專利名稱：物體表面微觀圖像防偽方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防偽技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種物體表面微觀圖像防偽方法。
(二)技術(shù)背景目前的防偽方法五花八門，如印刷圖像、熒光標(biāo)識(shí)、熱敏變色圖形等。但一般用肉眼能夠識(shí)別的標(biāo)記容易被仿制，可靠性較低。
使用激光全息圖像的標(biāo)識(shí)所需技術(shù)較高，制作隨機(jī)分布的微孔或凹坑作為防偽信息更具有唯一性的特點(diǎn)。這類標(biāo)識(shí)雖然不易仿制，但因標(biāo)識(shí)與物體是通過粘貼合為一體的，就難免被分離，造假者可能把真標(biāo)識(shí)再重復(fù)用于贗品上，使其不易辨別。因此這類防偽方法仍有漏洞。
在票據(jù)上直接打印經(jīng)加密處理的關(guān)鍵數(shù)據(jù)密文，的確增大可靠性，但加密方法一旦泄露，就毫無防偽作用了。
名畫等文物不可能在其上打印或加貼標(biāo)識(shí)，其真品的鑒定也是一直存在的難題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種利用物體表面微觀圖像進(jìn)行防偽的方法，無法仿制，確保可靠。
各種材料的物體，如常用的紙張、金屬、塑料等，即使生產(chǎn)環(huán)境完全相同，其表面微觀圖像中纖維形狀及分布、凹凸形態(tài)大小及分布總是各具特征。本發(fā)明即是利用物體表面某點(diǎn)的微觀圖像作為其防偽標(biāo)識(shí)。
本發(fā)明的物體表面微觀圖像防偽方法包括如下步驟①對(duì)于同一類物品確定用于防偽的特定區(qū)域；②通過電荷耦合(即CCD)光電轉(zhuǎn)換顯微攝影儀對(duì)該物品的特定區(qū)域放大攝影，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字化圖像送入計(jì)算機(jī)；③計(jì)算機(jī)對(duì)所得圖像信號(hào)進(jìn)行處理，提取圖像微觀特征基元數(shù)據(jù)，將圖像特征基元數(shù)字化數(shù)據(jù)與物品其它檢驗(yàn)信息一起編碼存入計(jì)算機(jī)；
④按上述②、③步驟提取待檢物品表面的特定區(qū)域的微觀圖像特征數(shù)字化數(shù)據(jù)；⑤通過聯(lián)網(wǎng)獲取原存儲(chǔ)的物品的微觀圖像特征的數(shù)字化數(shù)據(jù)；⑥計(jì)算機(jī)比較二者同異，判斷真?zhèn)巍?br> 本發(fā)明的物體表面微觀圖像防偽方法利用了物品表面的微觀圖像特征，對(duì)于每件物品該特征均是隨機(jī)的獨(dú)特的，無法仿制，確保防偽鑒定的充分可靠。且此種防偽標(biāo)志，無需粘貼或?qū)ξ锲分苯犹幚?，?duì)物品毫無損害，特別適用于文物書畫、機(jī)密文件及貴重商品的防偽。鑒別時(shí)與物品無需直接接觸，也可反復(fù)在各種場(chǎng)合進(jìn)行鑒定，鑒定所需設(shè)備簡(jiǎn)單，放大倍數(shù)不大于200倍的顯微攝影光電轉(zhuǎn)換器成本低，計(jì)算機(jī)處理程序均可存貯在機(jī)內(nèi)。鑒定快捷準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單，易于推廣使用。


圖1為本物體表面微觀圖像防偽方法實(shí)施的流程圖；圖2為本物體表面微觀圖像防偽方法選取微觀圖像存貯面積示意圖；圖3為本物體表面微觀圖像防偽方法鑒定時(shí)攝取的微觀圖像與原存貯面積關(guān)系示意圖；圖4為本物體表面微觀圖像防偽方法定位攝影輔助工具示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明的物體表面微觀圖像防偽方法包括如下步驟①確定需防偽物品用于防偽的特定區(qū)域；一般防偽區(qū)域面積為0.1～10平方毫米。
②放大攝影通過CCD光電轉(zhuǎn)換顯微攝影儀對(duì)該物品的特定區(qū)域放大攝影，放大倍數(shù)為30～200倍，并經(jīng)光電轉(zhuǎn)換成為模擬視頻電信號(hào)，經(jīng)視頻采集器采集并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字化圖像送入計(jì)算機(jī)；③計(jì)算機(jī)處理計(jì)算機(jī)對(duì)所得圖像信號(hào)進(jìn)行處理，提取圖像微觀特征基元數(shù)據(jù)，將圖像特征基元數(shù)據(jù)與物品其它檢驗(yàn)信息一起編碼存入計(jì)算機(jī)；a計(jì)算機(jī)對(duì)所得圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化處理，使其轉(zhuǎn)換為最多只含255個(gè)級(jí)別亮度信息的灰度圖像；
b使圖像邊緣銳化，強(qiáng)化圖像特征，此為常規(guī)處理方法，例如用高斯平滑濾波器和拉普拉斯銳化濾波器以自適應(yīng)平滑算法和拉普拉斯算法銳化圖像邊緣；c提取圖像微觀特征基元數(shù)據(jù)，此為常規(guī)處理方法，例如用廣義霍夫(Hough)變換方法提取圖像特征基元，作為圖像微觀特征基元標(biāo)志數(shù)據(jù)，即作為鑒定時(shí)識(shí)別用的基準(zhǔn)特征標(biāo)志；如圖2所示，對(duì)所得圖像進(jìn)行取舍，保留中心部分M，其面積約為所攝取圖像總面積的5％～100％；d需防偽物品的其它宏觀信息進(jìn)行數(shù)字化處理成為編碼，如物品類別、年代等信息或排列序號(hào)以及微觀圖像制作方式等信息，此類信息編碼轉(zhuǎn)換為條形碼或系列號(hào)打印在需防偽的物品上或其所附文件上；e將c、d所得的物品微觀和宏觀標(biāo)志編碼合并作為物品識(shí)別特征數(shù)據(jù)，壓縮存入防偽信息數(shù)據(jù)庫(kù)，此數(shù)據(jù)庫(kù)為多層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。
④聯(lián)網(wǎng)獲取待檢物品存儲(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)待檢物品上或其所附文件上的條形碼或系列號(hào)，通過聯(lián)網(wǎng)獲取微觀圖像防偽信息，如防偽特定區(qū)域位置和放大倍數(shù)、計(jì)算機(jī)處理過程等信息，以及原存儲(chǔ)的物品識(shí)別特征數(shù)據(jù)，包括微觀圖像特征和宏觀特征的數(shù)據(jù)；⑤待檢物品特征提取按上述②、③步驟提取待檢物品表面的特定區(qū)域的微觀圖像特征標(biāo)志數(shù)據(jù)；為避免因所取特定區(qū)域時(shí)誤差，造成所得微觀圖像的差異，鑒定時(shí)對(duì)所攝區(qū)域不作取舍，或者攝取的區(qū)域面積大于原存貯的顯微圖像區(qū)域面積2～30倍。如圖3所示，所攝取的面積大于原存貯面積M，保證M包含在所攝圖像內(nèi)。
⑥計(jì)算機(jī)比較二者同異，判斷真?zhèn)巍?br> 此為常規(guī)處理方法，例如計(jì)算機(jī)以遺傳算法確定遺傳代數(shù)和變異百分比，用遺傳搜索算法求解待檢物品圖像微觀圖像特征與存貯數(shù)據(jù)的個(gè)體適應(yīng)度。當(dāng)兩組數(shù)據(jù)特征匹配率大于90％時(shí)，認(rèn)為完全匹配，即為真品，計(jì)算機(jī)發(fā)出成功信號(hào)。而匹配率小于90％時(shí)，認(rèn)為不匹配，即為贗品，計(jì)算機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
實(shí)施例1安官牛黃丸的真?zhèn)舞b別在藥丸生產(chǎn)包裝完成后的最后一步為存儲(chǔ)防偽微觀圖像。以包裝盒商標(biāo)右上角10平方毫米為防偽區(qū)域。可采用工具幫助快速定位。如圖4所示的定位工具，主托板1上有攝影孔2，主托板1兩相鄰的側(cè)邊上有與其垂直的擋板3，當(dāng)包裝盒放在主托板1上兩側(cè)面靠住擋板3時(shí)，防偽特定區(qū)域恰處于攝影孔2上，方便定位攝影。用CCD光電轉(zhuǎn)換顯微攝影儀對(duì)特定區(qū)域放大攝影，放大倍數(shù)為30倍，并經(jīng)光電轉(zhuǎn)換成為視頻電信號(hào)，經(jīng)視頻采集器采集并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字化圖像送入檢驗(yàn)專用計(jì)算機(jī)，經(jīng)灰度化處理和邊緣銳化，如圖2所示取所攝取圖像中心的5％面積提取圖像特征基元數(shù)字化信息，與藥品生產(chǎn)中的生產(chǎn)日期批號(hào)等條形碼信息合并壓縮存入檢驗(yàn)計(jì)算機(jī)。
鑒定時(shí)，聯(lián)網(wǎng)根據(jù)條形碼即取得該待檢藥存儲(chǔ)的防偽微觀圖像信息。對(duì)藥盒的特定區(qū)域10平方毫米按30倍放大攝影后計(jì)算機(jī)處理，得到微觀圖像基元數(shù)字信息。因存儲(chǔ)的微觀圖像基元取自特定防偽區(qū)域的中心5％面積，固鑒定時(shí)與原存儲(chǔ)時(shí)防偽區(qū)域的定位即使稍有差異，所存微觀圖像基元仍在所攝取的圖像內(nèi)。計(jì)算機(jī)用遺傳搜索算法求解待檢藥盒圖像微觀圖像特征與存貯數(shù)據(jù)的個(gè)體適應(yīng)度，當(dāng)兩組數(shù)據(jù)特征匹配率大于90％時(shí)為真品。
實(shí)施例2名畫的防偽鑒定經(jīng)專家鑒定后的名畫，在畫面的取特定區(qū)域0.1平方毫米放大200倍攝影，并將計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)字化微觀圖像信息存儲(chǔ)。同時(shí)將該畫的鑒定日期、鑒定專家及存儲(chǔ)的防偽信息的計(jì)算機(jī)網(wǎng)址等有關(guān)信息轉(zhuǎn)為條形碼打印在該畫的鑒定證書上。
鑒定時(shí)根據(jù)該畫的條形碼得知存儲(chǔ)的防偽信息的計(jì)算機(jī)網(wǎng)址，聯(lián)網(wǎng)取得防偽特定區(qū)域位置和放大倍數(shù)、計(jì)算機(jī)處理過程等信息，以防偽區(qū)域?yàn)橹行娜?平方毫米面積放大200倍攝影，之后數(shù)字化得微觀圖像特征數(shù)據(jù)。因所攝取面積大于存儲(chǔ)時(shí)面積，縱然稍有偏差，存儲(chǔ)的微觀圖像基元仍在所攝取的圖像內(nèi)。計(jì)算機(jī)與聯(lián)網(wǎng)所得原數(shù)據(jù)比較，當(dāng)兩組數(shù)據(jù)特征匹配率大于90％時(shí)為真品。
實(shí)施例3
證件的防偽鑒定證件制作完成后，取5平方毫米特定區(qū)域放大120倍攝影，計(jì)算機(jī)處理后，取所攝取圖像中心的30％面積提取圖像特征基元數(shù)字化信息存儲(chǔ)。并將證件頒發(fā)單位、時(shí)間及序號(hào)以及微觀圖像制作信息數(shù)字化以條形碼打印在證件上。
鑒定時(shí)根據(jù)條形碼信息取得微觀圖像制作信息及存儲(chǔ)的微觀圖像數(shù)據(jù)。對(duì)特定區(qū)域5平方毫米進(jìn)行放大120倍攝影，處理后提取微觀圖像基元，與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)比較鑒別。
權(quán)利要求
1一種物體表面微觀圖像防偽方法，其特征為包括如下步驟①確定物品用于防偽的特定區(qū)域；②放大攝影，放大倍數(shù)為30～200倍，并經(jīng)光電轉(zhuǎn)換成為模擬視頻電信號(hào)，經(jīng)視頻采集器采集并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字化圖像送入計(jì)算機(jī)；③計(jì)算機(jī)處理，包括灰度化處理、圖像邊緣銳化，提取圖像特征基元，作為圖像微觀特征基元標(biāo)志數(shù)據(jù)，壓縮存入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)；④聯(lián)網(wǎng)獲取待檢物品存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；⑤按上述②、③步驟提取待檢物品表面的特定區(qū)域的微觀圖像特征標(biāo)志數(shù)據(jù)；⑥計(jì)算機(jī)比較二者同異，判斷真?zhèn)巍?br> 2根據(jù)權(quán)利要求1所述的物體表面微觀圖像防偽方法，其特征為防偽區(qū)域面積為0.1～1 0平方毫米。
3根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的物體表面微觀圖像防偽方法，其特征為對(duì)所得圖像進(jìn)行取舍，保留部分面積約為所攝取圖像總面積的5％～100％。
4根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的物體表面微觀圖像防偽方法，其特征為待檢物品的其它宏觀信息進(jìn)行數(shù)字化處理，如物品類別、年代等信息或排列序號(hào)條形碼以及微觀圖像制作方式等信息；物品微觀圖像特征標(biāo)志數(shù)據(jù)和宏觀標(biāo)志編碼合并作為物品識(shí)別特征數(shù)據(jù)，壓縮存入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)。
5根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的物體表面微觀圖像防偽方法，其特征為計(jì)算機(jī)比較待檢物品圖像微觀圖像特征與存貯數(shù)據(jù)的個(gè)體適應(yīng)度，當(dāng)兩組數(shù)據(jù)特征匹配率大于90％時(shí)，認(rèn)為完全匹配，即為真品；匹配率小于90％時(shí)，認(rèn)為不匹配，即為贗品。
6根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的物體表面微觀圖像防偽方法，其特征為鑒定時(shí)對(duì)所攝區(qū)域不作取舍，或者攝取的區(qū)域面積大于原存貯的顯微圖像區(qū)域面積2～30倍。
全文摘要
本物體表面微觀圖像防偽方法利用物體表面某點(diǎn)的微觀圖像作為其防偽標(biāo)識(shí)。確定防偽區(qū)域，對(duì)該區(qū)域放大攝影，將數(shù)字圖像送入計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信號(hào)處理，提取圖像微觀特征基元，與物品其它檢驗(yàn)信息一起編碼壓縮存入計(jì)算機(jī)。鑒定時(shí)按同樣方法提取待檢物品表微觀圖像特征數(shù)據(jù)；聯(lián)網(wǎng)獲取原存儲(chǔ)的物品微觀圖像特征數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)比較二者同異，判斷真?zhèn)?。每件物品的微觀特征均是隨機(jī)的獨(dú)特的，無法仿制，本法確保防偽鑒定的充分可靠。且無需粘貼或?qū)ξ锲分苯犹幚?，?duì)物品毫無損害，特別適用于文物書畫、機(jī)密文件及貴重商品的防偽。鑒別時(shí)與物品無需直接接觸，也可反復(fù)在各種場(chǎng)合進(jìn)行鑒定，鑒定所需設(shè)備簡(jiǎn)單，快捷準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單，易于推廣使用。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1564148SQ200410022300
公開日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者寇建國(guó) 申請(qǐng)人:寇建國(guó)