專利名稱：基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種票證的加密及防偽方法，特別是一種基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法。
背景技術(shù)：
各種票據(jù)(例如支票、匯票、本票、鈔票、股票、稅務(wù)發(fā)票、海關(guān)報(bào)關(guān)單、儲(chǔ)蓄存單等)與證件(例如身份證、工作證、軍官證、畢業(yè)證、護(hù)照等)都是具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值和用于確認(rèn)個(gè)人或單位身份的重要依據(jù)，這些票證在我國(guó)和世界各國(guó)廣泛地使用著。由于這類票證在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活領(lǐng)域的重要作用，偽造票證進(jìn)行各種詐騙的犯罪活動(dòng)一直存在并且愈演愈烈，成為國(guó)家金融安全和社會(huì)穩(wěn)定的一大隱患，因此票證防偽成為當(dāng)前具有重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的研究課題。
目前國(guó)內(nèi)外票證防偽主要技術(shù)是(1)在票證上加印各種圖案的水印，(2)在票證的特定區(qū)域加蓋單位和個(gè)人印章，(3)加入人工生成的密碼并將其寫在票證上，以備核對(duì)，(4)在票證的印制技術(shù)上采取措施，例如加入金屬絲，采用磁性油墨等，(5)利用光學(xué)原理進(jìn)行防偽，例如利用紫外光照射特定暗記，利用激光防偽技術(shù)等。
上述防偽技術(shù)雖然能在一定程度上抑制偽造票證現(xiàn)象的發(fā)生，但并不能從根本上杜絕偽造票證的問題。這是因?yàn)?，利用上述防偽技術(shù)生成的票據(jù)所有的防偽特征都是確定的。例如，在鈔票、重要的有價(jià)證券和證件中廣泛使用了水印防偽技術(shù)，同一種面值的鈔票或同一種證件，這些水印不但圖案完全相同，而且出現(xiàn)的位置也相同，不存在個(gè)體差異。在我國(guó)和有些國(guó)家的高面值鈔票中開始加入彩色細(xì)纖維用來防止偽造。
到目前為止，無論是采用沒有個(gè)體差異的水印技術(shù)及其他相關(guān)防偽技術(shù)，還是使用有個(gè)體差異的彩色細(xì)纖維防偽技術(shù)，他們的出發(fā)點(diǎn)都在于應(yīng)用水印、彩色細(xì)纖維在制造上的難度來防止偽造。在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，偽造(克隆)出能以假亂真的各種票據(jù)和證件并不是非常困難的一件事。因此，僅靠增加制造技術(shù)的難度進(jìn)行防偽已經(jīng)愈來愈困難了。防止偽造票證的關(guān)鍵是發(fā)明并實(shí)現(xiàn)一種新的防偽方法和技術(shù)，他的核心在于所選用的防偽特征是隨機(jī)分布的，同時(shí)又是無法復(fù)制的。為了確保票證的安全性，除了票證本身需要采用可靠的防偽技術(shù)之外，還必須對(duì)票證上的重要內(nèi)容，例如票據(jù)的金額、印鑒、簽字、日期等采取防止有效的防止涂改的措施，達(dá)到不但票證本身不可偽造，而且票證內(nèi)容也不可涂改，只有這樣，才能確保票證的安全使用和流通。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用票據(jù)制造過程中形成的隨機(jī)性極大的原始特征作為加密和防偽的要素，形成由票證本身固有特征(包含在票證載體，即制作票證過程中用的紙張中的特征)和由票證內(nèi)容(例如金額、印鑒、簽字、日期、號(hào)碼等)中提起的特征共同組成的票證指紋，通過驗(yàn)證票據(jù)的固有特征鑒別票證本身是否為偽造，通過驗(yàn)證票據(jù)的內(nèi)容特征鑒別票據(jù)內(nèi)容是否經(jīng)過涂改，從而確保票證安全使用和流通的基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法，其特征在于它由票證加密和票證驗(yàn)證過程組成，票證加密過程為①操作員簽發(fā)含有彩色標(biāo)識(shí)纖維固有特征的票證，填寫票證內(nèi)容，形成票證內(nèi)容特征；②將簽發(fā)完的票證放入彩色圖像采集設(shè)備掃描；③票證處理計(jì)算機(jī)提取票證固有特征和內(nèi)容特征；④將固有特征和內(nèi)容特征合成票證指紋并編碼；⑤將票證指紋編碼轉(zhuǎn)換為二維條形碼；⑥將二維條形碼打印在預(yù)先確定的票證某一區(qū)域；票證驗(yàn)證過程為①將被驗(yàn)證的票證放入彩色圖像采集設(shè)備進(jìn)行掃描；②在票證圖像中檢測(cè)出二維條形碼；③對(duì)二維條形碼進(jìn)行解碼；④根據(jù)解碼信息，驗(yàn)證票證圖像中的固有特征；⑤根據(jù)解碼信息，驗(yàn)證票證圖像中的內(nèi)容特征；⑥對(duì)偽造票證和涂改票證內(nèi)容進(jìn)行綜合判別與分析，給出綜合判別結(jié)果。
票據(jù)固有特征是用來防止票據(jù)本身被偽造的關(guān)鍵特征，因此，在票據(jù)載體制造過程中，也就是在票據(jù)用紙張的制造過程中，在紙漿中人為地?fù)竭M(jìn)彩色標(biāo)識(shí)纖維，這種彩色標(biāo)識(shí)纖維可以用植物纖維、塑料纖維、金屬絲等制作。這種彩色標(biāo)識(shí)纖維的直徑、長(zhǎng)度、顏色等參數(shù)以及在一頁票證用紙中彩色標(biāo)識(shí)纖維所占的面積比例，在生產(chǎn)工藝中是完全可以控制和調(diào)節(jié)的，而在每一頁票證用紙中彩色標(biāo)識(shí)纖維的分布和每一根彩色標(biāo)識(shí)纖維的排列方向則完全是隨機(jī)的，不可重復(fù)的。
為了確保固有特征的提取和處理容易進(jìn)行，使用的彩色標(biāo)識(shí)纖維的直徑范圍為0.3-1毫米，彩色為紅、藍(lán)、綠、黃、黑色。在含有彩色標(biāo)識(shí)纖維的票據(jù)載體制作出來之后，即可由專門的企業(yè)印制各種空白票證。當(dāng)票證由使用單位簽發(fā)出來以后，該票證就成既包含有固有特征，也包含有內(nèi)容特征的可使用的票證了。
提取票證的固有特征就是將票證中含有的彩色標(biāo)識(shí)纖維檢測(cè)出來并提取出每根彩色標(biāo)識(shí)纖維的位置和參數(shù)。為此，可以用任何一種分辨率在200DPI以上的彩色圖像采集設(shè)備，例如彩色掃描儀，彩色攝像機(jī)采集票證圖像并將其輸入計(jì)算機(jī)作進(jìn)一步處理。
為了提高票證加密的強(qiáng)度，通常不對(duì)票證的全部范圍進(jìn)行固有特征的提取，而是用鼠標(biāo)在擇票證上人工地開出一個(gè)矩形窗口作為固有特征采集區(qū)域。窗口一經(jīng)選定，系統(tǒng)自動(dòng)記錄窗口的位置和區(qū)域的大小。為了確保機(jī)密的可靠性，通常所選擇的窗口內(nèi)應(yīng)當(dāng)包含五根以上非單一顏色的彩色標(biāo)識(shí)纖維。系統(tǒng)根據(jù)選定的窗口，在票據(jù)圖像中調(diào)出與窗口對(duì)應(yīng)的部分票據(jù)圖像，并對(duì)該部分圖像進(jìn)行票據(jù)固有特征的處理與分析。
圖像處理與分析的主要內(nèi)容是利用圖像的邊沿檢測(cè)算法和邊沿跟蹤算法，在選定的區(qū)域內(nèi)，將所有彩色標(biāo)識(shí)纖維提取出來并計(jì)算每一根彩色標(biāo)識(shí)纖維的參數(shù)。這些參數(shù)包括每一根彩色標(biāo)識(shí)纖維的起始位置(坐標(biāo))、直徑、方向(用彩色標(biāo)識(shí)纖維的坐標(biāo)點(diǎn)序列表示)、顏色等。這些參數(shù)就唯一地表示了票證載體(紙張)上彩色標(biāo)識(shí)纖維特征的存在形式，是在票證載體制作完成后以及實(shí)際使用(簽發(fā))前存在的票證固有特征，這種特征是在制造票證載體過程中隨機(jī)生成的。生成固有特征完全相同的兩張票證載體幾乎是不可能的，也正是本發(fā)明的這一特性，確保了具有這種特征的票證具有非常高的防偽性能。
票證內(nèi)容特征的形成與提取。票證本身(簽發(fā)使用前的空白票證)的不可偽造并不能完全確保票證在使用過程中的安全性，這是因?yàn)榭瞻椎钠弊C或簽發(fā)過的票證落到了有詐騙企圖的人手中仍然是危險(xiǎn)的。他們可以通過在空白票證上添加需要的內(nèi)容或修改已簽發(fā)票證上的合法內(nèi)容達(dá)到詐騙的目的，比如，可以自行刻制票證上所需加蓋的印章、模仿簽發(fā)人的簽字、設(shè)法獲得合法開戶人的帳號(hào)、涂改已簽發(fā)票據(jù)的有關(guān)內(nèi)容(例如金額)等來達(dá)到詐騙的目的。為了真正解決票證安全問題，還必須對(duì)票證的內(nèi)容進(jìn)行加密和防偽。
不同的票證包含不同的內(nèi)容，這里以包含內(nèi)容最多的銀行簽發(fā)的本票為例來說明票證內(nèi)容特征的形成和提取方法。對(duì)于銀行本票而言，票證內(nèi)容包括兩部分，第一部分內(nèi)容是在票證制作過程中加入的防偽特征，第二部分內(nèi)容是在票證簽發(fā)過程中人工加入的信息。在銀行本票中，第一部分的防偽特征包括水印、金屬細(xì)絲、磁性油墨、紫外波段敏感圖案等，這些防偽特征雖然也可以認(rèn)為是前面所述的固有特征，但與彩色標(biāo)識(shí)纖維特征有本質(zhì)的區(qū)別。彩色標(biāo)識(shí)纖維是在票證載體制造過程中，在紙漿中加入彩色纖維而形成的，這些彩色標(biāo)識(shí)纖維在票證載體中出現(xiàn)的位置、方向、分布都是隨機(jī)的，任何兩張空白票證載體都不會(huì)有完全相同的彩色標(biāo)識(shí)纖維特征。而空白票證上特意印制的防偽特征，例如水印、金屬細(xì)絲、磁性油墨、紫外波段敏感圖案等對(duì)任何兩張同類票證都是相同的。第二部分內(nèi)容包括在本票簽發(fā)過程中人工加入的印鑒、漢字和阿拉伯?dāng)?shù)字金額、日期等，對(duì)這一部分內(nèi)容中金額的涂改會(huì)該銀行造成直接經(jīng)濟(jì)損失。
在票證載體中的第一部分內(nèi)容，例如水印、金屬細(xì)絲、磁性油墨、紫外波段敏感圖案等，與本發(fā)明相比，安全性明顯偏低，故只對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，而不用來生成本發(fā)明提出的票證指紋的特征。票證載體上的第二部分內(nèi)容，例如銀行本票簽發(fā)過程中人工加入的印鑒、漢字和阿拉伯?dāng)?shù)字金額、日期等，是生成票證內(nèi)容特征的主要依據(jù)，提取內(nèi)容特征的主要原理與過程如下所述首先在輸入的票證彩色圖像中的確定區(qū)域搜索印鑒、漢字和阿拉伯?dāng)?shù)字金額、日期等內(nèi)容信息，然后將提取的漢字和阿拉伯?dāng)?shù)字分別向水平和垂直方向投影，？著兩個(gè)投影真實(shí)地表示了這些內(nèi)容信息的存在形態(tài)，是鑒別是否被涂改的重要依據(jù)。接著提取印鑒圖像的位置信息，對(duì)于矩形印鑒提取四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)，對(duì)于圓形印鑒提取圓的圓心和半徑，這些參數(shù)可以完全描述印鑒圖像在票證中的幾何位置。這些票證重要內(nèi)容信息出現(xiàn)在票證載體中的精確幾何位置是防止偽造和涂改票證內(nèi)容的關(guān)鍵特征，因?yàn)闊o論是涂改票證內(nèi)容，還是偽造票證內(nèi)容都無法做到使這些票證內(nèi)容出現(xiàn)的位置和被仿造的票證完全一樣。使用的彩色圖像采集設(shè)備的最低精度為200DPI，最低定位精度為八分之一毫米，目前，600DPI的彩色掃描儀定位精度高達(dá)三十二分之一毫米，偽造者要想以這樣高的定位精度使票證內(nèi)容信息(例如金額或印鑒)與被仿造的票證完全一樣是不可能的。
票證加密信息的編碼。在完成了上述的票證固有特征和內(nèi)容特征的提取之后，采用信息容量更大的二維條形碼。一維條形碼是用黑白相間的條紋來表示信息，當(dāng)被表示的信息量較大時(shí)，這種表示方法需要較大的空間。二維條形碼則是黑白相間的方塊來表示信息，他不像普通條形碼那樣只在一個(gè)方向上進(jìn)行編碼，而是在兩個(gè)方向上進(jìn)行編碼，因此，在相同的面積上，二維條形碼能表示的信息量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通條形碼。本發(fā)明采用了國(guó)際上廣為使用的PDF-417二維條形碼編碼方式。首先對(duì)提取的固有特征和內(nèi)容特征所包含的各種參數(shù)和數(shù)據(jù)按規(guī)定的順序和格式進(jìn)行編碼，然后將該編碼表示為PDF-417二維條形碼圖形，并將該圖形用激光打印機(jī)打印在票證載體的固定區(qū)域。為了增加系統(tǒng)的防偽性能，采用非標(biāo)準(zhǔn)的PDF-417二維條形碼，一般的條形碼閱讀裝置無法解讀，只有根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的系統(tǒng)才能正確解讀。同標(biāo)準(zhǔn)的PDF-417編碼方式一樣，本發(fā)明在二維條形碼中采用了Read-Solomon糾錯(cuò)編碼技術(shù)，使得系統(tǒng)存在較強(qiáng)噪聲干擾時(shí)，仍能正確地解讀出二維條形碼。
票證驗(yàn)證。1)采用分辨率在200DPI以上的彩色圖像采集設(shè)備(通常為平板式彩色掃描儀)將被驗(yàn)確證的票證圖像輸入票據(jù)驗(yàn)證系統(tǒng)；2)票證驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)輸入的票證彩色圖像進(jìn)行版面布局分析，利用有關(guān)票證版面格式的先驗(yàn)知識(shí)和圖像分割技術(shù)，從輸入的票證彩色圖像中分割出打印了二維條形碼的區(qū)域，并讀取該二維條形碼；3)根據(jù)非標(biāo)準(zhǔn)PDF-417二維條形碼的編碼規(guī)則，對(duì)讀取的二維條形碼進(jìn)行解讀，從而得出票證固有特征和內(nèi)容特征的一系列參數(shù)和數(shù)據(jù)；4)根據(jù)解讀出的彩色標(biāo)識(shí)纖維采集區(qū)坐標(biāo)，從票證圖像中讀取在加密過程中所使用的彩色標(biāo)識(shí)纖維區(qū)域的圖像；5)對(duì)彩色標(biāo)識(shí)區(qū)的圖像進(jìn)行分析與處理，檢測(cè)出該區(qū)域內(nèi)所有的彩色標(biāo)識(shí)纖維，確定每根彩色標(biāo)識(shí)纖維的參數(shù)(起始坐標(biāo)、方向、直徑、顏色)，然后與二維條形碼所給出的這些彩色標(biāo)識(shí)纖維的參數(shù)想比較，看二者是否一致，從而確定票證載體本身的真?zhèn)危?)從輸入的票證彩色圖像包含的二維條形碼碼中解讀出各項(xiàng)票證內(nèi)容的有關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)，按照解讀出的位置坐標(biāo)分別確定各項(xiàng)票證參數(shù)所在的圖像區(qū)域，并從這些區(qū)域中利用圖像處理技術(shù)求得響應(yīng)的參數(shù)，將求得的參數(shù)與二維條形碼中解讀出的對(duì)應(yīng)參數(shù)比較一致性，從而確定各項(xiàng)票證內(nèi)容是否被涂改或偽造；7)比較各項(xiàng)參數(shù)的一致性，是一個(gè)定量分析的過程，因此，必須有定量判別標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明所使用的各項(xiàng)參數(shù)均為位置坐標(biāo)，故可用圖像的象素來表表示誤差。一個(gè)象素表示的實(shí)尺寸與使用的彩色圖像采集設(shè)備的精度有關(guān)，例如分辨率為200DPI的圖像采集設(shè)備，一個(gè)象素的實(shí)際尺寸為八分之一毫米。用來判別一致性定量標(biāo)準(zhǔn)通常取為2個(gè)象素。
本發(fā)明與現(xiàn)有的方法相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是利用票證載體(紙張)生產(chǎn)過程中加入的彩色標(biāo)識(shí)纖維作為代表票證載體唯一性的固有特征，利用信息處理技術(shù)解決了票證載體的防偽；同時(shí)利用圖像采集與處理技術(shù)從票證內(nèi)容中提取內(nèi)容特征并用于防止對(duì)票證內(nèi)容的偽造與涂改，并將上述兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合在一起，對(duì)票證載體本身(空白票證)和票證簽發(fā)時(shí)加入的內(nèi)容信息同時(shí)進(jìn)行防偽處理，形成每個(gè)票證所獨(dú)有的“票證指紋”，通過驗(yàn)證該“票證指紋”即可確定該票證是否為偽造或內(nèi)容已被涂改，安全性好，操作簡(jiǎn)單，使用方便。不是利用票證的制造難度來提高票證的安全性和防偽性能，而是既利用票證制造過程中形成的固有特征，又利用票據(jù)簽發(fā)過程中形成的內(nèi)容特征。票證的固有特征是在票證載體(紙張)制造過程中形成的隨機(jī)分布的彩色標(biāo)識(shí)纖維，這種彩色標(biāo)識(shí)纖維不但是隨機(jī)分布的，任何兩個(gè)票證載體上都不會(huì)出現(xiàn)完全精確相同的彩色標(biāo)識(shí)纖維分布。因此，用這種票證固有特征作為票證載體的防偽特征，可靠地確保了票證載體(空白票證)本身的防為性能。對(duì)票證內(nèi)容的加密處理，本質(zhì)上是從簽發(fā)后的票證中的內(nèi)容信息中提取出精確的位置與形狀描述參數(shù)，利用這些參數(shù)很容易鑒別出票證內(nèi)容是否被修改或偽造，從而確保票證內(nèi)容的安全性，不但保證了載體本身(空白票證)的不可復(fù)制，也確保了票證內(nèi)容的不可修改，從根本上確保了票證在使用與流通中的安全性。
四

圖1是本發(fā)明的票證加密過程流程示意圖。
圖2是本發(fā)明的加密碼的二維條形碼示意圖。
圖3是本發(fā)明的票證金額的水平投影圖。
圖4是本發(fā)明的票證驗(yàn)證過程流程示意圖。
五具體實(shí)施例方式
現(xiàn)以銀行匯票防偽為例來說明本發(fā)明實(shí)施的過程。
結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4，票證防偽系統(tǒng)硬件包括掃描儀、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)三部分。彩色掃描儀用來輸入票證圖像，要求其分辨率不低于200DPI，也可用相同分辨率的彩色攝像機(jī)代替彩色掃描儀。計(jì)算機(jī)為普通的PC機(jī)，在票證加密過程中，用來進(jìn)行圖像處理與分析，完成從票證圖像中提取票證固有特征和內(nèi)容特征，形成票證指紋；在票證驗(yàn)證過程中，用來對(duì)二維條形碼進(jìn)行解讀并對(duì)票證圖像的固有特征和內(nèi)容特征進(jìn)行驗(yàn)證，從而確定票證是否被偽造或涂改，計(jì)算機(jī)可以是連網(wǎng)的。打印機(jī)為分辨率200DPI以上的激光打印機(jī)或銀行專用的票證打印機(jī)，用來在票證加密過程中將票證指紋打印在票證載體上。
匯票加密過程。票證加密過程為①插入IC卡，輸入口令密碼；②操作員簽發(fā)含有彩色標(biāo)識(shí)纖維固有特征的票證，填寫票證內(nèi)容；③將簽發(fā)完的票證放入彩色掃描儀進(jìn)行掃描；④票證處理計(jì)算機(jī)提取票證固有特征和內(nèi)容特征；⑤將固有特征和內(nèi)容特征合成票證指紋并編碼；
⑥將票證指紋編碼轉(zhuǎn)換為二維條形碼；⑦將二維條形碼打印在預(yù)先確定的票證某一區(qū)域。
匯票固有特征提取與編碼。匯票的固有特征是指未簽發(fā)的空白匯票上具有的特征，其中包括彩色標(biāo)識(shí)纖維，水印，匯票的憑證號(hào)(角碼)等，這些固有特征都可以通過常規(guī)的圖像處理技術(shù)提取出來。將水印的特征進(jìn)行編碼，取票據(jù)中心點(diǎn)處為(0，0)，水印所出現(xiàn)區(qū)域?yàn)?138，300)→(460，600)，編碼為0138 0300 0460 0600；匯票角碼(憑證號(hào))為00142614，編碼為00142614；彩色標(biāo)識(shí)纖維特征包括形狀，長(zhǎng)度，位置，顏色等。對(duì)彩色標(biāo)識(shí)纖維特征的編碼為橫線編碼為01，斜線為02，豎線為03，圓為04等；纖維長(zhǎng)度根據(jù)其數(shù)值編碼；纖維的位置也用起始點(diǎn)相對(duì)與票據(jù)中心的距離編碼；顏色編碼為紅色01，綠色02等。
匯票內(nèi)容特征提取與編碼。匯票內(nèi)容特征是指匯票簽發(fā)過程中加入的信息，其中包括用戶的印章，匯票的金額。通常不對(duì)票證的全部范圍進(jìn)行固有特征的提取，而是用鼠標(biāo)在擇票證上人工地開出一個(gè)矩形窗口作為固有特征采集區(qū)域。窗口一經(jīng)選定，系統(tǒng)自動(dòng)記錄窗口的位置和區(qū)域的大小。為了確保機(jī)密的可靠性，通常所選擇的窗口內(nèi)應(yīng)當(dāng)包含五根以上非單一顏色的彩色標(biāo)識(shí)纖維。系統(tǒng)根據(jù)選定的窗口，在票據(jù)圖像中調(diào)出與窗口對(duì)應(yīng)的部分票據(jù)圖像，并對(duì)該部分圖像進(jìn)行票據(jù)固有特征的處理與分析。
利用圖像處理技術(shù)從匯票的彩色圖像中提取出印章及金額的圖像。對(duì)金額求出兩種特征一是其水平投影，二是金額關(guān)鍵筆畫與金額區(qū)域原有的橫線的交叉點(diǎn)坐標(biāo)，這兩種特征就完全確定了金額的位置和筆畫，是驗(yàn)證是否被涂改的重要依據(jù)。結(jié)合圖3，一種匯票金額的水平投影圖像的投影和交叉點(diǎn)的編碼為1.水平投影編碼0000000053472.交叉點(diǎn)編碼1100110001111印章的特征包括形狀，大小和位置，形狀編碼為圓形為0，方形為1，橢圓形為2，三角形為3等。印章大小的編碼方法為外接矩形的長(zhǎng)和寬數(shù)值，例如長(zhǎng)為0120，寬為0080，則編碼為佳1200080；位置取為外接矩形的中心相對(duì)于匯票中心的坐標(biāo)。
數(shù)據(jù)加密。在對(duì)匯票的固有特征和內(nèi)容特征編碼完成后，將它們合成統(tǒng)一的編碼，為了進(jìn)一步提高編碼的安全性，本發(fā)明利用3-DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)對(duì)該合成的編碼進(jìn)行加密處理，形成加密的匯票編碼。根據(jù)加密特征的多少，采用100位的數(shù)字編碼。對(duì)于本例所示的銀行匯票圖像，最終形成的密碼是0239328924321479435254890254080250227254985249929279254934979143917943141494194329002320922422342432二維條形碼表示。加密碼的二維條形碼用激光打印機(jī)將此二維條形碼打印在銀行匯票的背面。
匯票驗(yàn)證過程。票證驗(yàn)證過程為①插入IC卡，輸入口令密碼；②將被驗(yàn)證的票證放入彩色掃描儀進(jìn)行掃描；③在票證圖像中檢測(cè)出二維條形碼；④對(duì)二維條形碼進(jìn)行解碼；⑤根據(jù)解碼信息，驗(yàn)證票證圖像中的固有特征；⑥根據(jù)解碼信息，驗(yàn)證票證圖像中的內(nèi)容特征；⑦對(duì)偽造票證和涂改票證內(nèi)容進(jìn)行綜合判別與分析，給出綜合判別結(jié)果。
用彩色掃描儀將印有二維條形碼的銀行匯票的正反兩面圖像輸入計(jì)算機(jī)，如果系統(tǒng)配的是雙面掃描儀，則一次掃描即可完成，否則需要掃描兩次；對(duì)打印在銀行匯票背面的二維條形碼進(jìn)行解碼；對(duì)本實(shí)施例而言，其結(jié)果為0239328924321479435254890254080250227254985249929279254934979143917943141494194329002320922422342432根據(jù)解碼結(jié)果確定各種特征在圖像中的位置和參數(shù)；對(duì)固有特征和內(nèi)容特征進(jìn)行核對(duì)，其中包水印，憑證號(hào)，彩色標(biāo)識(shí)纖維，印章特征，金額特征等，根據(jù)核對(duì)的結(jié)果確定被驗(yàn)證的銀行匯票是否被偽造或涂改。
權(quán)利要求
1.一種基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法，其特征在于它由票證加密和票證驗(yàn)證過程組成，票證加密過程為①操作員簽發(fā)含有彩色標(biāo)識(shí)纖維固有特征的票證，填寫票證內(nèi)容；②將簽發(fā)完的票證放入彩色彩色圖像采集設(shè)備進(jìn)行掃描；③票證處理計(jì)算機(jī)提取票證固有特征和內(nèi)容特征；④將固有特征和內(nèi)容特征合成票證指紋并編碼；⑤將票證指紋編碼轉(zhuǎn)換為二維條形碼；⑥將二維條形碼打印在預(yù)先確定的票證某一區(qū)域；票證驗(yàn)證過程為①將被驗(yàn)證的票證放入彩色彩色圖像采集設(shè)備進(jìn)行掃描；②在票證圖像中檢測(cè)出二維條形碼；③對(duì)二維條形碼進(jìn)行解碼；④根據(jù)解碼信息，驗(yàn)證票證圖像中的固有特征；⑤根據(jù)解碼信息，驗(yàn)證票證圖像中的內(nèi)容特征；⑥對(duì)偽造票證和涂改票證內(nèi)容進(jìn)行綜合判別與分析，給出綜合判別結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法，其特征在于彩色標(biāo)識(shí)纖維的直徑為0.3-1毫米，彩色為紅、藍(lán)、綠、黃、黑色。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法，其特征在于用鼠標(biāo)在票證上開出一個(gè)矩形窗口作為固有特征采集區(qū)域，系統(tǒng)自動(dòng)記錄窗口的位置和區(qū)域的大小，所選擇的窗口內(nèi)包含五根以上非單一顏色的彩色標(biāo)識(shí)纖維，系統(tǒng)根據(jù)選定的窗口，在票據(jù)圖像中調(diào)出與窗口對(duì)應(yīng)的部分票據(jù)圖像，并對(duì)該部分圖像進(jìn)行提取票據(jù)固有特征的處理與分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法，其特征在于首先在輸入的票證彩色圖像中的確定區(qū)域搜索印鑒、漢字和阿拉伯?dāng)?shù)字金額、日期等內(nèi)容信息，然后將提取的漢字和阿拉伯?dāng)?shù)字分別向水平和垂直方向投影，接著提取印鑒圖像的位置信息，對(duì)于矩形印鑒提取四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)，對(duì)于圓形印鑒提取圓的圓心和半徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法，其特征在于對(duì)提取的固有特征和內(nèi)容特征所包含的各種參數(shù)和數(shù)據(jù)按規(guī)定的順序和格式進(jìn)行編碼，然后將該編碼表示為非標(biāo)準(zhǔn)的PDF-417二維條形碼圖形，并將該圖形用激光打印機(jī)打印在票證載體的固定區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法，其特征在于采用Read-Solomon糾錯(cuò)編碼技術(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法，其特征在于驗(yàn)證過程為1)采用分辨率在200DPI以上的彩色圖像采集設(shè)備將被驗(yàn)確證的票證圖像輸入票據(jù)驗(yàn)證系統(tǒng)；2)票證驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)輸入的票證彩色圖像進(jìn)行版面布局分析，利用有關(guān)票證版面格式的先驗(yàn)知識(shí)和圖像分割技術(shù)，從輸入的票證彩色圖像中分割出打印了二維條形碼的區(qū)域，并讀取該二維條形碼；3)根據(jù)非標(biāo)準(zhǔn)PDF-417二維條形碼的編碼規(guī)則，對(duì)讀取的二維條形碼進(jìn)行解讀，從而得出票證固有特征和內(nèi)容特征的一系列參數(shù)和數(shù)據(jù)；4)根據(jù)解讀出的彩色標(biāo)識(shí)纖維采集區(qū)坐標(biāo)，從票證圖像中讀取在加密過程中所使用的彩色標(biāo)識(shí)纖維區(qū)域的圖像；5)對(duì)彩色標(biāo)識(shí)區(qū)的圖像進(jìn)行分析與處理，檢測(cè)出該區(qū)域內(nèi)所有的彩色標(biāo)識(shí)纖維，確定每根彩色標(biāo)識(shí)纖維的參數(shù)(起始坐標(biāo)、方向、直徑、顏色)，然后與二維條形碼所給出的這些彩色標(biāo)識(shí)纖維的參數(shù)想比較，看二者是否一致，從而確定票證載體本身的真?zhèn)危?)從輸入的票證彩色圖像包含的二維條形碼碼中解讀出各項(xiàng)票證內(nèi)容的有關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)，按照解讀出的位置坐標(biāo)分別確定各項(xiàng)票證參數(shù)所在的圖像區(qū)域，并從這些區(qū)域中利用圖像處理技術(shù)求得響應(yīng)的參數(shù)，將求得的參數(shù)與二維條形碼中解讀出的對(duì)應(yīng)參數(shù)比較一致性，從而確定各項(xiàng)票證內(nèi)容是否被涂改或偽造；7)比較各項(xiàng)參數(shù)的一致性，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的位置坐標(biāo)，用圖像的象素來表示誤差，一致性定量標(biāo)準(zhǔn)取為2個(gè)象素。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于標(biāo)識(shí)纖維隨機(jī)分布的票證加密及驗(yàn)證方法。它由票證加密和票證驗(yàn)證過程組成,操作員簽發(fā)含有彩色標(biāo)識(shí)纖維的票證,填寫票證內(nèi)容,將票證放入彩色圖像采集設(shè)備掃描,計(jì)算機(jī)提取票證固有特征和內(nèi)容特征,并將其合成票證指紋并編碼,再將票證指紋編碼轉(zhuǎn)換為二維條形碼,并打印在票證某一區(qū)域,將被驗(yàn)證的票證進(jìn)行掃描,在票證圖像中檢測(cè)出二維條形碼并解碼,根據(jù)解碼信息,驗(yàn)證票證圖像中的固有特征和內(nèi)容特征,對(duì)偽造票證和涂改票證內(nèi)容進(jìn)行判別與分析,給出判別結(jié)果。本發(fā)明利用票證載體的彩色標(biāo)識(shí)纖維作為固有特征,利用票證內(nèi)容特征用于防止對(duì)票證內(nèi)容的偽造與涂改,安全性好,操作簡(jiǎn)單,使用方便。
文檔編號(hào)G06K9/20GK1385823SQ0211283
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2002年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月1日
發(fā)明者譚寅生, 張世皓, 楊靜宇 申請(qǐng)人:譚寅生