基于纳米颗粒的荧光二维码防伪标识方法与流程

本发明涉及光学防伪领域，涉及一种基于纳米颗粒上转换发光的二维荧光分布编码防伪标识方法。

背景技术：

防伪是一种通过提取与识别特征信息来防止伪造、克隆等行为的技术措施。目前常接触到的防伪方式大致有激光标签、查询标签、安全线防伪纸、防伪油墨、无线防伪标签、特种纸张防伪等。防伪的目的在于帮助消费者鉴别物品真假，所以防伪技术应在方便消费者的同时尽可能做到难伪造且易识别。激光及查询标签形式的防伪，由于易于伪造，已逐步被舍弃或应用在中低端领域。而目前安全性较高的安全线防伪与特种纸张防伪，由于对设备的要求极高，所以一般设备难于复制，导致安全性很高，但同时也增加了防伪的成本。

当前社会，各种纸质文件、证书等伪造泛滥，造成了恶劣的社会影响。防伪油墨是目前较为常用的一种防伪方式，将防伪材料掺入普通油墨中随之印刷，进而在特定条件下显色以进行防伪识别。传统的荧光防伪材料是利用荧光在一般光线下肉眼不可见，而在特定光线下显现特定波长的图案来进行防伪，其本质是对印刷图案与荧光材料的加密，一旦识别所用上转换材料种类，便极易仿制，存在一定局限性。

技术实现要素：

本发明目的是利用上转换荧光材料制作在特定纹路上随机分布的荧光图案，根据荧光纹路图案强度信息、位置信息和颜色信息随机分布的特点，提出一种纳米颗粒荧光二维码防伪标识方法。将制备出的纳米荧光材料涂抹在有二维刻痕的基底上，由于制备出的光致发光材料在基底上的分布唯一，提取其在刻痕上的分布信息并入库。在防伪识别中，根据持有者拍摄的刻痕荧光分布照片与防伪库中信息做比对，即可判定其真伪。

一种基于纳米颗粒的荧光二维码防伪标识方法，其包括如下步骤：

建立防伪数据库；

拍摄待测样品照片；

提取所述待测样品照片中的识别编码，并将待测样品照片中的识别编码与防伪数据库中的信息进行比对，得到防伪识别结果；

其中，所述范围数据库的建立方法包括如下步骤：

制备荧光材料、制作防伪基底、制作防伪图样、拍摄防伪图片、提取特征信息、编码入库。

作为优选方案，所述制备荧光材料的方法为：

用激光烧结法合成荧光材料并压片，然后采用激光消融法制备出纳米荧光材料。

作为优选方案，所述防伪基底的制备方法为：

将作为基底的金属或纸张刻画出二维网格纹路，以便后续的防伪处理。

作为优选方案，所述防伪图样的制备方法为：

将所述荧光材料涂抹在所述步骤防伪基底上，由于刻痕的引流作用，荧光材料大多分布于刻痕造成的间隙中。

作为优选方案，所述防伪图片的拍摄方法为：

用波长为980nm的红外激光照射所述防伪图样，纳米颗粒在980nm激发下产生上转换荧光，由于纳米颗粒位置分布的随机性，得到荧光空间随机分布的图样，并进行拍照，作为防伪信息提取的依据。

作为优选方案，所述特征信息的提取方法为：

编程防伪图片中的荧光信息特征，将其颜色、亮度、与位置信息关联编码，生成本图样对应的防伪识别编码。

作为优选方案，所述编码入库的方法为：

将防伪识别编码存入数据库，以便鉴定调用。

作为优选方案，所述待测样品的拍摄方法与拍摄防伪图片和提取特征信息的操作相同。

本发明提出一种新的二维荧光分布编码防伪技术，利用上转换荧光材料制作在特定纹路上随机分布的荧光图案，根据荧光纹路图案强度信息和位置信息随机分布的特点，将制备的光致发光材料在二维刻痕上的分布信息编码入库进行防伪鉴定与识别。由于荧光材料在基底上分布的随机性与荧光材料的稳定性，所以此防伪方式保密性高、稳定性强。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、由于荧光材料在基底上分布完全随机，所以做出的防伪图样无法复制。

2、本方法可实现建模与防伪的全自动化。只需输入所拍样品照片，即可进行实时分析得到防伪结果。

3、上转换荧光材料稳定性高，且高温下不褪色，所以制作出的防伪样张保存时间久，不易失效。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明流程图；

图2为本发明纹路示意图；

图3为本发明实施例预测精度结果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

本发明目的是利用上转换荧光材料制作在特定纹路上随机分布的荧光图案，根据荧光纹路图案强度信息和位置信息随机分布的特点，提出一种纳米颗粒荧光二维编码防伪标识方法。

本实施例利用激光烧结法与激光消融法制备纳米荧光上转换材料，由于制备出的光致发光材料在基底上的分布唯一，提取其在刻痕上的分布信息并入库。在防伪识别中，根据持有者拍摄的刻痕荧光分部照片与防伪库中信息做比对，即可判定其真伪。

为了实现上述目的，采用了如下技术方案：

防伪图样的制备处理与编码步骤如下，如图1所示：

步骤1：制备荧光材料。用激光烧结法合成荧光材料并压片，然后采用激光消融法制备出纳米荧光材料。

步骤2：制作防伪基底。如图2a所示，将作为基底的金属或纸张刻画出二维网格纹路，以便后续的防伪处理。

步骤3：制作防伪图样。将步骤1制作的纳米荧光材料涂抹在步骤2制作的基地上，由于刻痕的引流作用，荧光材料大多分布与刻痕造成的间隙中。

步骤4：拍摄防伪图片，效果图如图2b所示。用980nm的红外激光照射步骤3制作好的防伪图样，纳米颗粒在980nm激发下产生上转换荧光，由于其位置分布随机性，因此得到荧光空间随机分布的图样。拍摄照片，作为防伪信息提取的依据。

步骤5：提取特征信息。编程提取识别步骤4照片中的荧光信息特征，根据刻痕，提取在刻痕内的上转换荧光，并对其颜色、亮度、大小与二维刻痕的位置信息进行关联编码，生成本图样所对应的防伪识别编码。

步骤6：将防伪编码存入数据库，以便鉴定调用。

需进行防伪鉴定时，步骤如下：

步骤7：同步骤4、5，拍摄并提取特征信息。

步骤8：与防伪数据库中信息进行比对，鉴定待鉴定物品是否属于防伪数据库。

步骤9：鉴定精度验证。制作两个荧光防伪图案并在不同角度下拍摄照片。每种图案分别取15张、16张、17张……35张照片建立防伪数据库进行训练，并分别取30张照片作为待预测照片，再另加5张库外照片作为干扰项，带预测照片共计65张。防伪预测结果见图3。

以上实施例仅用于说明本发明的具体实施方式，而本发明的范围不仅限于上述实施例所描述的范围。

例如，该技术不仅可以应用在纸质文件的防伪，还可以做成防伪标签应用在其他防伪领域。

实施例的加密方式，可采用复合加密法，即除了对随机的位置、亮度及颜色信息进行编码入库，另可使用不同波长的激光照射产生上转换荧光拍照编码，提取不同波长下的特征信息编码入库，可以增加密码的复杂度进而进一步提高防伪级别。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。