗГ принимается с участием человека-контролера;

3) с помощью автоматических оптико-электронных приборов и устройств, в которых решение о контроле подлинности ЗГ принимается автоматически без участия человека-контролера.

В зависимости от того, кто и какими оптико-электронными средствами осуществляет контроль подлинности ЗГ, выделяют три уровня идентификации [1, 8, 14, 16, 27]:

1-ый уровень неквалифицированного пользователя;

2-ой уровень контрольного органа (контроллера);

3-ий уровень экспертного анализа (эксперт).

На 1-ом уровне анализ характерных признаков ЗГ производится визуально, непосредственно в наблюдаемом изображении. Идентификация осуществляется человеком-оператором невооруженным глазом, без применения дополнительных технических средств. На принятие окончательного решения в этом случае сильно влияют условия наблюдения и субъективные способности наблюдателя к восприятию и интерпретации полученной информации.

На 2-ом уровне контрольного органа анализ характерных признаков ЗГ производится комбинированно - визуально глазами и с использованием простых оптических инструментальных средств, например, лупы, источников света, визуального микроскопа, оптико-электронных приборов, управляемых человеком-контролером.

На 3-м экспертном уровне анализируются все характерные признаки ЗГ, которые могут быть идентифицированы с помощью специализированных оптико-электронных приборов и стендов с участием человека-эксперта.

Очевидно, что процессы идентификации, относящиеся к 1-му уровню (неквалифицированного пользователя) и 3-му (экспертному) уровню, не могут и не должны быть автоматизированы. На1 1-ом уровне это определяется принципиальным отсутствием! технических средств, а на 3-ем уровне -необходимостью досконального анализа всех характерных признаков и отсутствием жестких временных ограничений.

В то же время на 2-ом уровне (контрольного органа) требуется, чтобы , анализ характерных признаков был проведен оперативно в реальном времени и автоматически, т. е. с минимальным участием человека-оператора.

В соответствии с вышеуказанным можно выделить три метода контроля подлинности ЗГ, каждый из которых позволяет осуществлять идентификацию соответствующих характерных признаков:

1) метод визуальной идентификации (ВИд), в котором основным характерным признаком является общий внешний вид голографического изображения и его отдельные элементы, наблюдаемые глазом человека-оператора при обычном освещении; очевидно, что контроль подлинности осуществляется по некоторым характерным признакам и вероятность правильной идентификации ЗГ снижается;

2) метод инструментальной идентификации (ИИд), выполняемой с помощью простых оптических и автоматизированных оптико-электронных приборов с участием человека-оператора; в этом случае количество используемых характерных признаков увеличивается и вероятность правильной идентификации ЗГ увеличивается;

3) метод специализированной инструментальной идентификации (СИИд), выполняемый с помощью автоматических специализированных оптико-электронных приборов без участия человека-оператора; в этом случае используются многие характерные признаки 1-ой и 2-ой групп, а вероятность правильной идентификации ЗГ становится максимально возможной.

Разрабатываемые и выпускаемые серийно защитные голограммы, как правило, имеют характерные признаки, идентифицируемые всеми тремя методами - ВИ, ИИ и СИИ. При визуальных наблюдениях глазами человека (контролера, эксперта) осуществляется контроль подлинности ЗГ по видимым голографическим изображениям. На принятие окончательного решения в этом случае сильно влияют условия наблюдения ЗГ и субъективные способности человека к восприятию и интерпретации полученной информации. При этом длительность идентификации может составлять от единиц до нескольких десятков минут, что не удовлетворяет практическим требованиям серийного контроля подлинности ЗГ в реальном времени.

В связи с этим наиболее перспективным для контроля подлинности ЗГ является использование автоматических оптико-электронных приборов (ОЭП), которые дают возможность наиболее полно проанализировать характерные признаки оптико-голографического изображения ЗГ. Автоматизация процесса контроля подлинности ЗГ позволяет не только избавиться^ от влияния указанных субъективных человеческих факторов, но и обеспечить контроль подлинности ЗГ в реальном масштабе времени и с высокой вероятностью принятия правильного решения.

Голографические изображения вЗГ содержат:

1) видимые изображения, наблюдаемые глазом человека-оператора, содержащие многоплановые по глубине изображения, трехмерные изображения, эффекты динамики отдельных частей изображений (кинеграммы), многоцветные изображения и др.;

2) скрытые изображения, невидимые глазом человека-оператора, содержащие микро- и нанотексты, микрооптические детали (например, линзы Френеля), плоские или трехмерные скрытые изображения, скрытые кодированные изображения, восстанавливаемые в лазерном свете как в плоскости, так и вне плоскости ЗГ.

Для автоматического приборного контроля подлинности ЗГ наиболее перспективным1 является использование скрытых изображений (СИ), а также их модификаций - скрытых кодированных изображений (СКИ) и скрытых кодированных бинарных изображений (СКБИ), которые записываются в виде дополнительных субголограмм к основным визуальным^ изображением, на стадии изготовления ЗГ, имеют стабильные во времени параметры и могут считываться с помощью оптико-электронных средств. Использование СКБИ* полученных в виде субголограмм внутри* структуры ЗГ, является наиболее перспективным^ для решения поставленной задачи контроля' подлинности 3F, и позволяет:

- обеспечить наибольшую вероятность правильной идентификации 3F;

- выполнить идентификацию в реальном масштабе времени персоналом невысокой квалификации без сложной и дорогостоящей экспертизы;

- избавиться от влияния субъективных факторов человека;

- повысить степень защищенности ЗГ от подделки;

- применять автоматические оптико-электронные приборы и устройства для контроля подлинности ЗГ, встраиваемые в аппаратно-программные комплексы для, контроля подлинности, документов различными оптико-физическими-методами по совокупности разнородных признаков.

В течение последних десяти лет в, России' проводились научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области» разработки оптических и оптико-электронных приборов как для визуального, так и для автоматического контроля- подлинности ЗГ, в частности, в таких организациях как: НИИ Радиоэлектроники и лазерной^ техники1 (НИИРЛ) МГТУ имени Н.Э.Баумана (г.Москва), ФГУП «Всероссийский НИИ Оптико-физических измерений» (ВНИИОФИ, г.Москва), Институт Автоматики и Электрометрии СО РАН (г.Новосибирск), ФГУП «Научно-производственная корпорация «ГОИ им. С.И. Вавилова»», ФГУП «Научно-технический центр «Атлас»» (г.Москва), Национальный ядерный- университет «МИФИ» (г.Москва), Центр компьютерной голографии МГУ им. М.В. Ломоносова (г.Москва), ОАО «Вилдис» (г.Москва), ЗАО «DORS» (г.Москва), ОАО «Первый печатный двор» (г.Москва)^ НИИ ФГУП «F03HAK», а также в-организациях стран СНГ- ЗАО «Голографическая индустрия» (г.Минск, Республика Беларусь), ГУП «БЕЛОМО» (г.Минск, Республика Беларусь), СП «Голография» (г.Киев,

Украина), Физико-Механический институт им. Г.В. Карпенка HAH Украины (г.Львов). Немногочисленные отечественные и зарубежные установки представляют собой либо простые оптические визуальные приборы (например, на основе лупы), либо сложные, крупногабаритные и дорогостоящие лабораторные установки, которые применяются для контроля подлинности ЗГ только на экспертном уровне с участием высококвалифицированных экспертов.

Серьезным препятствием на пути создания и широкого внедрения такой оптико-электронной аппаратуры является тот факт, что в России отсутствует серийный выпуск подобных приборов, недостаточно полно проведены теоретические исследования и не разработаны научно-обоснованные методики расчета и проектирования ОЭП для автоматического контроля подлинности ЗГ.

В связи с этим актуальным является разработка новых методов контроля подлинности ЗГ со скрытыми изображениями и автоматических ОЭП, обеспечивающих идентификацию ЗГ в реальном масштабе времени, высокую вероятность идентификации ЗГ и имеющих малые массо-габаритные параметры.

Целью диссертационной работы являлась разработка теории и методов контроля подлинности ЗГ с помощью когерентно-оптических процессоров, разработка на их основе методик проектирования ОЭП для автоматического контроля подлинности ЗГ.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) выполнен анализ основных типов ГОЭ, ДОЭ и СИ, формируемых в субголограммах (или в ЗГ) и обоснование выбора типов СКБИ, используемых в ОЭП для автоматического контроля подлинности ЗГ;

2) разработаны новые методы контроля подлинности ЗГ на основе алгоритма сравнения входного и эталонного СКБИ, восстановленных со входной и эталонной субголограмм;

3) разработаны математические модели оптических трактов и анализ преобразования сигналов в когерентно-оптических системах различных типов для ОЭП контроля подлинности ЗГ;

4) разработаны методики проектирования ОЭП для автоматического контроля подлинности ЗГ с субголограммами, восстанавливающими СКБИ;

5) созданы и экспериментально исследованы параметры и характеристики макетных образцов ОЭП для контроля подлинности ЗГ.

Методы исследований. При решении теоретических и прикладных задач были использованы:

-пространственно-координатный и пространственно-частотный методы преобразования сигналов в когерентно-оптических процессорах идентификации ЗГ;

-методы теории вероятности, теории обнаружения и распознавания образов и изображений;

-методы математического и компьютерного моделирования.

Научная новизна работы заключается в том, что в процессе проведения исследований были получены новые научные результаты теоретического и прикладного характера:

1) разработана теория когерентно-оптических процессоров для контроля подлинности ЗГ, восстанавливающих СКБИ с субголограмм Фурье и Фраунгофера, включающая математические модели и преобразование сигналов в когерентно-оптических системах разного типа;

2) обоснованы и разработаны новые методы контроля подлинности ЗГ:

- метод контроля подлинности ЗГ на основе корреляционного анализа в модифицированном когерентно-оптическом корреляторе с совместным преобразованием Фурье (МКОК СПФ) функций пространственно-частотных спектров (ПЧС) нескольких входных и эталонных СКБИ, восстановленных с субголограмм; метод контроля подлинности ЗГ на основе пространственно-частотного анализа функции входного СКБИ, восстановленного со входной субголограммы, в оптическом тракте когерентно-оптического спектроанализатора (КОС) и сравнения по корреляционному алгоритму , цифровых массивов комбинированных; интегрально-точечных характеристик функций Г1ЧС входного и эталонного СКБИ в электронном тракте ОЭП; - метод контроля подлинности; ЗГ на основе оптической! свертки? функций входного и эталонного СКБИ, восстановленных с субголограмм, выполняемой в когерентно-оптическом процессоре (КОП) с помощью операции их цифрового векторно-матричного умножения (ЦВМУ);

3) разработаны методики проектирования ОЭП контроля подлинности ЗГ, построенные на основе когерентно-оптических систем различного типа;

4) созданы и экспериментально исследованы параметры и характеристики макетных образцов ОЭП для контроля подлинности ЗГ.

На защиту выносятся следующие научные положения и результаты; полученные в диссертационной работе:

1) теория когерентно-оптических процессоров для контроля подлинности ЗГ, включающая преобразование сигналов; и совокупность математических; моделей^ оптических трактов и элементов когерентно-оптических систем: различного типа;

2) математическая модель и анализ преобразования сигналов в оптическом тракте

МКОК СПФ, содержащем транспаранты с функциями; ПЧС нескольких входных и эталонных СКБИ* позволившие получить аналитические выражения; устанавливающие зависимость между параметрами нелинейности рельефно-фазовых субголограмм, амплитудных и геометрических искажений оптических сигналов, погрешности позиционирования субголограмм и величиной интенсивности корреляционных максимумов, отношением сигнал/шум и вероятностью идентификации в выходной плоскости оптической системы МКОК;

3) математические модели скрытого изображения (СИ) и его ПЧС и анализ преобразования сигналов в . оптическом тракте КОС, позволившие получить математические выражения, описывающие интегрально-секторные параметры и комбинированные интегрально-точечные параметры (ИС-параметры, КИТ-параметры) ПЧС СИ в виде цифровых массивов данных, а также математическая модель процесса идентификации ЗГ на основе корреляционного алгоритма сравнения цифровых сигналов, описываемых цифровыми массивами КИТ-параметров ПЧС входного и эталонного СБИ, позволившая установить зависимость между этими параметрами и вероятностью идентификации ЗГ в выходной плоскости оптической системы КОС;

4) математическая модель и анализ преобразования сигналов в оптическом тракте

КОП, выполняющем оптическую свертку функций входного и эталонного СКБИ с помощью операции их цифрового векторно-матричного умножения, позволившие получить аналитические выражения, устанавливающие зависимость между парамет-рами оптоэлектронных элементов, размерами субголограмм, параметрами нелиней-ности рельефно-фазовых субголограмм, погрешностью их позиционирования, параметрами дискретной функции рассеяния 1-го рода когерентной оптической системы, учитывающей перекрестные помехи, и вероятностью ошибки на единицу младщего разряда в выходной плоскости оптической системы КОП;

5) методики проектирования ОЭП различного типа для контроля подлинности ЗГ со скрытыми изображениями;

6) результаты экспериментальной апробации методов контроля подлинности ЗГ с помощью макетов МКОК СПФ, КОС и КОП различных типов.

Практическая ценность работы заключается в разработке оригинальных оптических схем и методик проектирования ОЭП различного типа для автоматического контроля подлинности ЗГ, в том числе: - МКОК СПФ «Голокор-1», «Голокор-2», «Голокор-3», предназначенные для потокового контроля подлинности ЗГ на ценных бумагах, паспортах, пластиковых пропускных документах при решении задач 1-го типа в реальном масштабе времени;

- КОС «Голоспектр-1», НКОС «Голоспектр-2», предназначенные для контроля подлинности ЗГ на бумажных и пластиковых документах при решении задачи 1-го и 2-го типов в реальном или в квазиреальном масштабе времени;

- КОП «Голопро-1», предназначенный для выборочного контроля подлинности ЗГ, нанесенных на бумажных и пластиковых документах при решении задачи 3-го типа вне реального масштаба времени или за время приближенное к реальному масштабу времени.

Кроме того ОЭП данного класса могут быть использованы:

- для контроля качества самих ЗГ в производственно-технологическом цикле при их серийном выпуске на предприятиях в реальном времени;

- для контроля подлинности ЗГ, нанесенных на документах с высокой степенью защиты типа паспортов, пластиковых карт и пропусков нового поколения с микрочипами вне реального времени;

- для экспертного анализа ЗГ при криминалистических исследованиях в контрольных и судебных организациях вне реального времени. Реализация и внедрение результатов исследований

Результаты работы были внедрены:

1) в ФГУ в/ч 34435 - в виде методики экспериментальных исследований диагностических признаков ЗГ на макете оптико-электронного аппаратно-програм-много комплекса, предназначенного для криминалистических исследований ЗГ;

2) в Государственном Российском Федеральном центре судебных экспертиз (ГРФЦСЭ) Минюста России - в виде методики исследования характерных признаков ГОЭ-ДОЭ и скрытых изображений ЗГ при проведении судебно-криминалистической экспертизы подлинности документов;

3) в Научно-исследовательском и испытательном центре биометрической техники (НИИЦ БТ) МГТУ им.Н.Э.Баумана - в виде метода лазерной индивидуализации и идентификации ЗГ со СКБИ;

4) в ООО «Голография-Сервис» (г.Москва) - в виде макетных образцов МКОК «Голокор-2» и «Голокор-3», КОС «Голосиектр-1» при оперативном контроле подлинности серийно изготовленных ЗГ со СКИ;

5) в ЗАО «Хологрэйт» (г.Санкт-Петербург), ООО «Крипто-принт» (г.Москва) в виде методик анализа ЗГ и макетных образцов ОЭП для контроля подлинности ЗГ.

Реализация результатов работы подтверждается соответствующими актами о внедрении и использовании.

Результаты работы использованы при выполнении 5-ти НИР и 2-х ОКР, выполненных в НИИ PJI МГТУ им.Н.Э. Баумана в 1996-2010 гг. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Лазерные и оптико-электронные системы» (PJI-2) МГТУ им.Н.Э.Баумана. Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всероссийских и Международных конференциях и форумах, в том числе: на I-VII Международных научно-технических конференциях «ГОЛОЭКСПО» в 2004-2010 гг. (г.Москва, г.Санкт-Петербург, Россия; г.Киев, Украина); на Международных научно-технических конференциях «Прикладная оптика» в 2004, 2006, 2008 гг. (г.Санкт-Петербург, Россия); на Международных научно-технических конференциях «Оптоинформатика» в 2006, 2008 гг. (г.Санкт-Петербург, Россия); на Международном форуме «OPTICS-EXPO-2007» в 2007г. (г.Москва, Россия); на Международной конференции «Оптическая обработка информации и голография» в 2005г. (г.Варна, Болгария); на Всероссийском семинаре «Ю.Н.Денисюк-основоположник отечественной голографии» в 2007г., г.Санкт-Петербург, и др.

Материалы диссертационной работы были представлены на следующих международных конференциях - "Diffractive and holographic technologies, systems, and spatial light modulators VI", Photonics West 99 - Electronic Imaging,, 23-29 января 1999 г., San Jose, USA; "Practical holography XIII", Photonics West 99 - Electronic Imaging, , 23-29 января 1999 г., San Jose, USA; "Practical

31: holography XIV and holographic materials VI", . Photonics West 2000 - Electronic Imaging; 22-28 января 2000 г., San Jose, USA; "Practical Holography XV and Holographic Materials VII", Photonics West 2001 - Electronic Imaging, 20-26 января. 2001: г., San Jose, USA; "Optical Security and Counterfeit Deterrence Techniques IV", Photonics West 2002 - Electronic Imaging, 23-25 января 2002 г:, San Jose; USA; "Holopak-Holoprint-2004" 11 november 2004, Praga, Czechia; "Optoelectronics and holography" 20-22 april 2009, Praga, Czechia; на 8-ой; Пан-Европейской конференции по высокозащищенной печати, 8-10 марта 2011г., г.Вена, Австрия.

Публикации

Основные, научные результаты диссертации опубликованы в; 1 монографии; в 34 научных статьях, опубликованных в отечественных центральных научно-технических журналах, входящих в перечень утвержденный ВАКом России; в 27 статьях, опубликованных в тематических сборниках трудов конференций, в; 21 статьях на английском языке, опубликованных в международных тематических журналах SPIE и журнале Optical Memory & Neural Networks (входящем в список ВАК). На разработанные способы и устройства для записи 3F и контроля их подлинности получены 6 авторских свидетельств и 11 патентов РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,, шести глав, заключения, списка цитируемой литературы, включающего 216 ссылок и наименовании. Общий объем работы изложен на 381 страницах машинописного текста, включая 127 рисунков и 13 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы», Одиноков, Сергей Борисович

Результаты работы использованы при выполнении 5-ти НИР и 2-х ОКР, выполненных в НИИ РЛ МГТУ им.Н.Э. Баумана в 1996-2010 гг.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Лазерные и оптико-электронные системы» (РЛ-2) МГТУ им.Н.Э.Баумана.

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая проблема разработки методов контроля подлинности защитных голограмм и проектирования оптико-электронных приборов-данного типа, имеющая важное значение для развития оптико-электронного приборостроения в области оптических технологий защиты- документов от подделки и обеспечения» безопасности документооборота в стране. Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Показано, что для автоматической идентификации и контроля,подлинности ЗГ с помощью ОЭП наиболее перспективным является использование СКБИ, восстанавливаемых с субголограмм, которые:

1) обеспечивают нечувствительность к традиционным когерентно-оптическим шумам и искажениям, обусловленным их сдвигами и изменением масштаба;

2) позволяют использовать известные алгоритмы криптографии, обеспечивая высокоэффективную защиту от несанкционированного доступа, причем^ входное СКБИ, являющееся входным закрытым ключом записанным на входной субголограмме, сравнивается с эталонным СКБИ, являющимся закрытым ключом-паролем к базе данных и записанным на эталонной субголограмме;

3) позволяют повысить быстродействие обработки информации в несколько раз в силу отсутствие трудоемких алгоритмов распознавания изображений.

2. Предложены новые методы контроля подлинности ЗГ на основе использования когерентно-оптических систем, выполняющих операции преобразования Фурье, пространственной фильтрации, пространственно-частотного анализа и свертки, а именно:

1) метод контроля подлинности ЗГ на основе корреляционного анализа в модифицированном когерентно-оптическом корреляторе с совместным преобразовании Фурье (МКОК СПФ) функций пространственно-частотных спектров (ПЧС) нескольких входных и эталонных СКБИ, восстановленных одновременно со входных и эталонных субголограмм Фурье или Фраунгофера;

2) метод контроля подлинности ЗГ на основе пространственно-частотного анализа функции входного СКБИ, восстановленного со входной субголограммы Фурье, в оптическом тракте когерентно-оптического спектроанализа-тора (КОС) и сравнения по корреляционному алгоритму цифровых численных массивов комбинированных интегрально-точечных характеристик функций ПЧС входного и эталонного СКБИ в электронном тракте ОЭП; 3) метод контроля подлинности ЗГ на основе оптической свертки функций входного и эталонного СКБИ, восстановленных с субголограмм Фурье, выполняемой в когерентно-оптическом процессоре (КОП) с помощью операции их цифрового векторно-матричного умножения.

Разработаны структурно-функциональные оптические схемы ОЭП контроля подлинности ЗГ с вводом эталонного СКБИ из внешней памяти компьютерной базы данных или сохраняемых внутри ОЭП.

3. Представлена теория МКОК СПФ с несколькими ПЧС СКБИ, восста-ноленными с субголограмм Фурье (или Фраунгофера), включающая математическую модель оптического тракта и анализ преобразования оптических сигналов в МКОК, позволившие получить математические выражения, устанавливающие зависимость влияния параметров нелинейности рельефно-фазовых субголограмм, амплитудных и геометриических искажений оптических сигналов, погрешность позиционирования субголограмм на величину интенсивности корреляционных максимумов, отношение сигнал/шум и вероятность идентификации в выходной плоскости оптической системы коррелятора.

Показано, что нелинейность субголограмм, амплитудные искажения, обусловленные неоднородностью освещенности во входном СКБИ, и геомет-риические искажения, обусловленные изменением масштаба, смещением и поворотом входного СКБИ, приводят к уменьшению амплитуды корреляционного максимума и появлению дополнительных паразитных пиков в выходной плоскости корреляционного анализа, а также к уменьшению отношение сигнал/шум и снижению вероятности идентификации ЗГ. Показано, что применение на входе МКОК СПФ матрицы из нескольких входных СКБИ позволяет СНИЗИТЬ значение величины вероятности ЛОЖНОЙ- тревоги ДО Рлт =1,6х10"4и увеличить вероятность правильного обнаружения до Р0бН —0,95.

4. Для идентификация ЗГ предложен метод контроля подлинности, включающий анализ ПЧС входного СБИ; восстановленного со входной субголограммы, в оптическом тракте КОС и корреляционное сравнение ПЧС входного и эталонного СБИ по массивам ИС-параметров?и КИТ-параметров в ' электронном тракте ОЭП.

Для случая тонкой рельефно-фазовой^ голограммы сфокусированного изображения, разработаны математические модели не кодированного скрытого бинарного изображения (СБИ) и ПЧС СБИ. Разработана математическая модель ПЧС СБИ; сформированного в оптическом тракте КОС, позволившая однозначно описать спектр совокупностью интегрально-секторных параметров (ИС-параметры), параметрами координатно-точечных пиков (КТП-параметры) и комбинированными интегрально-точечными параметрами (КИТ-параметры), сформированными в виде* цифровых численных массивов, путем выборки отсчетов из зарегистрированного ПЧС СБИ в электронном тракте ОЭП.

Предложен алгоритм и разработана математическая модель процесса идентификации ЗГ, построенного на корреляционном алгоритме сравнения* цифровых массивов КИТ-параметров ПЧС входного и эталонного СБИ. Компьютерное моделирование процесса идентификации ЗГ показало, что для заданных параметров СБИ, уровня порога равного Ьпор = 0,9 и отношения сигнал/шум в плоскости изображения равного ц=100, вероятность правильной г идентификации и вероятность ложной тревоги составили РЯо=0,98 и Рлг=З А0~ соответственно.

5. Представлена теория когерентно-оптического процессора (КОП) для идентификации ЗГ, выполняющего оптическую свертку входного и эталонного СКБИ с помощью операции векторно-матричного умножения. Показано, что оптимальной для этого является оптическая схема КОП с преобразованиями в области пространственных частот.

Разработана математическая модель оптического тракта КОП и проведен анализ влияния параметров нелинейности субголограмм Фурье в оптической схеме считывания на распределение интенсивность света в выходной плоскости процессора.

Построена математическая модель преобразования оптических сигналов в смеси с шумами через оптико-электронный тракт КОП и* показано, что из всех возмущающих факторов наиболее существенное влияние на точность векторно-матричного умножения и аналого-цифрового сложения оказывают величина динамического диапазона N процессора и нелинейность АЦП в электронном блоке обработки сигналов.

Для разработанной математической модели КОП впервые введено понятие вероятности ошибки на двоичную единицу младшего разряда (ДЕМР), позволяющее характеризовать точностные параметры процессора, а также определить связь вероятности ошибки с отношением сигнал/шум в »выходной плоскости оптического тракта процессора. Предложен математический аппарат, учитывающий влияние погрешностей и шумов элементной базы, нелинейность АЦП и параметров вида когерентной функции рассеяния оптической системы на динамический диапазон процессора и на величину вероятности ошибки на ДЕМР в КОП. Получены математические выражения, определяющие зависимость между величиной вероятности ошибки и размерностью входного вектора, размерностью эталонной матрицы, производительностью процессора и отношением сигнал/шум на выходе оптико-электронного тракта КОП. Показано, что для предельно-допустимого значения вероятности ошибки о равного 10" и отношения сигнал/шум не менее 40 , размерность входного вектора может лежать в требуемых на практике пределах N=8-16 бит.

Впервые разработана математическая модель перекрестных помех между каналами обработки сигналов в оптическом тракте КОП, обусловленная осцилляциями когерентной функции рассеяния оптической системы* и их наложением на соседние элементы как эталонной матрицы, так и матричного фотоприемника. Получены математические выражения, определяющие зависимость вероятность ошибки от вида дискретной когерентной функции рассеяния 1-го рода, диаметра кружка рассеяния и ряда конструктивных параметров используемого ПМС. Показано, что при диаметре кружка рассеяния в пределах <1=0.03 мм, для серийной оптоэлектронной элементной базы и размерности входного вектора N=8, вероятность ошибки, обусловленная перекрестными помехами, не превышает величины 10"3.

6. Для экспериментальной проверки теоретических положений, предложенных математических моделей МКОК, КОС и КОП с субголограммами, восстанавливающими СКБИ, и в соответствии с методикой проектирования, были разработаны и изготовлены:

1) макеты МКОК «Голокор-1» на основе оптически управляемого ПМС «ПРИЗ», МКОК «Голокор-2» на основе ПМС типа МДП-ЖК, «Голокор-3» с цифровой обработкой СКБИ, предназначенные для массового контроля подлинности ЗГ на ценных бумагах, паспортах, пластиковых пропускных документах в реальном масштабе времени;

2) макеты когерентного КОС «Голоспектр-1» и некогерентного НКОС «Голоспектр-2» с формированием ПЧС входного СБИ в оптическом тракте КОС и корреляционной обработкой ПЧС входного и эталонного СБИ по их цифровым массивам КИТ-параметров в электронном блоке ОЭП, предназначенные для выборочного контроля подлинности ЗГ на бумажных и пластиковых документах в квазиреальном масштабе времени;

5) макет КОП «Голопро-1» на основе ПМС типа МДП-ЖК и цифровой обработкой результирующего сигнала свертки в электронном блоке, предназначенный для выборочного контроля подлинности ЗГ, нанесенных на паспортах, бумажных и пластиковых удостоверениях нового поколения вне реального масштаба времени.

Проведенные экспериментальные исследования и полученные экспериментальные результаты перечисленных макетных образцов ОЭП для автоматического контроля подлинности ЗГ подтвердили правильность разработанных в диссертации теоретических положений и математических моделей.

7. Разработаны оригинальные схемы, методики« проектирования и расчета ОЭП для контроля подлинности ЗГ различных типов на основе когерентно-оптических корреляторов, когерентно-оптических спектроанализаторов и когерентно-оптических процессоров. Методики включают габаритный и энергетический расчеты оптических схем, связывающие геометрические и энергетические параметры, элементов оптических схем с параметрами в выходной плоскости ОЭП, а также реализацию- алгоритмов обработки цифровых сигналов в электронных блоках, что позволило реализовать оптические схемы с минимальными габаритными размерами, минимизировать габаритные параметры фурье-преобразующих объективов, обосновать требования к выбору фотоприемных устройств как на основе матричных и линейных приемников» излучения, так и на основе отдельных фотодиодов, обосновать требования к лазерным и светодиодным источникам излучения по критерию минимизации их мощности излучения и стоимости.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Одиноков, Сергей Борисович, 2011 год

1. Павлов И.В., Потапов А.И. Контроль подлинности документов, ценных бумаг и денежных знаков. М.: Техносфера, 2006. 472 с.

2. Шаталов A.C., Ваксян А.З. Фальсификация, подделка, подлог. М:: Лига Разум, 1999. 160 с.

3. Коншин A.A. Защита полиграфической продукции от фальсификации. М.: Синус, 1999. 160 с.

4. Руководство по биометрии / P.M. Болл и др. М.: Техносфера, 2007. 368с.

5. Подделка упаковки и этикетки. М.: Синус, 2008. 48 с.

6. Защита этикетки. М.: Синус, 2008. 26 с.

7. Сосенушкина М.Н. Основные положения технического- исследования документов по делам, связанным с установлением контрафактной продукции. М:: Центр Консалтинга и сертификации, 2008. 27 с.

8. Гончарский A.B., Гончарский A.A. Компьютерная оптика. Компьютерная голография. М.: МГУ им. М.В.Ломоносова, 2004. 314 с.

9. Гончарский A.B., Попов В.В., Степанов В.В. Введение в компьютерную оптику. М.: МГУ им. М.В.Ломоносова, 1991. 365 с.

10. Одиноков С.Б., Бондарев Л.А. Технологии голографической защиты пластиковых карт // Мир карточек. 1999. №6. С. 24-30.

11. Одиноков С.Б. Николаев А.И. Борьба с подделками при помощи голограмм // Пакет. 1999. №1. С. 23-25.

12. Одиноков С.Б., Лушников Д.С., Павлов А.Ю. Оптико-электронные приборы контроля подлинности защитных голограмм. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 43 с.

13. Одиноков С.Б., Николаев А.И. Голографические технологии на защите, фармпрепаратов //Пакет. 2003. №2 (19). С. 32-39.

14. Одиноков С.Б., Вихарев C.B., Сенькин- В.М. Некоторые проблемы сертификации специальных защитных знаков по опыту работы, испытательной лаборатории // Системы безопасности связи и телекоммуникации. 1998. №12. С. 98-102.

15. Одиноков С.Б., Смык А.Ф: Формы в ассортименте // Водяной знак. 2008: №4 (60). С. 38-41.

16. Одиноков С.Б. Оптико-электронная система идентификациидокументов . и продукции на основе голографических защитных технологий

17. ГОЛОЭКСПО-2005: Сборник трудов 2-й Международной; конференции: Москва, 2005. С.34-35. " 7 ~V .

18. Акопян М.Ж. Защита, товарного знака. М.: Центр Консалтинга и сертификации. 2008. 40 с.

19. Способы защиты документов: М;: Альварес.Паблишинг, 2002. 123 с.

20. Солдатченков B.C. Комплексный подход к приборному контролю подлинности // Сборник трудов 3-й Международной конференции по защищенной печати. Казань, 2009. С. 127-134.

21. Методические рекомендации по определению подлинности бланков. ценных бумаг / О.В. Вьюгин и др.. М.: Европеум-пресс, 1998. 40 с. .

22. Ларионов В ¡¿Г., Скрыпникова М.Н. Как защититься от подделки. Обзор технологических средств защиты ценных бумаг, документов и фирменных товаров от фальсификации и подделки // Маркетинг в России; и за:рубежом. 2001. №3. С. 12-15. ' \ : : :

23. Жилкин ИМ. Способы защиты бланков ценных бумаг. Методика проверки // Ценные бумаги. 2002. №2. С. 55-60. .

24. Карякин Ю.Д. Компьютерные технологии защиты материальных объектов от подделки // Компьютерная и информационная безопасность. Минск: АРИЛ, 2000. 123 с. . .

25. Воробьева И.Б., Маланьина Н.И. Распознавание подделки документов: технико-криминалистический аспект / Под ред. В.В. Степанова. Саратов: Саратовская государственная академия-права, 1999: 78 с.

26. Шорников О.О. Исследование документов на: подлинность // Бизнес и безопасность в Россииv 2000. №4. С. 58-59.

27. О совершенствовании требований к защитным голограммам с целью обеспечения безопасности государственных документов / С.Б. Одиноков идр., // Сборник трудов 1-й Международной конференции «ГОЛОЭКСПО-2004». Москва. 2004. С. 30-31.

28. Аппаратурные средства, проверки подлинности, документов на основе оптического метода неразрушающего контроля / А.Г. Кекин и др.

29. Специальная Техника; 2003. №2. С. 22-26,

30. Lancaster I.M: Holography: Prospects for the Next 20 Years // ГОЛОЭКСПО-2009: Сборник докл. междунар. конф. Киев; 2009. С. 6.I

31. Lancaster I.M. Holography: Past, present and' future // Holography News. 2009. V.23, №6. P. 1-10.

32. Renesse R.L. Optical Document Security // Workshop at the Conference on Optical Security and Counterfeit Deterrence. San Francisco, 2008. P. 23-34. '

33. Renesse R.L. Protection of High Security. Documents. Developments in holography to secure the future market and serve the public // Proceeding Holopack-Holoprint-2006. Vienna, 2006. P. 1-19.

34. Renesse R.L. Hidden and scrambled^ images — a review // Proceeding Conference on Optical Security and Counterfeit Deterrence Techniques IV.

35. San Jose, 2002. V. 4677. P. 333-348.

36. Renesse R.L. Testing the Universal Hologram Scanner // Journal of Documents & Identity. 2005. Issue 12. P. 7-10.

37. McGrew S.P. Hologram counterfeiting: problems and solutions // Proc. SPIE. 1990. V. 1210. P. 66-76.

38. Руководящий документ. Защита информации. Специальные защитные знаки. Классификация и общие требования. М.: Гостехкомиссия России, 1997. 23 с.

39. Инструкция по защите ценных бумаг и пластиковых карточек / Минфин РФ. М. 1995. № 85. 15 с.

40. ГОСТ Р'51939.2-2001 // Защитные технологии. Средства защиты. Символ верификационный. М., 2001. 56 с.

41. Мюллер Р. Расширение возможностей защиты с помощью KINEGRAM

42. Сборник трудов 2-й Международной конференции по защищенной печати. Суздаль, 2007. С. 12-17.

43. Салунин A.B. Инструментальные методы определения подлинности документов // Сборник трудов 2-й Международной конференции по защищенной печати. Суздаль, 2007. С.34-45.

44. Информационная оптика / С.Б. Одиноков и др.. М: МЭИ, 2000:611 с.

45. Мосягин Г.М., Немтинов В.Б., Лебедев E.H. Теория оптико-электронных систем. М.: Машиностроение, 1990. 431 с.

46. Василенко Г.И., Тараторин A.M. Восстановление изображений. М.: Радио и связь, 1986. 467 с.

47. Розенфельд А. Распознавание и обработка' изображений с помощью вычислительных машин. М.: Мир,.1972. 228 с.

48. Карасик В.Е., Орлов В.М. Лазерные системы видения. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 352 с.

49. ПрэттУ. Цифровая обработка изображений: Пер. с англ./ Под ред. Д.С. Лебедева. М.: Мир. 1982. Кн.1. 312 е.; Кн.2. 480 с.

50. Теория обнаружения сигналов / П.С. Акимов и др.: М.: Радио и связь, 1984. 440с.49: Марипов А. Радужная голография. Бишкек: Илим, 1988. 326 с.

51. Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л. Оптическая голография. М.: Мир, 1973.686 с.

52. Оптическая голография / Под ред. Г. Колфилда. М.: Мир, 1982. Т. 1. 376 с.

53. Клименко И.С. Голография сфокусированных изображений и спекл-интерферометрия. М.: Наука, 1985. 224 с.

54. Сороко JI.M. Основы голографии и когерентной оптики. Mi: Главнаяфед. физ. мат. литературыизд-ваНаука, 1971. 616 с.54*. ГОСТ 24865.1-81. Голография« и топографические* методы контроля качества. Термины и< определения. М.: Госстандарт. 1982. 23 с.

55. Микроструктурирование оптических поверхностей: технология, и устройство прямой лазерной записи дифракционных структур / А.Г.Полещук и др. // Автометрия. 2010. Т. 46, № 2. С. 86.

56. Одиноков С.Б., Сагателян Г.Р: Технология-изготовления дифракционных и голограммных оптических элементов с функциональным микрорельефом поверхности методом плазмохимического травления! // Вестник, МГТУ. Приборостроение, 2010. №2 (79). С. 92-104.

57. Кирьянов A.B., Никитин. B.F. Особенности! применения- технологии записи скрытых изображений» в пленках хрома, при- синтезе прецизионных углоизмерительных структур // Автометрия. 2009: Т. 45; №1. С. 109-1131

58. Методы компьютерной оптики / Под редакцией Bf А. Сойфера: Mi: Физматлит, 2003. 688 с.59: Diffractive optics / D.C. Oshea et al. // SPIE PRESS. USA. 2003. 567 p.

59. Ган M.A. Теория и методы расчета голограммных и киноформных оптических элементов. Л.: ГОИ им. С.И. Вавилова, 1984. 110 с.

60. Получение и считывание голограмм со скрытым изображением / С.Б. Одиноков и др. // Вестник МГТУ. Приборостроение. 2004. №1(54). С. 37-55.

61. Шмитт-Левен М. Технологии скрытого изображения. Защитная печать от «Гейдельберга» // Сборник трудов 2-й Международной конференции по защищенной печати. Суздаль, 2007. С. 45-52.

62. Исследование влияния параметров фазовых дифракционных решеток на распределение интенсивности дифрагированного света при формировании цветокодированных изображений / С.Б. Одиноков и др. // Вестник МГТУ. Приборостроение. 2005. №4 (61). С. 8-20.

63. Mathematical model of security of the information circulating in the open optical data link channel / L. A. Glushchenko et al.. // Optical Memory & Neural Networks. 2010. V. 16, № 4 . P. 338-343.

64. Ch.-K. Lee, J.W.-J. Wu. Optical configuration and color-representation range of a variable-pitch dot matrix holographic printer // Applied Optics. 2000. V. 39, №1. P. 40-53.

65. Coded holograms for anti-counterfeiting using Fourier transform technique on dot-matrix holograms / S. Liu et al. // Proc. of SPIE. 2002. V. 4924. P.134 -139.

66. Yeh S.L. Identifying a dot-matrix hologram by the position error curves of its grating dots // Optical Engineering. 2007. V. 46-2. P. 0258011-0258017.

67. Yeh S.L. Hiding techniques to enhance anticounterfeiting capacity of dot-matrix holograms // Optical Engineering 2005. V. 44-8. P. 0870011-0870016.

68. Yeh S.L., Shyh-Tsong L. Dot-matrix hologram with hidden image // Optical Engineering. 2002. V. 41(2). P. 314-318.

69. Сережников С.Ю. Подготовка, обработка и визуализация данных для изговления голограмм на электронно-лучевой установке ZBA-21

70. Вычислительные методы и программирование. 2002. Т.З. №3. С. 35-44.

71. Кицак М.А., Кицак А.И., Некоторые особенности формирования фотолитографических изображений в частично когерентном излучении. //Квант. Электроника. 2010. 40 (10). С. 914-918.

72. Одиноков С.Б., Борисов М.В. Оптическая система устройства дляполучения матрицы голограмм // Вестник МГТУ. Приборостроение. 1998. №3. С. 14-13.

73. Optical system design for making rainbow multiplex holograms / S.B. Odinokov et al. // Proc. of SPIE: Practical Holography XVI1. 2002. V. 4659.'1. P: 234-241.

74. Odinokov S.B;, Borisov M'.V. The optical1 system of the device for, making a hologram matrix // Proc. SPIE's Diffractive and Holographic Technologies, Systems, and Spatial Light Modulators VI. 1999. V. 3633. P: 279-284.

75. Hologram authenticity test device / S.B. Odinokov et al. // Proc. SPIE. 1999. V. 3637. P. 213-217.

76. Одиноков С.Б., Сальников E.E. Исследование' качества радужных голографических изображений на основе измерения модуляционнойf передаточной функции //Автометрия. 2002. №3. С. 71-79.

77. Odinokov S.B! Researching Quality Parameters of Rainbow Holographic Image by Measuring Modulated Transfer Function-// Optical Memory & Neural Networks (Information Optics). 2008. V. 17, №2. P.l 11-118.

78. Odinokov, S. В., Poddubnaya, Т. E., Rozhkov, О. V. Transer function of a 3D reflective hologram // Proc. SPIE: in Three-Dimensional Holography: Science, Culture, Education. 1991. V.1238. P. 103-108.

79. Пространственные модуляторы света / А.А. Васильев и др.. М.: Радио и связь, 1987. 320 с.

80. Ковтонюк Н.Ф., Сальников Е.Н. Фоточувствительные МДП-приборы для преобразования изображений. М.: Радио и связь, 1990. 160 с.

81. Одиноков С.Б., Грузевич Ю.К. Функциональные преобразователи оптических изображений на основе структур полупроводник — жидкий кристалл. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994. 123 с.

82. Copy proof machine readable holograms for security application / G. Dausmann et al.// Proc. SPIE. 1996. V. 2659. P. 198-201.

83. Одиноков С.Б., Лушников Д.С. Получение защитных голограмм с кодируемым скрытым; изображением // ГОЛОЭКСПО-2004: Сборник трудов 1-й Международной конференции. Москва, 2004. С. 38-39.

84. Одиноков С.Б., Борисов М.В., Куракин С.В; Оптико-электронное устройстводляавтоматическойидентификации защитных свойств голограмм // ГОЛОЭКСПО-2004: Сборник трудов 1-й Международной конференции. Москва, 2004. С. 40-41.

85. Одиноков С.Б., Губарев А.П., Кузнецов А.С. Магнитооптическая визуализация двухслойных магнитных структур // Вестник МГТУ. Приборостроение. 2005. №3 (60). С.25-40.

86. Holographic image conversion method for making a controlled holographic grating: U.S. patent 5262879 / Frank S. Davis // 16.11.1993.

87. Holographic diffraction.grating patterns and methods for creating the same:. U.S. patent 5291317 /Craig Newswanger // 01.03.1994.

88. System for making a hologram of an image by manipulating object beam characteristics to reflect image data: U.S. patent 5822092 / Frank S. Davis. 13.10.1998. .

89. Moser J.-F., Staub R., Tompkin W.R. Perceptual; information from OVD diffraction security devices // Proc. SPIE. 1996: V. 2659. P. 53-58.

90. Dot-matrix holographic recording in amorphous chalcogenide films / Ja. Teteris et al.// Proc. SPIE. 2007. V. 6596. P. 659601-12.

91. Concealed holographic coding for security applications by using a moiré technique / X. Zhang et al. // Appl. Opt. 1997. V. 36, №31. P. 8096-8097.

92. Попова H.P., Курьянов Б.Ф. Шум пятнистости и оценка, качества изображения в фурье-голографии. // Кодирование и обработка изображений /Под ред. В. Bi Зяблова. М.: Наука, 1988. С. 164-175.

93. Tu L., Zhong, S. Research on coding and decoding method for digital levels //Appl. Opt. 2011. № 50. P.3;356-359.

94. Hologram-based wateniiarking capable of sumving print-scan process / S. Wang et al. // Appl: Opt. 2010. №49 (7). P. 1170-1178.

95. Situ G., Pedrini G., Osten W. Strategy for cryptanalysis of optical encryptionin the Fresnel domain // Appl. Opt. 2010. №49 (3). P. 457-462.

96. Alfalou A., Mansour A. Double random phase encryption scheme to multiplex and simultaneous encode multiple images // Appl: Opt: 2009; №48; (31) P: 5933-5947. ' .

97. Adaptive watermarking scheme using a gray-level computer generated; hologram / J. Li et al. // Appl; Opt. 2009. №48 (26) P. 4858-4865.

98. Multiple-image optical encryption: an improved encoding approach./ X. Yong-Liang et al. // Appl. Opt. 2009. №48 (14). P: 2686-2692.

99. Odinokov S.B., Kuznetsov A.S., Gubarev A.P. Optoelectronic device for reading of hidden magnetic information from the holograms // Optical Memory & Neural Networks (Information Optics). 2008. V. 17, №1. P. 15-22.

100. Гуревич С.Б., Рабинович B.A. Оптическое кодирование при воспроизведении изображения в телевидении и фотографии // Техника; кино и телевидения. 1966. № 7. G. 38-44.

101. Передача и обработка информации голографическими методами / С.Б: Гуревич и др.. М.: Gob. радио, 1978. 304 с. ; ; . ;

102. Саломаа А. Криптография с открытым ключом. М.: Мир, 1995. 318 с. .

103. Фергюсон Н., Шнайер Б. Практическая криптография. М:: Диалектика, 2004. 432 с.

104. Кохаиович Г.Ф., Пузыренко А.Ю. Компьютерная стеганография. Теория и практика. Киев: МК-Пресс, 2006; 288 с.

105. Image encryption by encoding with a nonuniform optical beam in gyrator transform domains / Z. Liu et al. // Appl. Opt. 2010. № 49 (29). P. 5632-5637. 110: Смит Р.Э. Аутентификация: от паролей до открытых ключей. М.: Вильяме, 2002. 432 с.

106. Одиноков С.Б., Щербинин М.В. Анализ погрешности установки кодирующей маски в схемах получения плоских голограмм.//Автометрия;2000. № 6. С. 23 -33.

107. Одиноков С.Б. Анализ схем оптико-электронных идентификаторов;: защитных голограмм с кодированными скрытыми изображениями?// Вестник, МГТУ. Приборостроение. 2005. №4 (61). С.67-75.

108. Устройство для контроля- подлинности голограмм: патент №2103741 РФ / С.Б. Одиноков и др. заявл: 08.04.1996; опубл. 27.01.1998. Бюлл.№12.

109. YangH.-G., Kim E.-S. Practical image encryption scheme by real-valued data // Opt. Eng. 1996. V. 35, №9. P. 2473-2478.

110. Neto L.G., Sheng Y. Optical implementation of image* encryption using: random phase encoding // Opt. Eng. 1996. V. 35, №9. P. 2459-2463.

111. Han J.-W., Kim E.-S. Security system based on optical image encryption //Proc.,SPIE. 1997. V. 3073: P. 383-388.

112. Yamazaky M., Ohtsubo J. Optimization of encrypted holograms in optical security systems // Opt. Eng. 2001. V. 40, №1. P. 132-137.

113. Optical encryption of binary data information with 2-step phase-shifting digital holography / S. K. Gil et al. // Proceeding of SPIE. Practical Holography XXI: Materials and Applications. 2007. V.6488. P. 648812;

114. Computer generated hologram for phase-only optical encryption; / Т. V. Vu et al. // Proceeding of SPIE.'Practical Holography XXI:: Materials and Applications: 2007. V. 6488. P. 648813. .

115. Gil S.K., Jeon S.H., Jeong J.R. Optical cryptography of gray-level image information using QPSK modulation and digital holography // Proceeding of SPIE. Practical;Holography XXI: Materials and Applications. 2009. V. 7233. P: 42.

116. Yeh S.L. Dot-matrix hologram with an encrypted figure // Optical Engineering. 2006. V. 45-9, P. 0958011- 0958016.

117. Yeh S.L. Identifying a dot-matrix hologram by the deviations of the fringe. positions of its grating dots // Optical Engineering. 2007. V. 45-7. P. 0758031-35. .

118. Одиноков С.Б., Лушников Д.С., Павлов А.Ю. Метод получения иоптико-электронная система считывания кодированных скрытых изображения с защитных голограмм // ГОЛОЭКСПО-2006: сборник докл. 3-й Междунар. конф. Москва, 2006. С.26-28.

119. Василенко Г.И., Цибулькин Л.М. Голографические распознающие устройства. М.: Радио и связь, 1985. 312 с.

120. Javidi В., Zhang G., Li J. Experimental demonstration of the random phase encoding technique for image encryption and security verification // Opt. Eng. 1996. V. 35, №9. P. 2506-2512.

121. Javidi В., Refregier P. Optical image encryption based on input plane and Fourier plane random encoding // Opt. Lett. 1995. V. 20. P. 767-769.

122. Fault tolerance properties of a double phase encoding encryption technique / B. Javidi et al. // Opt. Eng. 1997. V. 36, №4. P. 992-998.

123. Javidi В., Wang J. Multiobject detection using the binary joint transform correlator with different types of thresholding methods // Opt. Eng. 1994. V. 33, №6. P. 1793-1805.

124. Javidi В., Sergent A. Fully phase encoded key and biometrics for security verification // Opt. Eng. 1997. V. 36, №3. P. 935-941.

125. Javidi В., Sergent A., Ahouzi E. Performance of double phase encoding encryption technique using binarized enciypted images // Opt. Eng. 1998. V. 37, №2. P. 565-569.

126. Muravsky L.I., Fitio V.M. Identification of a random binary phase mask and its fragments with a joint transform correlator // Proc.SPIE. 1997. V.3238. P.87-96.

127. Transformed phase mask and photoanisotropic material in optical correlators applied for security verification / L.I. Muravsky et al. // Opt. Eng. 1999. V. 38, №1.P. 25-32.

128. Fitio V.M., Muravsky L.I., Stefansky A J. Using of random phase masks for image recognition in optical correlators // Proc. SPIE. 1995. V. 2647. P. 224-234.

129. Shi X., Zhao D. Image hiding in Fourier domain by use of joint transform correlator architecture and holographic technique // Appl. Opt. 2011. V. 50, №5. P. 766-772.

130. Alsamman A. Spatially efficient reference phase-encrypted joint transform correlator//Appl. Opt. 2010. №49 (10). P. B104-BI10.

131. Wang R.K., Watson I.A., Chatwin C. Random phase encoding for optical, security // Opt. Eng. 1996. V. 35, №9. P. 2464-2469:

132. Одиноковs О.Б., Лушников- Д.О., Павлов А.Ю> Оптико-электронная система «ГОЛОИНИД» для индивидуализации и идентификации« защитных голограмм // Мир техники кино. 2008. №8. С.21-25.

133. Одиноков С.Б., Павлов А.Ю. Анализ оптических- схем стенда для получения специального голографического^ защитного элемента и устройства контроля- подлинности защитных голограмм // Вестник МГТУ. Приборостроение. 2009. №2 (75). С. 31-50.

134. Одиноков С.Б. Методы и оптико-электронные процессоры для контроля подлинности защитных голограмм с кодированными скрытыми, изображениями // Мир техники'кино. 2008. №9. С. 15-21.

135. Самойлин Е.А. Оптимальные по. критерию Неймана-Пирсона алгоритмы оценивания^ белых гауссовых импульсных помех на изображениях // Оптический журнал. 2009. Т. 76, №2. С. 13-16.

136. Practical implementation of the image domain joint transform correlator for holographic security / S.B. Odinokov et al. // Proc. SPIE's in Practical Holography XVII and Holographic Materials IX. 2003. V. 5005. P. 380-389.

137. Одиноков С .Б., Лушников? Д;С., Павлов А.Ю. Программно-аппаратный' комплекс «ГОЛОИНИД» для индивидуализации и идентификации защитных голограмм со скрытым кодированным изображением // Вестник МГТУ. Приборостроение. 2008. №4 (73). С. 115-121.

138. Weber D., Trolinger J. Novel implementation of nonlinear joint transform correlators in optical security and validation // Opt. Eng. 1999. V. 38, №1-.1. P. 62-68.

139. Access-control holographic system based on joint transform correlator and image encoding / S.B. Odinokov et al. // Proc. SPIE. Practical Holography XV and Holographic Materials VII. 2001. V. 4296. P. 134-144.

140. Одиноков С.Б., Павлов А.Ю., Лушников Д.С. Программно-аппаратный, комплекс «ГОЛОИИИД-2» для индивидуализации и контроля подлинности защитных голограмм // ГОЛОЭКСПО-2010: Сборник трудов 7 Международной конференции:.Москва, 2010: G. 165-168.

141. Савченко А. В. Метод направленного перебора альтернатив в задаче автоматического распознавания полутоновых изображений // Автометрия. 2009. Т. 45, № 3. С. 90.

142. Чуканов G.H. Преобразование Фурье функции трехмерного' изображения,.инвариантное к действию групп вращения и переноса// Автометрия. 2008: Т. 44, № 3. С. 80.

143. Павлов А.В., Шубников Е.И: Голографические корреляторы, и оптические нейронные сети // Оптический журнал. 1994. №1. С. 53-60.

144. Потатуркин О.И. Линейные по интенсивности голографические* корреляторы в оптико-электронных системах распознавания изображений,

145. Оптико-механическая промышленность. 1991. №4. С. 74-79.

146. Оптико-электронная система с оперативным вводом и предварительной обработкой распознаваемых изображений / О.И. Потатуркин и др:. //Автометрия. 1984. №2. С. 53-59.

147. Коржов Е.И., Опарин А.Н.,. Потатуркин О.И. Безлинзовый голографический коррелятор // Оптическая и цифровая- обработка изображений / Под ред. С.Б. Гуревича. Л*.: Наука, 1988. 175 с.

148. Katz В., Wulich D., Rosen J. Optimal noise suppression in Fresnel incohérent corrélation holography (FINCH) confîgured for maximum imaging resolution

149. Appl. Opt. 2010. №49 (30). P. 5757-5763.

150. Разработка и исследование метода и оптической системы получения -мультиплексных голограмм в системах архивной оптико-голографической памяти / С.Б. Одиноков и др. // Оптический журнал. 2009. Т. 76, №7. С. 3-9.

151. Применение методов фурье-оптики / Пер с англ. И.Н. Компанец и др.; под ред. Г. Старка. М.: Радио и связь, 1988. 536 с.

152. Спиридонов И.Н. Особенности проектирования систем дешифрования медицинских изображений // Биомедицинская радиоэлектроника. 1999. №6. С. 26-38.

153. Аверкин А.Н., Потапов А.С., Луцив В:Р. Построение систем локальных инвариантных признаков изображения на основе преобразования Фурье—

154. Одиноков С.Б. Оптико-электронное устройство контроля подлинности защитных голограмм на основе анализа пространственного спектра

155. Естественные и технические науки. 2010. №2 (46). С. 256-260.

156. Одиноков С.Б., Жердев А.Ю. Пространственно-частотный спектральный анализ и оптико-электронный спектроанализатор для контроля подлинности защитных голограмм // Мир техники кино. 2010. №15. С. 8-17.

157. Одиноков С.Б., Жердев А.Ю. Когерентно-оптический спектроанализатор «Голоспектр-1» для автоматической идентификации защитных голограмм

158. ГОЛОЭКСПО-2010: сборник трудов 7-ой-Международной Конференции. Москва, 2010. С. 1691-173.

159. Erokhovets V.K., Tkachenko V.V. Model for Fourier-holograms spectral analysis // Optical Memory & Neural Networks. 2010. V. 19, №2 . P. 196-200.

160. Shelton L., McMurdy J., Crawford G. Multiple frequency resolution using stressed liquid crystal as a Fourier transform spectrometer // Appl. Opt. 2009. V. 48, №27. P. 5138-5142.

161. Fan F.C., Choi S., Jiang C.C. Use of spatial spectrum of light to recover three-dimensional holographic nature // Appl. Opt. 2010. №49 (14) P. 2676-2685.

162. Одиноков С.Б., Захаровас С. Цифровая цветная трехмерная голограмма // Мир техники кино. 2009. №12. С. 16-17.

163. Одиноков С.Б., Павлов-А.Ю. Оптико-электронный матричный идентификатор защитных голограмм // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2005. Т.4, №4-5. С. 104-116.

164. Одиноков С.Б. Оптико-электронный матричный процессор дляидентификации защитных голограмм // Оптический журнал. 2006. Т. 37, №7. С. 29-37.

165. Одиноков С.Б., Павлов А.Ю. Оптико-электронный матричный, процессор идентификации подлинности защитных голограмм с кодированными скрытыми- изображениями // Вестник МГТУ. Приборостроение. 2005. №4 (61). С. 27-46.

166. Одиноков С.Б. Методы и оптико-электронные процессоры для контроля подлинности защитных голограмм с кодированными скрытыми изображениями // Мир техники кино. 2008. №9. С. 15-21.

167. Оптические вычисления / Под ред. Р.Арратуна. М: Мир, 1993. 439 с.

168. Gary С.К. Matrix-vector multiplication using digital partitioning for more accurate optical computing// Appl.Opt. 1992. V. 31, №29. P. 6205-6211.

169. Guilfoile P.S. Digital optical compute intensive application. // Optical Computing (Inst.Phys.Conf.Ser.). 1995. V. 139. P. 37-40.

170. High performance optical vector-matrix coprocessor / J.A. Cartert et al.-// SPIE. 1994. V. 2297. P. 2225236.

171. Родес У.Т., Гилфойл П.С. Архитектура акустооптических алгебраических процессоров//ТИИЭР. 1984. Т. 72, №7. С. 80-91.

172. Кейссесент Д. Акустооптические процессоры для1 операций линейной алгебры. Архитектура, алгоритмы, применение. // ТИИЭР: 1984. Т. 72, №7.1. С. 92-113.

173. Морозов В.Н. Оптоэлектронные матричные процессоры. М.: Радио и связь, 1986. 323 с.

174. Двухкаскадный оптико-электронный матричный сумматор/С.Б. Одиноков и др. // Автометрия. 1994. №1. С. 91-96.

175. Одиноков С.Б., Петров А.В. Анализ точностных параметров оптико-электронного матрично-векторного процессора обработки цифровой информации//Квантовая электроника. 1995. Т. 22, №10. С. 1001-1008.

176. Одиноков С.Б., Петров А.В. Анализ точности сложения в оптико-электронном матрично-векторном перемножителе // Вестник МГТУ.

177. Приборостроение. 1994. №3. С. 82-95.

178. Одиноков С.Б., Петров А.В. Оптико-электронные табличные сумматоры целых двоичных чисел // Вестник МГТУ. Приборостроение. 1994. №2.1. С. 73-87.

179. Оптико-электронный сумматор с расширенным динамическим диапазоном вычислений / С.Б. Одиноков и др. // Вестник МГТУ. Приборостроение. 1993. №2. С. 111-125.

180. Odinokov S.B., Petrov A.V. Analysis of addition accuracy in optoelectronic matrix vector multiplier // International Journal of Optoelectronics London. 1994. V. 9, №4. P. 315-323.

181. Odinokov S.B., Petrov A.V. Analysis of the precision paramters of an optoelectronic vector-matrix processor of digital information // Quantum Electronics. 1995. V. 25, №10. P. 966-973.

182. Анализ влияния характеристик акусто-оптического матрично-векторного процессора на точность вычислений / С.Б. Одиноков и др.

183. Оптический журнал. 1996. №10. С. 53-56.

184. Одиноков С.Б., Квашин В.А. Влияние дискретной передаточной функции на точность вычислений в акустооптическом матрично — векторном процессоре // Вестник МГТУ. Приборостроение, 1997. №3. С. 71-79.

185. Matrix-vector multiplication by using pinhole hologram / Q. Wang Song et al. //Appl. Opt. 1994. V. 33, №5 P. 800-805.

186. Two-cascade acousto-optic matrix processor for SAR systems /S.B. Odinokov et al. // Proc. Of SPIE: Second International Conference on Optical Information Processing. 1996. V. 2969. P. 84-87.

187. Evtikhiev N.N., Odinokov S.B., Petrov A.V. Computation accuracy of optoelectronic array image processor for SAR system // Proc. of SPIE: Image and Signal Processing for Remote Sensing. 1994. V. 2315. P. 396-407.

188. Odinokov S.B., Petrov A.V. Realization of look-up table addition in optoelectronic array processor // Proc. of SPIE: International Conference on Optical Information Processing. 1994. V. 2051. P. 513-518.

189. Odinokov S.B., Petrov A.V. Multistage optoelectronic array adder with distributed calculation error // Proc. of SPIE: International Conference on Optical Information Processing. 1993. V. 2051. P. 559-565.

190. Одиноков С.Б., Павлов А.Ю. Оптико-электронный векторно-матричный процессор для автоматической идентификации защитных голограмм // ГОЛОЭКСПО-2009: сборник трудов 6-ой Международной Конференции. Киев, 2009. С. 111-114.

191. Restrepo J.F., Garcia-Sucerquia J. Magnified reconstruction of digitally recorded holograms by Fresnel-Bluestein transform // Appl. Opt. 2010. №49 (33). P. 6430-6435.

192. Одиноков С.Б. Методы и оптико-электронные процессоры для идентификации защитных голограмм с кодированными скрытыми изображениями // Ю.Н. Денисюк — основоположник отечественной голографии: Тез. докл. Всеросс. сем. Санкт-Петербург, 2007. С. 129-137.

193. Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем: Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов. М.: Машиностроение, 1992. 448 с.

194. Борн М., Вольф Э. Основы оптики / Пер. с англ. С.Н. Бреуса и др..

195. М: Наука. Главная редакция Физико-математической литературы, 1970.720 с.

196. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Физматгиз, 1963. 431 с.

197. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980. 520 с.375 Экз. №1

198. УТВЕРЖДАЮ ч Заместитель командирачО -i.il; r't

199. V^v по' нау,чйш| работе sz к: Гдоктор/текМгческих наук

200. S' " " -/ I -s ~ л Ц 2. %\ "" -i-ч-/ ¡У£иv / -/^t, <^А.И. Чернов &ря 2010г.

201. А.Ю. Дубров Н.В. Москвичеврег. №16/3/3/357

202. Государственное учреждение Российский Федеральный центр судебной экспертизы при Министерстве юстиции Российской Федерации109028, г. Москва, Хохловский переулок, д.13 стр. 2, тел.: [phone]

203. Утверждаю» иректор ГУ РФЦСЭ у при, Минюсте РФ H.H. Лобанов 2009 г. м.п.г о ^ .ноября

204. АКТ ВНЕДРЕНШГ"*^ результатов диссертационной работы Одинокова Сергея Борисовича

205. Данный акт не накладывает финансовых обязательств на ГУ РФЦСЭ.

206. Заведующая лабораторией судебно-технической экспертизы документов ГУ РФЦСЭ при Минюсте РФ, кандидат юридических наук1. Т.Б. Черткова

207. Московский Государственный Технический Университет имени Н.Э.Баумана

208. Паучно-исследовательекии и испытательный центр биометрической техники105003. Москна 2-я Ьауманская ул д 5, (499)-263-67-91

209. Данный акт не накладывает финансовых обязательств на НИИЦ БТ МГТУ им.Н.Э.Баумана.

210. Утверждаю» Директор НИИЦ БТрезультатов диссертационной работы Одинокова Сергея Борисовича1. Зам. директора1. Воронин Г.Л.элоГрэш » вская Е.Н.

211. Утверждаю» ^Генеральный директор1. АКТ ВНЕДРЕНИЯвская ь.п. \ 2009г.2009г.результатов диссертационной работы Одинокова Сергея Борисовича

212. Данный акт не накладывает никаких финансовых обязательств на ЗАО «ХолоГрэйт».1. Технический директор1. Юсупов И.Ю.

213. Общество с Ограниченной Ответственностью107076, Москва, ул. Стромынка, д. 18. кор.2л * # № /¿" .Л/т/ф: [phone] Е-таП: [e-mail]

214. Утверждаю/. Ген^ралышй директор ография-Сервис» ' |.А.И. А09г

215. АКТ ВНЕДРЕНИЯ результатов диссертационной работы Одинокова Сергея Борисовича

216. Начальник отдела маркетинга Ведущий специалист1. Аул1. ЧРг оф </4е1. ООО «КРИПТО-ПРИНТ»119435 Москва, ул. Малая Пироговская, дом 18, офис 103шел.: [phone] факс: [phone]

217. Исх. № ^ ~ От О*"-* ¿иЬ 2009 г.1. Исх. № -4г.

218. АКТ ВНЕДРЕНИЯ результатов диссертационной работы Одинокова Сергея Борисовича

219. Данный акт не накладывает финансовых обязательств на ООО «Крипто-принт».

220. Генеральный директор ООО «Крипто-принт»1. СМЫКА.Ф.1. Ведущий специалистсентября 2009г.1. ЛОСЕВ С.В.