专利名称：物质指纹的图像采集方法
技术领域：
本发明涉及一种商品、证件或有价证券载体(如纸张)中防伪信息的采集方法，特别涉及一种在制造过程中，采用随机添加荧光纤维材料形成随机纹理结构——物质“指纹”的防伪载体的指纹图像采集方法。
在上述的防伪方法中，防止造假者伪造这种物质指纹是一个重要问题。这种物质指纹是难以伪造的，如果造假者通过扫描载体的表面，来获得物质指纹表面的图像，再利用精密的打印机或复印机来复制这些指纹图像，并将其复制在载体的表面上，这种伪造的方法会受到许多因素的约束，当然具体实施起来也非常困难。尽管如此，仍存在着使用该方法进行伪造的可能。
发明内容
由于使用在物质中生成物质指纹的防伪方法进行防伪的载体具有一定的厚度，因此那些随机分布在载体中的荧光纤维不是平面地分布在载体的表面，而是立体地分布在载体中；造假者使用在物质的表面复印、打印的方法伪造的物质指纹图像仅能复制在载体表面上。有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种物质指纹图像的采集方法，使得人们能够很容易地判断出得到的物质指纹是立体地分布在载体中还是平面地复制在载体的表面上，从而识别出该物质指纹的真伪。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的一种物质“指纹”的图像采集方法，用于采集随机分布在物质中的由添加的荧光纤维所形成的“指纹”纹理结构，其特征在于，该方法至少包括以下几个步骤1)将物质“指纹”立体结构的三维图像分为至少两个层面的二维图像；2)用光源照射该物质；3)分次采集该至少两个层面的二维图像，得到物质“指纹”立体结构在所选层面上的二维图像。
上述的步骤3)，可以是利用一个摄像设备，将摄像设备的焦距分别调整为摄像设备到所述的各层面二维图像的距离，并分别对该至少两个层面的二维图像进行拍摄，得到物质“指纹”在相应层面的二维图像；也可以利用具有两个或两个以上摄像头的摄像设备，将每一个摄像头的焦距分别调整为摄像头到所述的各层面二维图像的距离；或是利用具有一个摄像头的摄像设备，通过分次调整焦距，将其焦距分次调整为摄像头到所述的各层面二维图像的距离，分次拍摄物质“指纹”在相应层面的二维图像。
所述的对至少两个层面的二维图像进行拍摄，可以为拍摄物质“指纹”上表面的二维图像和物质“指纹”下表面的两个层面的二维图像。
本方法中调整焦距可以是通过旋转摄像设备的镜头来调整其透镜与所述的各层面二维图像之间的成像距离。
由上述方案可以看出，本发明的关键在于多次调整摄像设备的焦距，对经光源照射的随机添加了荧光纤维的防伪物质进行拍摄，采集物质“指纹”不同层面的二维图像。
因此，本发明所提供的物质指纹的图像采集方法，可以采集到物质2层、3层或更多层不同层面的指纹图像，由于荧光纤维是以三维立体结构随机分布在物质中，所以不同层面的指纹图像是不同的。载体中的指纹纹理，靠近上表面的指纹将在焦距位于图像上表面的图像上呈现清晰的线条，而在焦距位于图像下表面的图像上呈现比较模糊的形状，反之，靠近下表面的指纹将在焦距位于图像下表面的图像上呈现清晰的线条，而在焦距位于图像上表面的图像上呈现比较模糊的形状。对比之下，采用精密的打印机或复印机来复制出这些指纹图像，只是将指纹复制或打印在载体表面上，通过分层成像技术，上表面和下表面的图像一个是全清晰的图像，另一个是全模糊的图像，这样，利用分层成像技术以及图像处理技术就能够很容易地由得到的指纹图像判断出该指纹是立体地分布在载体中还是印刷在载体的表面上，也就能够识别出真正的物质指纹和假冒的物质指纹。
图2为使用
图1所示实施例的设备得到的一幅指纹的上层二维图像。
参见图1，本发明的一个较佳实施例的设备构成。本实施例是对添加了红外荧光纤维材料的纸张，进行指纹的图像采集。如图1所示，本实施例使用的设备包括一台计算机11，一个800*600分辨率的带有CMOS光电传感器的摄像头12，(这里还可以使用带有CCD光电传感器的摄像头)它们之间通过USB连接线13相连接，另外还有一个红外线光源14，其中，在PC机上安装有摄像头的驱动软件和抓取图像软件，其指纹图像采集的步骤如下步骤1将待拍摄的载体——添加了红外荧光纤维材料的纸张放在一个水平面上。
步骤2给红外光源接通电源，使红外光照射在需要采集的纸张的指定部分。
步骤3将摄像头放置在与纸张平面大约10厘米左右的位置上，保持摄像头的透镜平面与纸张平面平行，将摄像头固定下来。
步骤4使用计算机上的抓图软件，如snap抓图软件，在计算机上得到纤维纹理结构(即指纹)的二维图像，调整摄像头的焦距，使得靠近上层的纤维线条清晰，拍下静态的图像，即图2，相似地，多次微调摄像头的焦距，可以拍到下层、中层或更多其他层次上的二维图像。
参见图2，使用图1所示实施例的设备得到的一幅物质指纹的上层的二维图像。图2中，清晰的线条为靠近上表面的指纹纹理，比较模糊的线条为靠近下表面的指纹纹理。
微调摄像头的焦距后，可以拍到物质的下表面(或更多层次)的指纹图像，在下表面的指纹图像中，清晰的线条为靠近下表面的指纹纹理，比较模糊的线条为靠近上表面的指纹纹理。
本发明的另一个较佳实施例是使用两个摄像头与计算机连接，使用红外光源照射添加了红外荧光纤维材料的纸张，调整两个摄像头的焦距，分别调整为摄像头到物质上表面和下表面的距离，拍摄物质的上表面和下表面两个层次的指纹图像。得到的物质指纹的上表面的二维图像中，靠近上表面的二维图像纹理线条清晰，靠近下表面的二维图像纹理线条比较模糊；指纹下表面的二维图像中，靠近下表面的指纹纹理线条清晰，靠近上表面的指纹纹理线条比较模糊。
对比之下，如果是采用精密的打印机或复印机来复制出这些指纹图像，只是将指纹复制或打印在载体表面上，通过本方法得到的上表面的二维图像会是个全清晰的图像，下表面的二维图像则是个全模糊的图像。这样，利用分层成像技术以及图像处理技术就能够很容易地由得到的指纹图像判断出该指纹是立体地分布在载体中还是印刷在载体的表面上，也就能够识别出真正的物质指纹和假冒的物质指纹。
由此可见，本发明的物质指纹的图像采集方法，依据荧光纤维随机并立体地分布在载体中，形成指纹的立体结构，分多次采集物质的指纹图像，得到物质指纹在不同层面上的不同图像，能够有效地识别出通过在载体表面复印或打印物质指纹图像的造假方法。
权利要求
1.一种物质“指纹”的图像采集方法，用于采集随机分布在物质中的由添加的荧光纤维所形成的“指纹”纹理结构，其特征在于，该方法至少包括以下几个步骤1)将物质“指纹”立体结构的三维图像分为至少两个层面的二维图像；2)用光源照射该物质；3)分次采集该至少两个层面的二维图像，得到物质“指纹”立体结构在所选层面上的二维图像。
2.如权利要求1所述的物质“指纹”的图像采集方法，其特征在于所述的步骤3)，是利用一个摄像设备，将摄像设备的焦距分别调整为摄像设备到所述的各层面二维图像的距离，并分别对该至少两个层面的二维图像进行拍摄，得到物质“指纹”在相应层面的二维图像。
3.如权利要求2所述的物质“指纹”的图像采集方法，其特征在于所述的利用一个摄像设备，将摄像设备的焦距分别调整为摄像设备到所述的各层面二维图像的距离，是利用具有两个或两个以上摄像头的摄像设备，将每一个摄像头的焦距分别调整为摄像头到所述的各层面二维图像的距离。
4.如权利要求2所述的物质指纹的图像采集方法，其特征在于所述的利用一个摄像设备，将摄像设备的焦距分别调整为摄像设备到所述的各层面二维图像的距离，并分别对该至少两个层面的二维图像进行拍摄，是利用具有一个摄像头的摄像设备，通过分次调整焦距，将其焦距分次调整为摄像头到所述的各层面二维图像的距离，分次拍摄物质“指纹”在相应层面的二维图像。
5.如权利要求2或4所述的物质指纹的图像采集方法，其特征在于所述的对至少两个层面的二维图像进行拍摄，为拍摄物质“指纹”上表面的二维图像和物质“指纹”下表面的两个层面的二维图像。
6.如权利要求2、3或4所述的物质指纹的图像采集方法，其特征在于所述的调整焦距是通过旋转摄像设备的镜头来调整其透镜与所述的各层面二维图像之间的成像距离。
全文摘要
本发明公开了一种物质“指纹”的图像采集方法，用于采集随机分布在物质中的由添加的荧光纤维所形成的“指纹”纹理结构，其特征在于，该方法至少包括以下几个步骤1)将物质“指纹”立体结构的三维图像分为至少两个层面的二维图像；2)用光源照射该物质；3)分次采集该至少两个层面的二维图像，得到物质“指纹”立体结构在所选层面上的二维图像。本发明方法使得人们能够很容易地判断出得到的物质指纹是立体地分布在载体中还是平面地复制在载体的表面上，能够有效地识别出通过在载体表面复印或打印物质指纹图像的造假方法。
文档编号G06K9/20GK1475960SQ0212572
公开日2004年2月18日 申请日期2002年8月14日 优先权日2002年8月14日
发明者杨栋毅, 孟宪军, 李志刚, 高原, 胡也南, 彭敏, 杨慧杰 申请人:北京兆日科技有限责任公司