一种国画真伪鉴别方法及系统与流程

本发明涉及国画真伪鉴别领域，特别是涉及一种国画真伪鉴别方法及系统。

背景技术：

以往的国画真伪鉴别方法主要依赖于相关专家对国画作者的艺术风格与运笔习惯等多方面的感性鉴别，最大的缺点是太过于主观性，缺少了可量化与客观的鉴别指标。而且近年来造假技术不断提高，导致国画鉴别越来越困难，使得传统国画真伪鉴别方法难以为继。

使用计算机科学中的图像识别技术，通过宣纸纸纹特征来鉴别国画真伪，为国画鉴别提供了量化的、具有很强客观性的鉴别指标。这有助于提高国画鉴别的客观性与科学性，在国画鉴别市场上具有很大的发展潜力。

可是现在图像识别技术中用于两张判断图像是否相同的主要算法是均值哈希算法，但是由于此算法依赖于整张图像的平均灰度值，所以当其用于鉴别一些带有墨迹的国画图像时，墨迹与白纸两种极端的灰度值会相抵消，造成平均灰度值介于中间水平，图像的黑色墨迹部分永远小于平均灰度值，白色宣纸部分永远大于平均灰度值，不论真画假画，生成的整张图像的01识别码都一样，导致无法鉴别国画真伪。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种国画真伪鉴别方法及系统，提高国画真伪鉴别的可信度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种国画真伪鉴别方法，包括：

采集国画真迹的多个预设区域的宣纸纸纹特征；

采集待鉴定画作上多个与所述预测区域相同位置的宣纸纸纹特征；

通过灰度值比对算法对各所述国画真迹的预设区域与所述待鉴定画作相同位置的预设区域进行比对，得到多个相似度；

将所述相似度进行均值处理，得到待鉴定画作与国画真迹的相似度；

判断所述待鉴定画作与国画真迹的相似度是否小于预设阈值；

若是，则所述待鉴定画作为赝品；

若否，则所述待鉴定画作为真品。

可选的，所述采集国画真迹的多个预设区域的宣纸纸纹特征，具体包括：

通过电子显微镜摄像机或扫描仪设备，采集国画真迹的多个预设区域的宣纸纸纹特征。

可选的，所述采集待鉴定画作上多个与所述预测区域相同位置的宣纸纸纹特征，具体包括：

通过电子显微镜摄像机或扫描仪设备，采集待鉴定画作上多个与所述预测区域相同位置的宣纸纸纹特征。

可选的，所述通过灰度值比对算法对各所述国画真迹的预设区域与所述待鉴定画作相同位置的预设区域进行比对，得到多个相似度，具体包括：

将所述国画真迹和所述待鉴定画作相同位置的预设区域进行灰度化处理，得到两组灰度值矩阵；

将两组所述灰度值矩阵相减并绝对值化，得到两组灰度图的差异值矩阵；

根据两组所述灰度图的差异值矩阵，得到各所述国画真迹的预设区域与所述待鉴定画作相同位置的预设区域的相似度。

可选的，所述将所述相似度进行均值处理，得到待鉴定画作与国画真迹的相似度，具体包括：

将所述相似度采用公式y＝sum/l进行均值处理，得到待鉴定画作与国画真迹的相似度；

其中，sum＝y1+y2+y3+…+yl，y1、y2、y3...yl分别是真迹与待鉴定画作的l个预设区域的相似度，l为预设区域的数量，sum为l个预设区域的相似度之和，y为待鉴定画作与国画真迹的相似度。

一种国画真伪鉴别系统，包括：

第一采集模块，用于采集国画真迹的多个预设区域的宣纸纸纹特征；

第二采集模块，用于采集待鉴定画作上多个与所述预测区域相同位置的宣纸纸纹特征；

灰度值比对模块，用于通过灰度值比对算法对各所述国画真迹的预设区域与所述待鉴定画作相同位置的预设区域进行比对，得到多个相似度；

均值处理模块，用于将所述相似度进行均值处理，得到待鉴定画作与国画真迹的相似度；

判断模块，用于判断所述待鉴定画作与国画真迹的相似度是否小于预设阈值；

赝品结果输出模块，用于当所述待鉴定画作与国画真迹的相似度小于预设阈值时，输出所述待鉴定画作为赝品；

真品结果输出模块，用于当所述待鉴定画作与国画真迹的相似度大于或等于预设阈值时，输出所述待鉴定画作为真品。

可选的，所述第一采集模块，具体包括：

第一采集单元，用于通过电子显微镜摄像机或扫描仪设备，采集国画真迹的多个预设区域的宣纸纸纹特征。

可选的，所述第二采集模块，具体包括：

第二采集单元，用于通过电子显微镜摄像机或扫描仪设备，采集待鉴定画作上多个与所述预测区域相同位置的宣纸纸纹特征。

可选的，所述灰度值比对模块，具体包括：

灰度化处理单元，用于将所述国画真迹和所述待鉴定画作相同位置的预设区域进行灰度化处理，得到两组灰度值矩阵；

差异值矩阵确定单元，用于将两组所述灰度值矩阵相减并绝对值化，得到两组灰度图的差异值矩阵；

相似度确定单元，用于根据两组所述灰度图的差异值矩阵，得到各所述国画真迹的预设区域与所述待鉴定画作相同位置的预设区域的相似度。

可选的，所述均值处理模块，具体包括：

均值处理单元，用于将所述相似度采用公式y＝sum/l进行均值处理，得到待鉴定画作与国画真迹的相似度；

其中，sum＝y1+y2+y3+…+yl，y1、y2、y3...yl分别是真迹与待鉴定画作的l个预设区域的相似度，l为预设区域的数量，sum为l个预设区域的相似度之和，y为待鉴定画作与国画真迹的相似度。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种国画真伪鉴别方法及系统，通过采集国画真迹的多个预设区域的宣纸纸纹特征和待鉴定画作上多个与预测区域相同位置的宣纸纸纹特征；再通过灰度值比对算法对各国画真迹的预设区域与待鉴定画作相同位置的预设区域进行比对，得到多个相似度；将相似度进行均值处理，得到待鉴定画作与国画真迹的相似度，根据此相似度与预设阈值的比较结果，确定待测画作真假。本发明基于宣纸纸纹特征与灰度值匹配算法的国画真伪鉴别方法的技术方案，进行国画真伪鉴别具有操作简单，可靠性高且有客观的可量化的鉴定依据等优点，且可以解决传统算法对国画鉴别无能为力的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明国画真伪鉴别方法流程图；

图2为本发明国画真伪鉴别系统结构图；

图3为本发明预设区域灰度值对比算法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种国画真伪鉴别方法及系统，提高国画真伪鉴别的可信度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

图1为本发明国画真伪鉴别方法流程图。如图1所示，一种国画真伪鉴别方法包括：

步骤101：采集国画真迹的多个预设区域的宣纸纸纹特征，具体包括：

通过电子显微镜摄像机或扫描仪设备，采集国画真迹的多个预设区域的宣纸纸纹特征。

采集的每个预设区域要大小适中，在能看清宣纸纸纹的前提下尽可能大为最佳。将采集到的预设区域数据，包括预设区域位置数据上传到数据库。该预设区域位置、数量可以是人为指定也可以机器随机指定。

步骤102：采集待鉴定画作上多个与所述预测区域相同位置的宣纸纸纹特征，具体包括：

通过电子显微镜摄像机或扫描仪设备，采集待鉴定画作上多个与所述预测区域相同位置的宣纸纸纹特征。

步骤103：通过灰度值比对算法对各所述国画真迹的预设区域与所述待鉴定画作相同位置的预设区域进行比对，得到多个相似度，具体包括：

将所述国画真迹和所述待鉴定画作相同位置的预设区域进行灰度化处理，得到两组灰度值矩阵。

将两组所述灰度值矩阵相减并绝对值化，得到两组灰度图的差异值矩阵。

根据两组所述灰度图的差异值矩阵，得到各所述国画真迹的预设区域与所述待鉴定画作相同位置的预设区域的相似度。

进一步地，本步骤中的灰度值比对算法包括：

1)将两个对应的预设区域进行灰度化处理，得到两张灰度图，即两个灰度值矩阵。

2)将两个灰度值矩阵相减并绝对值化，得到两张灰度图的差异值矩阵。

3)将差异值矩阵中的元素按由小到大分成a[0]-a[m]等m+1类。

4)按不同的权重将a[0]-a[m]的数据取出，并计算两个预设区域的相似度。

步骤104：将所述相似度进行均值处理，得到待鉴定画作与国画真迹的相似度，具体包括：

将所述相似度采用公式y＝sum/l进行均值处理，得到待鉴定画作与国画真迹的相似度。

其中，sum＝y1+y2+y3+…+yl，y1、y2、y3...yl分别是真迹与待鉴定画作的l个预设区域的相似度，l为预设区域的数量，sum为l个预设区域的相似度之和，y为待鉴定画作与国画真迹的相似度。

步骤105：判断所述待鉴定画作与国画真迹的相似度是否小于预设阈值。

步骤106：若是，则所述待鉴定画作为赝品。

步骤107：若否，则所述待鉴定画作为真品。

实施例2：

对应于实施例1，本发明还提供一种国画真伪鉴别系统。图2为本发明国画真伪鉴别系统结构图。如图2所示，一种国画真伪鉴别系统包括：

第一采集模块201，用于采集国画真迹的多个预设区域的宣纸纸纹特征。

第二采集模块202，用于采集待鉴定画作上多个与所述预测区域相同位置的宣纸纸纹特征。

灰度值比对模块203，用于通过灰度值比对算法对各所述国画真迹的预设区域与所述待鉴定画作相同位置的预设区域进行比对，得到多个相似度。

均值处理模块204，用于将所述相似度进行均值处理，得到待鉴定画作与国画真迹的相似度。

判断模块205，用于判断所述待鉴定画作与国画真迹的相似度是否小于预设阈值。

赝品结果输出模块206，用于当所述待鉴定画作与国画真迹的相似度小于预设阈值时，输出所述待鉴定画作为赝品。

真品结果输出模块207，用于当所述待鉴定画作与国画真迹的相似度大于或等于预设阈值时，输出所述待鉴定画作为真品。

所述第一采集模块201，具体包括：

第一采集单元，用于通过电子显微镜摄像机或扫描仪设备，采集国画真迹的多个预设区域的宣纸纸纹特征。

所述第二采集模块202，具体包括：

第二采集单元，用于通过电子显微镜摄像机或扫描仪设备，采集待鉴定画作上多个与所述预测区域相同位置的宣纸纸纹特征。

所述灰度值比对模块203，具体包括：

灰度化处理单元，用于将所述国画真迹和所述待鉴定画作相同位置的预设区域进行灰度化处理，得到两组灰度值矩阵。

差异值矩阵确定单元，用于将两组所述灰度值矩阵相减并绝对值化，得到两组灰度图的差异值矩阵。

相似度确定单元，用于根据两组所述灰度图的差异值矩阵，得到各所述国画真迹的预设区域与所述待鉴定画作相同位置的预设区域的相似度。

所述均值处理模块204，具体包括：

均值处理单元，用于将所述相似度采用公式y＝sum/l进行均值处理，得到待鉴定画作与国画真迹的相似度。

其中，sum＝y1+y2+y3+…+yl，y1、y2、y3...yl分别是真迹与待鉴定画作的l个预设区域的相似度，l为预设区域的数量，sum为l个预设区域的相似度之和，y为待鉴定画作与国画真迹的相似度。

实施例3：

本实施例提供一种具体的国画真伪鉴别方法，具体步骤如下：

步骤s1：通过电子显微镜等数字化设备将国画真迹的多个预设区域的宣纸纸纹特征化为图像，并存入计算机。

通过电子显微镜摄像机或扫描仪等设备，采集国画固定区域的图像数据。采集的每个预设区域要大小适中，在能看清宣纸纸纹的前提下尽可能大为最佳。采集个数为l。将采集到的预设区域数据，包括预设区域位置数据上传到数据库。该预设区域位置、数量可以是人为指定也可以机器随机指定。

步骤s2：通过电子显微镜等数字化设备将待鉴定画作上多个相同位置的预设区域的宣纸纸纹特征化为图像并存入计算机。

根据上述步骤s1中采集的预设区域位置，在待鉴定的国画相同区域以同一大小继续采集预设区域。本例中数量同样为l个，且与真迹的预设区域一一对应，位置相同。

步骤s3：通过灰度值比对算法对所有位置相同的国画真迹的预设区域与待鉴定画作的预设区域进行比对，得到多个相似度。

取真迹的一个预设区域与待鉴定国画的与之对应的预设区域运用灰度值比对算法进行比对，可以计算出两个预设区域的相似度。其它的所有预设区域全部如此处理，可得到多个相似度。步骤s3灰度值比对算法流程如图3所示，具体的算法过程包括以下步骤：

步骤s31：将两个对应的预设区域进行灰度化处理，得到两张灰度图，即两个灰度值矩阵。

每一个预设区域都被调整成了n*n的图片，一共有n*n个像素点，进行灰度化处理之后，每一个像素点都对应0-255的像素值。值越低表示颜色越深，如果是0，那么表示该像素点是黑色，是255则表示该像素点是白色。一个预设区域就是一个n*n的像素矩阵，矩阵的每一个元素值在0-255之间，对应着一个像素点的像素值。

步骤s32：将两个矩阵相减并绝对值化，得到两张灰度图的差异值矩阵。

将两矩阵的第一个元素相减并求绝对值，这就是这两个预设区域在第一个像素点的差异值，差异值越大说明区别越大，越不相似，差异值越小说明区别越小，越相似。然后对所有像素点都这样计算，最后得到一个n*n的差异值矩阵，共有n*n个差异值。

步骤s33：将差异值按由小到大分成a[0]-a[m]共m+1类。

将差异值按照大小分类，a[0]从0开始，a[m]到255结束，如：

a[0]：0-x1

a[1]：x1-x2

...

a[m]：xm-255

a[0]-a[m]这m+1类中囊括了所有可能出现的差异值。

步骤s34：按不同的权重将a[0]-a[m]的数据取出，并计算两个预设区域的相似度。

由分类可知越靠近a[0]类差异值越小，代表越相似，越靠近a[m]类代表差异值越大，越不相似。如果分到a[0]类的差异值个数很多，表示两个预设区域的n*n个差异值整体偏小，两个预设区域非常相似。由此设计下面的权重公式来表示两张图的相似程度：

y＝λ0*a[0]+λ1*a[1]+λ2*a[2]+λ3*a[3]+λ4*a[4]+λ5*a[5]+λ6*a[6]+λ7*a[7]+λ8*a[8]+λ9*a[9]+...+λm*a[m]

y＝y/(n*n)*100

y即为两个n*n大小的预设区域的相似度。

步骤s4：对多个相似度进行均值处理，得到的结果则为待鉴定画作与国画真迹的相似度。

将步骤s1、s2中所取得的l个预设区域一一通过步骤s3中的灰度值比对算法的计算，可以得到真迹与待鉴定品每一个对应预设区域之间的相似度。对这l个相似度进行均值化处理，结果就是两幅画之间的相似度，即真迹与待鉴定品的相似度。

sum＝y1+y2+y3+…+yl

y＝sum/l

y1、y2、y3...yl分别是真迹与待鉴定画作的l个预设区域的相似度，y即为均值化之后的相似度，即真迹与待鉴定画作的相似度。

步骤s5：根据此相似度与预设阈值的比较结果，确定待测画作真假。

如果高于预设阈值，则认为待鉴定品就是真品，如果低于，则待鉴定品是赝品。其中，预设阈值为以往多次实验所确定的结果，是区分真迹与赝品的分界线。

实施例4：

为了验证本发明对国画真伪的鉴别效果，特做如下实验：

用印章在不同的宣纸上以相同的力度印上图案，以其中一幅作为真品，一幅作为赝品。由于印章相同，力度相同，真品赝品图案一致，肉眼难以区分。采集真品的预设区域数据，录入数据库，之后再分别拿出真品和赝品作为待鉴定画作，尝试鉴定。

本次实验中将图像大小设置为8*8，m设置为9，预设区域个数l设置为20。

将a[0]-a[9]分类设定如表1所下：

表1差异值分类情况

将方案中权重公式设定如下：

y＝a[0]+a[1]*0.7+a[2]*0.4+a[3]*0.1-a[5]-a[6]*2-a[7]*3-a[8]*4-a[9]*5

y＝y/64*100

待鉴定画作为赝品时，结果如表2所示：

表2赝品鉴别情况

待鉴定画作为真迹时，结果如表3所示：

表3真迹鉴别情况

通过上述内容可知，本发明技术方案的实验结论为：

赝品相似度只有46.19％，而真品相似度有76.85％，可以有效鉴别出国画真伪。

本发明与现有技术技术相比，具有下列优势：

1.本发明通过宣纸纸纹的唯一性检测真伪，令国画造假者无法伪造。

2.本发明采用的灰度值比对算法可以完全的比对整个预设区域的成像数据，灰度图是靠着灰度值的差异来成像的，两张不同的灰度图，其本质也是因为两张图的灰度值分布不同。本发明通过比对灰度值来鉴别真伪，比一些单纯的从几何信息入手的国画真伪鉴别方法更为有效。

3.本发明取多个预设区域计算相似度，最后求平均值的方法令鉴定结果非常稳定，有效避免鉴定失误。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。