字画微观纹理的图像采集装置及其采集方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及字画真伪鉴定领域，特别是设及一种字画微观纹理的图像采集装置及 其采集方法。
【背景技术】
[0002] 防伪技术是指为了达到防伪目的而采取的措施，它在一定范围内能准确鉴别真 伪，并不易被防止和复制的技术。传统的字画防伪的鉴别方式主要依赖专家对字画风格、运 笔等方面的感性判断，该方式最大的缺点是主观因素影响太多，缺少客观的、可W量化的鉴 别手段。然而，随着科技的进步和发展，造假技术也是日益提高，尤其是字画方面，由于印刷 水平的提高，印刷品在宏观形态上足假乱真。因此使用现代科技技术手段进行字画真 伪鉴定W及字画防伪是极为必要的。
[0003] 申请号为CN103065109A的中国发明专利说明书中公开了一种基于字画微观纹理 的防伪方法，利用宣纸纹理的独特性，唯一性和稳定性，实现了微观纹理图像的自动化比 对。该防伪方法公开了在真品字画上选取采样点的步骤，具体是指在字画作品上选取采样 点，使用光学显微镜将某个点放大100倍，采集字画微观纹理的微观纹理图像，并存入数据 库。当需要鉴定时，在采样点放大100倍，并采集字画微观纹理图像，通过比对两幅图像的 相似性来判断字画的真伪性。然而，不同采样点的微观纹理图像的清晰度不同并不相同，并 且显微镜采集的字画微观纹理往往在印泥W及墨迹处清晰，而在宣纸空白处模糊，因此如 何选取采样点显得至关重要。在上述发明中，由于显微镜放大倍数较高，人工操作会带来较 大误差，稍微移动可能就导致微观纹理图像完全不同。因此亟需一种能在字画微观纹理中 自动定位的采集方法和采集装置。
【发明内容】
[0004] 鉴于W上所述现有技术的缺点，本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种字 画微观纹理的图像采集装置，该装置可W对字画微观纹理图像中的最优特征点自动定位， 并自调整到最优特征点的上方进行字画微观纹理图像的自动采集。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供一种字画微观纹理的图像采集装置，包括=维运动 平台、显微镜和计算机，所述显微镜固定连接在所述=维运动平台上，所述显微镜、=维运 动平台均与所述计算机相连接。
[0006] 优选地，所述显微镜为手持式显微镜，所述显微镜的上端连接适配镜，所述显微镜 的下端为放大倍数可切换的物镜。
[0007] 优选地，所述物镜包括放大倍数为1倍、10倍和200倍的=组镜头。
[0008] 优选地，所述适配镜上设有图像传感器。
[0009] 本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种图像采集装置的字画微观纹理的 采集方法，该方法可W对字画微观纹理图像中的最优特征点进行精准定位，并调整图像采 集装置的移动位置，W最优特征点作为图像中屯、点来自动采集字画微观纹理图像。
[0010] 为实现上述目的，本发明提供一种上述字画微观纹理的采集方法，包括如下步 骤：
[0011] S1、设定显微镜的放大倍数，通过显微镜拍摄字画的第一全局图像；
[0012] S2、在S维运动平台的运动坐标系内，将显微镜在X'r平面内移动一个向量a= 狂'i，r1)，然后拍摄字画的第二全局图像；
[0013] S3、在计算机中，将上述第一全局图像和第二全局图像放在同一个图像坐标系中， 设第一全局图像的一个轮廓点在图像坐标系中的坐标为狂1，Yi)，第二全局图像的对应轮廓 点在图像坐标系中的坐标为狂2,Y2)，计算出第二全局图像相对于第一全局图像的偏移向量 为b=化-Xi，Y2-Yi)，计算出运动坐标系与图像坐标系内的向量映射关系M= ^，其中|a| 为向量a的模，|b|为向量b的模；
[0014] S4、在图像坐标系中，确定第二全局图像的图像中屯、点坐标，设为狂4,Y4)，并利用 图像灰度梯度特征，采用图像处理算法，找到第二全局图像中灰度变化最明显的点，作为最 优特征点，设最优特征点的坐标为狂3,Ys);
[0015] S5、S维运动平台带动显微镜在运动坐标系的x'r平面内移动，沿X'轴方向移动 M*化-X4)，沿r轴方向移动M*化-Y4)，此时显微镜到达最优特征点的正上方；
[0016] S6、将显微镜的放大倍数放大为原来的n倍，然后拍摄字画的第一局部图像，在图 像坐标系中，确定第一局部图像的中屯、点坐标，设为狂Yg)，并利用图像灰度梯度特征，采 用图像处理算法，确定第一局部图像中最优特征点的坐标，设为狂e，Ye);
[0017] S7、S维运动平台带动显微镜在运动坐标系的x'r平面内移动，沿X'轴方向移动 M*化-Xe)/n，沿r轴方向移动M*化-Ye)/n，此时显微镜移动到达最优特征点的正上方； [001引 S8、进一步增大显微镜的放大倍数，然后拍摄字画的第二局部图像；
[0019] S9、利用图像灰度梯度特征，采用图像处理算法，找到第二局部图像中灰度变化最 明显的点，作为最优特征点，将该最优特征点处的微观纹理图像和坐标保存到数据库中。
[0020] 优选地，在步骤S1、S2中，显微镜的放大倍数为1，在步骤S6中，显微镜的放大倍 数为10,在步骤S8中，显微镜的放大倍数为200。
[0021] 优选地，在步骤S2中，将显微镜在X'r平面内移动一个向量a=狂'1，r1)，然 后连续拍摄多帖字画的第二全局图像。
[0022] 优选地，步骤S4、S6、S9中，通过图像处理算法中的计算Harris角点的方法，找到 字画图像中灰度变化最明显的点，作为最优特征点。
[002引优选地，步骤S4、S6、S9中，先将字画图像通过同态滤波和直方图均衡化进行规范 化处理，再找出最优特征点的坐标。
[0024] 优选地，步骤S3中，所述边缘轮廓点为字画全局图像左下角的轮廓角点。
[0025] 如上所述，本发明设及的字画微观纹理的图像采集装置及采集方法，具有W下有 益效果：通过该采集方法和采集装置可W对字画微观纹理图像中的最优特征点自动定位， 并自调整到最优特征点的上方进行字画微观纹理图像的自动采集。
【附图说明】
[0026] 图1为图像采集装置的结构示意图。
[0027] 图2为显微镜的移动图。
[002引图3为第二字画全局图像A2相对第一全局图像A1的偏移图。
[0029] 图4为第二全局图像A2的坐标系。
[0030] 图5为第一局部图像A3的坐标系。
[003U 图6为第二局部图像A4的坐标系。
[0032] 元件标号说明
[0033] 1 S维运动平台
[0034] 2 显微镜
[003引 21 适配镜
[0036] 22 物镜
[0037] 3 计算机
[003引 4 载物台
[0039] A1 第一全局图像
[0040] A2 第二全局图像
[0041] A3 第一局部图像
[0042]A4 第二局部图像
[0043]B1、B2、B3 最优特征点
【具体实施方式】
[0044]W下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人±可由本说明 书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0045] 须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用W配合说明书所揭 示的内容，W供熟悉此技术的人±了解与阅读，并非用W限定本发明可实施的限定条件，故 不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明 所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范 围内。同时，本说明书中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中间"等的用语，亦仅为便于 叙述的明了，而非用W限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更 技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0046] 如图1所示，本发明提供一种字画微观纹理的图像采集装置，包括=维运动平台 1、显微镜2和计算机3,所述显微镜2固定连接在所述=维运动平台1上，所述显微镜2、= 维运动平台1均与所述计算机3相连接。所述显微镜2的下方设有载物台4,所述载物台4 的上方置有待采集的字画，所述=维运动平台1可W带动显微镜2在=维空间内运动，显微 镜2将拍摄的字画位置的数字信号传输到计算机3,计算机3根据字画的位置通过本发明 提供的采集方法输出控制信号，显微镜2根据控制信号调整位置并采集字画的微观纹理图 像。使用该装置可W对字画微观纹理图像中的最优特征点自动定位，并自调整到最优特征 点的上方进行字画微观纹理图像的自动采集。字画微观纹理，包括字画材质纤维微观纹理 和颜料、墨汁在材质上的附着与扩散纹理。
[0047] 优选地，所述显微镜2为手持式显微镜，所述显微镜的上端连接适配镜21，所述显 微镜2的下端为放大倍数可切换的物镜22。进一步地，所述物镜22包括放大倍数为1倍、 10倍和200倍的=组