隐形编码全息防伪膜的制作方法

专利名称:隐形编码全息防伪膜的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及防伪【技术领域】，具体公开一种隐形编码全息防伪膜，包括防伪信息层，所述防伪信息层中包含全息防伪图文和隐形编码。本实用新型的隐形编码全息防伪膜可利用成熟的全息模压工艺生产，成本低，具有双重防伪效果：其全息防伪图文适于通过肉眼辨别真伪；还可通过手持式设备（例如智能手机）的解码程序显示隐形编码隐藏的信息。
【专利说明】隐形编码全息防伪膜

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及防伪【技术领域】，具体涉及一种隐形编码全息防伪膜。

【背景技术】
[0002] 全息防伪商标有助于打击假冒伪劣产品，具有广泛的应用，如各种酒制品及其他 高档商品的包装等。然而，现在市场上使用的全息防伪膜已经经历了多年的发展，在结构和 防伪力度上越来越失去可信度。
[0003] 近年来，随着智能手机的快速普及，特别是苹果手机的风靡，已实现运用智能手机 开放的可编程模块读取全息防伪商标上的编码信息W显示更多的商品信息。
[0004] 将全息防伪技术与可通过智能手机解码的编码信息相结合，W形成隐形编码全息 防伪膜的双重防伪技术，将是未来防伪技术的一个方向。 实用新型内容
[0005] 本实用新型旨在克服现有技术的上述问题W及其他问题，将全息防伪技术与智能 手机编码技术相结合，W提供具有双重防伪功能的隐形编码全息防伪膜。
[0006] 本实用新型提供一种隐形编码全息防伪膜，包括防伪信息层，所述防伪信息层中 含全息防伪图文，W及与所述全息防伪图文重叠、交叠和/或分离布置的隐形编码。
[0007] 所述隐形编码可W为通过使用对智能设备开放的可编程接口编写程序所输出的 离散编码点，并且可通过使用智能终端设备的解码程序显示所述隐形编码的隐藏信息。
[0008] 所述隐藏信息可W包含文字、图像、语音文件、视频文件，或它们的组合。
[0009] 所述全息防伪图文可W为全息图文、条形码、二维码，或它们的组合。
[0010] 本实用新型的隐形编码全息防伪膜具有双重防伪效果，美观且适用于公众防伪； 可通过手持式设备(例如智能手机)的解码程序显示其隐藏的信息。可利用成熟的全息模压 工艺生产，制作成本低。通过将随机生成的隐码(包含隐藏信息的散列编码点）附加到全息 防伪图文，可W同时解决防伪与溯源的需求，识别过程简单。

【附图说明】

[0011] 图1A至图1D分别示意性示出本实用新型的隐形编码全息防伪膜中的防伪信息层 不同形式。
[0012] 图2A和图2B分别示意性示出根据本实用新型的隐形编码全息防伪膜的剖面结 构。
[0013] 图3为本实用新型的隐形编码全息防伪膜的防伪信息层的制作工艺流程图。
[0014] 图4示意性示出用于识别本实用新型的隐形编码全息防伪膜的系统。
[0015] 附图标记；基膜层1、信息载体层2、防伪信息层21、高反射锻膜层3、热烙压敏胶层 41、背胶层42、离型层5、全息防伪图文211、隐形编码212

【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0017] 本实用新型将全息防伪技术与智能手机编码技术相结合，对现有的全息防伪膜进 行升级，将包含隐形编码的离散编码点附加到全息防伪图文，W提供本实用新型的隐形编 码全息防伪膜，该防伪膜中包括防伪信息层21。信息层21是通过全息模压媒版热压印而形 成的光栅图文，其包括一般的全息防伪图文211和隐形编码212。
[001引首先参考图1A至图1D，分别示意性地示出四种不同布置形式的防伪信息层。从图 中可见，全息防伪图文211可W为全息图文、条形码、二维码等等，并且也可W是该几种的 组合的形式。所述防伪信息层21中包含全息防伪图文211和隐形编码212,隐形编码212 与全息防伪图文211可W重叠、交叠和/或分离布置。
[0019] 全息防伪图文211可衍射出色彩丰富、动态变化、多通道及多维的光变效果全息 防伪图像，可通过肉眼辨别具有炫丽衍射光变的真伪，适用于公众防伪。隐形编码212则隐 藏于防伪信息层21中，其例如可W为离散编码点，如此在与全息防伪图文211重叠时，不会 与全息防伪图文211互相干扰，也不影响产品美观。
[0020] 该离散编码点可W是使用对智能设备开放的可编程接口编写程序，所输出的编码 信息，并且可W通过智能设备(诸如智能手机的手持式智能设备）的解码程序显示其隐藏信 息，如此实现双重的防伪效果。该些隐藏信息例如可W是文字、图像、语音文件、视频文件 等，或是它们的组合。
[0021] 参考图2A和图2B，示意性地示出本实用新型的隐形编码全息防伪膜的两种具体 形式的剖面结构，其中图2A所示为烫金膜形式的隐形编码全息防伪膜；图2B所示为复合膜 (或全转移膜）形式的隐形编码全息防伪膜。
[0022] 当本实用新型的隐形编码全息防伪膜为烫金膜（图2A)时，其自下而上依次包括基 膜层1、离型层5、信息载体层2、防伪信息层21、锻膜层3和热烙压敏胶层41。
[0023] 基膜层1是涂布的载体，可W采用塑料薄膜作为基膜层。其他涂层均匀地附着于 基膜层1上。离型层5附着于基膜层1上，其原料通常采用烙点在80-9(TC的蜡。离型层5 在烫金膜的使用中起离解作用。
[0024] 信息载体层2用于承载全息信息，通过涂布液经涂布设备转移到基膜层1上并干 燥，形成信息载体层2。可W通过热压印技术将防伪信息层21转移到信息载体层2上。
[0025] 高反射锻膜层3附着在防伪信息层21上，其通常为具有高反射性能的金属或介 质，并且可W通过真空蒸锻的方法形成。锻膜层3的存在能够提高全息膜的亮度，方便利用 反射光直接观察全息防伪图。热烙压敏胶层4为该隐形编码全息防伪烫金膜的最外一层， 其作用为在产品使用时粘附到承印物表面。
[0026] 当本实用新型的隐形编码全息防伪膜为复合膜（或全转移膜）（图2B)时，其自下 而上依次包括基膜层1、信息载体层2、信息层21、高反射锻膜层3和背胶层42。从图2B中 可见，本实用新型的隐形编码全息防伪复合膜(或全转移膜）与图2A所示的烫金膜类似，但 不包括离型层，并且在为复合膜时，基膜层1在使用中不分离；而在为全转移膜时，基膜层1 在复合转移的过程中分离，并且可W回收再利用。
[0027] 本实用新型的隐形编码全息防伪膜大体上可W利用成熟的全息模压工艺进行生 产，成本较低。本实用新型的特点在于其中的防伪信息层的制作。参考图3,示出用于制作 该隐形编码全息防伪膜中的防伪信息层的工艺流程。从图中可见，制作方法主要包括w下 几个步骤：
[002引首先在步骤S1，通过智能手机开放的可编程接口编写程序，输出隐形编码，例如离 散编码点。之后在步骤S2,将所述隐形编码(离散编码点）与全息防伪图文绘制在一起；并 在步骤S3中利用全息拍摄或光刻技术，制作具有隐形编码全息防伪图文的光刻胶版；接着 在步骤S4中利用电铸技术，制作全息模压媒版；之后利用热压复印技术，将所述全息模压 媒版上的隐形编码全息防伪图文印至信息承载层上，W形成防伪信息层。
[0029] 本领域技术人员将理解，根据防伪膜的具体形式，可W在W上制备过程步骤之前、 之间W及之后，相应地增加合适的操作。例如在烫金膜的情况中，在将全息防伪图批量压印 复制前，需要将信息承载层2涂布在基膜层1上。防伪信息层21形成之后，利用真空锻膜 技术，在防伪信息层21上锻高反射的金属膜或介质膜，形成高反射锻膜层3 ;涂布热烙压敏 胶层41或背胶层42到高反射锻膜层3上。最后可W分切防伪膜，W应用于产品上。
[0030] 如此制作的产品可衍射出色彩丰富美观、动态变化、多通道及多维的光变效果全 息防伪图像，不仅可通过肉眼辨别具有炫丽衍射光变的真伪，适用于公众防伪；信息层中还 隐藏编码，可通过手持式设备(智能手机）的解码程序显示其隐藏的信息，如文字、图像、语 音文件或视频文件等，具有双重防伪效果，可应用于防伪商标等领域。
[0031] 在本实用新型的烫金膜的具体使用中，由于在烫金时烫金膜受到高温和一定的压 力，受温度和压力的作用，离型层5作为各层中烙点最低的部分首先开始烙融转化为液体， 在剥离力的作用下该层首先发生破坏，从而将承载信息层21的信息载体层2与基膜层5分 离。随着温度和压力的增加，热烙压敏胶层4开始软化并且出现粘性，当胶层粘附力的作用 大于烙融了的蜡层结合力时，烫金材料被转移到承印物上，基膜层1被剥离，从而实现完整 的烫金过程。
[0032] 在本实用新型的复合膜(或全转移膜)的具体使用中，利用背胶层4的粘附性，使用 复合设备将具有全息信息的基材和另一基材复合并熟化。从而将带有隐形编码的全息防伪 膜转移到承印物上。如上文所述，当本实用新型的全息防伪膜为复合膜时，基膜层1在复合 过程中不分离；而当本实用新型的全息防伪膜为全转移膜时，该基膜层将在复合过程中分 离，并且可W被回收再利用。
[0033] 参考图4,示出根据本实用新型，使用手持式设备(例如智能手机)对本实用新型的 隐形编码全息防伪膜进行识别，W解码显示隐藏信息的系统。该系统主要包括两个部分：智 能终端设备(例如智能手机)，在其中包括用于扫描和识别本实用新型的隐形编码全息防伪 膜的装置，W及用于对本实用新型的隐形编码全息防伪膜进行检索和匹配的数据服务器。
[0034] 下面分别进行描述。
[00巧]本实用新型的实施例还提供了一种扫描和识别上述隐形编码全息防伪膜的装置， 该装置包括视频捕获模块和隐码分析模块，其中视频捕获模块用于扫描隐形编码全息防伪 膜，完成视频捕获；隐码分析模块用于对视频捕获模块扫描隐形编码全息防伪膜得到的图 像进行图像预处理，并解析经过预处理后的图像中的隐码，对解析得到的隐码模式加密后 通过无线网络发送至一数据服务器进行检索和匹配。无线网络可采用通用分组无线服务技 术（General Packet Radio Service, GPRS)网络或 3G 网络。
[0036] 视频捕获模块可应用于An化oid、iOS、Windows Phone (简称WP)等智能操作系统， 覆盖市面上具有摄像头的智能手机、笔记本电脑、平板电脑等设备，其主要功能为根据不同 的操作系统建立完备的视频捕获平台，引导用户使用摄像头扫描感兴趣的材料(包括二维 码、一维条码或激光防伪标签等)。视频捕获模块可通过如下方式扫描隐形编码全息防伪 膜，完成视频捕获：
[0037] (a)选择视频捕捉设备巧日智能终端设备的摄像头)，定义摄像头的各项参数如是 否预览、图像格式、预览峽数、预览尺寸等，然后设置预览回调函数，在回调函数中接收、分 析每一峽，开始预览过程，从而启动视频捕捉设备，并设置定时器；
[0038] (b)摄像头每隔一设定时间定焦一次，该设定时间通过上述定时器设置，例如可设 置每隔1砂进行一次对焦，对焦成功后拍摄一副图像，然后另起一线程，将图像指针指向隐 码分析模块，由隐码分析模块解析；同时拍照线程(主线程）置状态字(例如置状态字为1或 者除0 W外的其他数值)使得摄像头停止拍照，但摄像头继续进行视频捕获、对焦任务，等待 隐码分析模块处理；
[0039] (C)当隐码分析模块线程结束，可能得到分析成功或失败的结果。若隐码分析模块 解析成功，也即成功获得了隐码模式，则结束视频捕获模块的此次工作；若未能获得隐码模 式，则提醒用户需再试一次，可返回执行（b)。无论上述何种情形，当用户返回到视频捕获界 面，主线程清除状态字(使状态字为0)，重新开始间隔1砂对焦拍照分析的过程。
[0040] 隐码分析模块对视频捕获模块扫描得到的图像进行预处理，获取分布于图像中的 自定义随机码字，对自定义随机码字模式识别、分析，使用密钥对自定义码字加密，计算出 固定长度的密文并通过无线网络将密文发送到云端的数据服务器。云端数据服务器则对接 收的密文进行解密，快速检索服务器中的服务分类码，匹配适用的编码并反馈相应信息，再 次利用无线网络（GPRS或3G)将结果信息发送至用户的智能终端设备，用户可根据相应信 息鉴别商品的真伪及溯源。
[0041] 具体地，隐码分析模块包括图像预处理单元、隐码模式分析单元和隐码模式加密 单元。经过对焦，拍照获得的图像易受光影变化、天气、拍摄者的影响，需通过图像预处理单 元对图像进行预处理。针对图像特点，本实施例先后对图像进行同态滤波、直方图均衡化与 Canny算子边缘检测，使图像中突出隐码模式与噪点分布。下面分别对同态滤波、直方图均 衡化与Canny算子边缘检测该3个图像处理过程做进一步说明：
[004引 （1)同态滤波：
[0043] 拍照获得的图像动态范围很大，而感兴趣部分的灰度又很暗，图像细节没办法辨 认，采用一般的灰度级线性变换法效果不好。图像的同态滤波属于图像频率域处理范畴，其 作用是对图像灰度范围进行调整，通过消除图像上照明不均的问题，增强暗区的图像细节， 同时又不损失亮区的图像细节。
[0044] 自然景物的图像f(x，y)可由照明函数fi(x，y)和反射函数ff(x，y)的乘积表示。 fi(x，y)描述景物的照明，与景物无关车(x，y)包含景物的细节，与照明无关。
[0045] f(x, y) =fi (x, y)*f, (x, y)
[0046] 0<fi (X, y)< ;0<fr(x, y)<l (1)
[0047] 由于二者相乘，无法变换到频域再分开处理，故做如下处理：
[0048] 对式（1)取对数
[0049] lnf(x,y)=lnfi(x,y)+lnf,(x,y) (2)
[0050] 使在空间域变成相加关系，对式（2)取傅里叶变换
[0051] Fln(u, v)=Fi，in(u, v)+F"n(u，V) (3)
[005引式中，Fy。;照明函数在空间上变化缓慢，其频谱特性集中在低频段；Ffj。;反射函 数的频谱集中在高频段（图像中具有较多的细节和边缘)，反射函数描述的景物反映图像的 细节内容，其频率处于高频区域。
[0053] 假如图像照明不均，则图像上各部分的平均亮度会有起伏。对应于暗区的图像细 节结构就较难分辨，需要消除该种不均匀性。可W压缩照明函数的灰度范围，也就是在频域 上削弱照明函数的成分，同时增强反射函数的频谱成分，就可W增加反映图像对比度的反 射函数的对比度。结果，使图像上暗区图像细节得W增大，并尽可能大地保持亮区的图像细 节。乘上传递函数H(u，v)(同态滤波器)，低频段被压缩，而高频段却扩展了。
[0054] Gin (U, V) =Fin (U, V)地(U, V)
[00对=Gi, In (U, V) +Gr, In (U, V) ( 4 )
[0056] 然后求傅里叶反变换，得在对应空间域表达式
[0057] g(x, y)=exp{rMGin(u. v)}} (5)
[005引根据不同的图像特性和需要，选用不同的H(u，V)，对细节对比度差、分辨不清的图 像用同态滤波器处理后，图像画面亮度比较均匀，细节得W增强。
[0059] (2)直方图均衡化：
[0060] 经过同态滤波后，将图像转换为灰度图，由于许多图像的灰度值非均匀分布，其中 灰度值集中在一个小区间内的图像是很常见的。直方图均衡化是通过重新均匀地分布各灰 度值来增强图像对比度的方法。经过直方图均衡化的图像对二值化阔值选取十分有利。
[0061] 本实施例使用图像尺度变换；把在灰度区间[a, b]内的像素点映射到[Zi，zJ区 间。一般情况下，原始图像灰度区间[a, b]常常为空间[zi，zj的子空间，此时，将原区间内 的像素点Z映射成新区间内像素点Z'的函数表示为
[0062] + (5)
[0063] 上述映射关系实际上将[a, b]区间扩展到区间[Zi，zJ上，使图像黑的更黑，白的 更白。
[0064] (3)边缘检测：
[0065] 图像中需要提取隐码与噪点的位置，即图像中灰度发生急剧变化的区域边界。实 际上，该是一个典型的边缘检测问题。边缘检测的实质是采用某种算法来提取出图像中对 象与背景间的交界线，Canny算子是W待处理像素为中也的邻域作为进行灰度分析的基础， 实现对图像边缘的提取并已经取得了较好的处理效果。其基本步骤为：
[0066] 1、滤波。边缘检测主要基于导数计算，但受噪声影响。滤波器在降低噪声的同时 也导致边缘强度的损失。
[0067] 2、增强。增强算法将邻域中灰度有显著变化的点突出显示。一般通过计算梯度幅 值完成。
[0068] 3、检测。在有些图象中梯度幅值较大的并不是边缘点。最简单的边缘检测是梯度 幅值阔值判定。
[0069] 4、定位。精确确定边缘的位置。
[0070] Canny算子求边缘点具体算法步骤如下：
[0071] 1、用高斯滤波器平滑图像。
[0072] 2、用一阶偏导有限差分计算梯度幅值和方向。
[0073] 3、对梯度幅值进行非极大值抑制。
[0074] 4、用双阔值算法检测和连接边缘。
[00巧]经过预处理后的图像能够突出隐码模式与噪点分布，而本实施例的最终目的是将 隐码模式从噪点中提取出来并加W识别。本实施例中的隐码码字含有10个基数，每30位 构成一个隐码模式，可W计算得到所有隐码模式的数量为l〇w个。为得到含有噪点的隐码 模式，首先需要对隐码图像进行去噪，然后使用通过机器学习方法得到的分类函数识别上 述10个基数，最后对图像进行扫描，判别是否含有相应的隐码模式。
[0076] 因此，本实施例中，通过隐码模式分析单元将隐码模式从噪点中提取出来并加W 识别，包括：采用针对二值图像的马尔科夫随机场模型对视频捕获模块扫描隐形编码全息 防伪膜得到的图像中含有噪点的隐码模式去噪，使用线性多类支持向量机的机器学习方法 进行模型训练得到分类函数，使用分类函数识别隐码图像的10个基数，对去噪后的图像进 行扫描W获得隐码模式序列。此外，通过隐码模式加密单元对解析得到的隐码模式加密，例 如使用私钥加密算法将隐码模式的字符串进行加密。下面分别对隐码图像去噪和隐码基数 识别的处理过程做进一步说明：
[0077] (1)隐码图像去噪：
[0078] 此处的图像去噪针对的是含有噪点的隐码模式。考虑到效率问题，本实施例采用 针对二值图像的马尔科夫随机场模型。假设噪声的数量少于真正的隐码模式，可W认为无 噪声的隐码模式中的任一点Xi与含噪声的隐码模式中的相应位置上点有较强的相关性， 同样也可W认为无噪声隐码模式中的相邻点Xi与X j.具有较强的相关性。我们将该样的具 有较强相关性的点对定义为一组邻域，于是就拥有了两种类型的邻域：（Xi，Yi)与（X。Xj.)。 将该两种先验知识编入到能量函数中，对于（Xi，yi)，能量函数取-nXiXj.，n为一个正的常 数，对（x^Xj.)，能量函数取-YXA.，Y为一个正的常数。另外，对于本实施例的隐码模式， 需要加入一个能量函数有利于单独点的出现，于是完整的能量函数形式为：
[0079]

【权利要求】
1. 一种隐形编码全息防伪膜，其特征在于，包括防伪信息层，所述防伪信息层中含全息 防伪图文，W及与所述全息防伪图文重叠、交叠和/或分离布置的隐形编码；所述全息防伪 图文为全息图文、条形码、二维码，或它们的组合。2. 如权利要求1所述的隐形编码全息防伪膜，其特征在于，所述隐形编码为通过使用 对智能设备开放的可编程接口编写程序所输出的离散编码点，并且可通过使用智能终端设 备的解码程序显示所述隐形编码的隐藏信息。3. 如权利要求2所述的隐形编码全息防伪膜，其特征在于，所述隐藏信息包含文字、图 像、语音文件、视频文件，或它们的组合。
【文档编号】G09F3-02GK204288255SQ201420141676
【发明者】宋广为, 王笑冰, 潘锋, 俞宏斐, 段云飞, 詹毅峰 [申请人]深圳大学, 深圳大学反光材料厂