一种多光谱隐形防伪标识及其检测装置、检测方法与流程

本发明涉及光学检测技术领域，具体涉及一种多光谱隐形防伪标识及其检测装置、检测方法。

背景技术：

防伪技术是指为了达到防伪目的而采取的措施，防伪技术在一定范围内能准确鉴别真伪，并不易被仿制和复制。传统的防伪技术包括：激光防伪、一维/二维条形码防伪、荧光防伪、水印防伪等。这些防伪技术只有一重保护，仿造难度低。

隐形防伪技术是通过利用一些隐形墨水制作一定的图案，或者印刷一些编码。一般需要专门的设备才能鉴别真伪，仿造难度有所提升。例如人民币中紫外激发100字样，邮票中紫外激发编码等，如图1所示。

因此，传统的防伪标识一般只有一重保护，只需要一种特殊光源，通过肉眼或者简单的取像设备即能观察到，因此防伪性较差，容易仿造。

多光谱防伪技术是利用特殊多光谱防伪材料制作一定的防伪图案，配合专用检测仪，实现对防伪标识的鉴别。这些技术主要是将具有一定光谱特征的材料加入纸张、油墨、印油等防伪产品中，然后通过印刷、盖章等工艺，用于纸币、有价证券、证件、商品标签、包装上，再通过一定手段进行真伪识别。仿造难度高。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决现有技术中防伪标识防伪级别低、易识别、易仿造的技术问题，本发明提出一种多光谱隐形防伪标识及其检测装置、检测方法，通过红外吸收油墨、紫外激发油墨、普通油墨的组合，设计了一种常规方法无法辨别的防伪标识，防伪级别更高，仿造难度大。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一方面，本发明提供一种多光谱隐形防伪标识，包括红外吸收油墨制作的红外吸收防伪图案区域、普通油墨制作的肉眼可见区域、紫外激发油墨制作的紫外激发防伪图案区域。

进一步地，所述红外吸收防伪图案区域设置于多光谱隐形防伪标识的外围，所述肉眼可见区域设置于红外吸收防伪图案区域的内部，所述紫外激发防伪图案区域设置于肉眼可见区域的内部。

进一步地，红外吸收防伪图案为二维码、条形码、水印图或眩光图。

进一步地，紫外激发防伪图案为一般的防伪花纹或有二次信息隐藏的图案，所述有二次信息隐藏的图案为经过红色滤光后显现出一种图案，经过蓝色滤光后显现出另一种图案，经过绿色滤光后显现出又一种图案。

另一方面，本发明还提供一种所述多光谱隐形防伪标识的检测装置，包括多谱微透镜成像单元、图像分析单元；

所述多谱微透镜成像单元包括多谱微透镜成像镜头、安装架、全光谱光源、cmos传感器、调焦机构；多光谱微透镜成像镜头安装在安装架上，安装架上安装有由全光谱光源；cmos传感器安装在调焦机构上；

所述多谱微透镜成像镜头包括四个微透镜，四个微透镜后面分别设置有红色窄带滤光片、绿色窄带滤光片、蓝色窄带滤光片、可见光截止滤光片，微透镜周围填充有黑色挡光层，以抵挡前方入射的杂散光，微透镜后方设置有光隔离层，避免各通道之间的光信号窜扰；

所述多谱微透镜成像单元用于以普通油墨制作的肉眼可见区域为目标，通过调焦机构进行调焦，使图像达到最清晰；将紫外激发油墨制作的紫外激发防伪图案区域进行紫外光照射后，显现出的由红、绿、蓝三色所组成的特定图案，经过微透镜成像后，红色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下红色信息，蓝色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下蓝色信息，绿色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下绿色信息；将红外吸收防伪图案区域进行红外光照射后，通过带有可见光截止滤光片的微透镜成像后，显现出红外吸收防伪图案；

所述图像分析单元用于将经红色窄带滤光片、绿色窄带滤光片、蓝色窄带滤光片获得的单一波段的图像进行三色图案重新组合，还原出紫外激发防伪图案，若与原始设计图案吻合，说明紫外激发防伪图案防伪通过；将经可见光截止滤光片获得的红外吸收防伪图案通过识别和判断，若与原始设计图案吻合，说明红外吸收防伪图案防伪通过；当紫外激发图案防伪和红外吸收图案防伪同时通过的情况下，辨别防伪标识为真，否则为假。

进一步地，所述全光谱光源由白色led灯、365nm紫外led灯、900nm近红外led灯排列组合而成，不同颜色led灯可调节光强。

进一步地，四个微透镜紧靠排列，以节省空间。

再一方面，本发明还提供一种所述检测装置的检测方法，包括：

s1、以普通油墨制作的肉眼可见区域为目标，通过调焦机构进行调焦，使图像达到最清晰；

s2、将紫外激发油墨制作的紫外激发防伪图案区域进行紫外光照射后，显现出的由红、绿、蓝三色所组成的特定图案，经过微透镜成像后，红色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下红色信息，蓝色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下蓝色信息，绿色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下绿色信息；

s3、将红外吸收防伪图案区域进行红外光照射后，在带有可见光截止滤光片的微透镜成像后，显现出红外吸收防伪图案；

s4、将经红色窄带滤光片、绿色窄带滤光片、蓝色窄带滤光片获得的单一波段的图像进行三色图案重新组合，还原出紫外激发防伪图案，若与原始设计图案吻合，说明紫外激发防伪图案防伪通过；

s5、将经可见光截止滤光片获得的红外吸收防伪图案经过识别和判断，若与原始设计图案吻合，说明红外吸收防伪图案防伪通过；

s6、当紫外激发图案防伪和红外吸收图案防伪同时通过的情况下，辨别防伪标识为真，否则为假。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提出的多光谱防伪标识(例如二维码)具有多个优点：1、肉眼不可见或部分可见；2、需要近红外光和能拍摄近红外图像的设备才能获得二维码编码区；3、二维码中间部分需要紫外光照射才能显示彩色图案，而该彩色图案本身就可以设计成防伪图案；4、二维码本身就可以带有防伪性质，可以隐藏一些信息，如文字，图片，网址等；5、多光谱防伪二维码制作好之后，二维码数据不可篡改；6、该防伪标识具有多重防伪能力，防伪级别高，安全可靠，不容易仿造，因此该防伪技术在票据、货币、证件、商品、军事、机密资料等领域有重要应用价值。

本发明给出了一种基于多光谱微透镜的检测装置，来检测这种防伪标识。该装置具有多个优点：1、仅需要一次成像就可以获取鉴别真伪所需要的所有信息，操作方便；2、微透镜阵列作为成像单元，并将滤光片和微透镜集成在一起，从而使得成像镜头集成度更高，便于小型化，适用性也得到了增强，比起传统的多光谱成像相机，不仅操作方便，成本也有所降低，有利于大范围的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术邮票中紫外激发编码的示意图；

图2是本发明红外吸收防伪图案为二维码的多光谱隐形防伪标识的示意图；

图3是本发明多光谱隐形防伪标识的紫外激发防伪图案为一般的防伪花纹的示意图；

图4是本发明多光谱隐形防伪标识的紫外激发防伪图案为有二次信息隐藏的图案，其中a是紫外激发防伪图案，b是红色滤光后的图案，c是蓝色滤光后的图案；

图5是本发明多光谱隐形防伪标识检测原理图；

图6是本发明检测装置的示意图；

图7是本发明检测方法的流程图。

附图标记说明：

1-红外吸收防伪图案区域；2-肉眼可见区域；3-紫外激发防伪图案区域；4-微透镜；5-近红外灯；6-紫外灯；7-白光灯；8-cmos传感器；9-多谱微透镜成像单元；10-图像分析单元；11-多光谱隐形防伪标识；12-调焦机构。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，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。

实施例1

如图2所示，本发明提供一种多光谱隐形防伪标识，包括红外吸收油墨制作的红外吸收防伪图案区域1、普通油墨制作的肉眼可见区域2、紫外激发油墨制作的紫外激发防伪图案区域3。所述红外吸收防伪图案区域1设置于多光谱隐形防伪标识的外围，所述肉眼可见区域2设置于红外吸收防伪图案区域1的内部，所述紫外激发防伪图案区域3设置于肉眼可见区域2的内部。

红外吸收防伪图案为二维码、条形码、水印图或眩光图。紫外激发防伪图案为一般的防伪花纹或有二次信息隐藏的图案，所述有二次信息隐藏的图案为经过红色滤光后显现出一种图案，经过蓝色滤光后显现出另一种图案，经过绿色滤光后显现出又一种图案。

以多光谱隐形防伪标识中红外吸收防伪图案为二维码为例，说明多光谱隐形防伪标识的制作方法(红外吸收防伪图案类型不限于二维码)。

首先利用通用软件，设计出需要的二位码图片，二维码可以隐藏一些数据信息，如文字、图片网址等等。如图2所示，该多光谱隐形防伪标识包括三部分，红外吸收油墨制作的红外吸收防伪图案区域1(二维码定位编码区域)。普通油墨制作的肉眼可见区域2。紫外激发油墨制作的紫外激发防伪图案区域3。

1、二维码定位编码区域，使用红外吸收油墨制作。近红外吸收防伪油墨是将一种或几种近红外吸收材料加入油墨中而制成，它在近红外区有吸收，这种油墨，在日光下无任何痕迹，达到隐形的效果。但近红外光(波长800nm-1000nm)照射后，在红外相机下能观察到相应的信号或暗的图文(二维码)。

2、肉眼可见区域用普通油墨打印(可以任意其他可见颜色)，该部分仅告知防伪标识的位置，便于检测定位。

3、中间部分(紫外激发防伪图案区域)可以用不用颜色的紫外激发油墨，制作一定的图案。紫外激发油墨是在油墨中加入具有紫外线激发的可见荧光化合物。该油墨在可见光下不可见，在紫外照射(365nm)下发出红、绿、蓝(450—700nm)等颜色的可见光。这部分图案本身可以隐藏一些信息，例如制作防伪花纹等(例如图3所示)。若防伪等级要求高，可以制作有二次信息隐藏的图案(如图4a所示)，经过红色滤光后显现出牛的图案(如图4b所示)，经过蓝色滤光后显现出鸡的图案(如图4c所示)。

实施例2

如图5、图6所示，本发明还提供一种所述多光谱隐形防伪标识的检测装置，包括多谱微透镜成像单元9、图像分析单元10；

所述多谱微透镜成像单元9包括多谱微透镜成像镜头、安装架、全光谱光源、cmos传感器、调焦机构；多光谱微透镜成像镜头安装在安装架上，安装架上安装有由全光谱光源；cmos传感器安装在调焦机构上；

所述多谱微透镜成像镜头包括四个微透镜，四个微透镜后面分别设置有红色窄带滤光片、绿色窄带滤光片、蓝色窄带滤光片、可见光截止滤光片，微透镜周围填充有黑色挡光层，以抵挡前方入射的杂散光，微透镜后方设置有光隔离层，避免各通道之间的光信号窜扰；

所述多谱微透镜成像单元9用于以普通油墨制作的肉眼可见区域为目标，通过调焦机构进行调焦，使图像达到最清晰；将紫外激发油墨制作的紫外激发防伪图案区域进行紫外光照射后，显现出的由红、绿、蓝三色所组成的特定图案，经过微透镜成像后，红色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下红色信息，蓝色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下蓝色信息，绿色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下绿色信息；将红外吸收防伪图案区域进行红外光照射后，通过带有可见光截止滤光片的微透镜成像后，显现出红外吸收防伪图案；

所述图像分析单元10用于将经红色窄带滤光片、绿色窄带滤光片、蓝色窄带滤光片获得的单一波段的图像进行三色图案重新组合，还原出紫外激发防伪图案，若与原始设计图案吻合，说明紫外激发防伪图案防伪通过；将经可见光截止滤光片获得的红外吸收防伪图案通过识别和判断，若与原始设计图案吻合，说明红外吸收防伪图案防伪通过；当紫外激发图案防伪和红外吸收图案防伪同时通过的情况下，辨别防伪标识为真，否则为假。

制作好多光谱隐形防伪标识后，另外一部分是该多光谱隐形防伪标识的检测。从防伪图可以看出，为了完全识别出防伪图，不仅需要识别出近红外光下所成的二维码识别图，同时还必须能观测到紫外激发后所发出的彩色图案；若彩色图案本身就有防伪性质，必须隔离出不同颜色才能辨认的话，防伪度将会更高，也更难检测，因此需要专门检测设备才能识别。本发明提出了一种多光谱微透镜检测装置，可以用于检测到这种标识。

具体的，多光谱微透镜成像镜头包括微透镜(2×2个微透镜)，四个微透镜紧靠排列，以节省空间，微透镜后面有滤光片，每个微透镜后面的滤光片不同，分别是红色窄带滤光片，绿色窄带滤光片，蓝色窄带滤光片，可见光截止滤光片。微透镜周围填充黑色挡光层，以抵挡前方入射的杂散光，提高成像质量。

多光谱微透镜成像镜头安装在安装架上，安装架上有由全光谱光源，该全光谱光源可以由白色led灯，365nm紫外led灯，900nm近红外led灯排列组合而成。不同颜色led灯应该可以调节光强，保证每种光源下所成像都能清晰，不存在过曝或光线不足的情况。

微透镜后方有光隔离层，避免各通道之间的光信号窜扰，提高成像质量。

隔离层后方是cmos传感器，cmos传感器安装在可调节前后距离的调焦机构上。

防伪标识放置于多光谱微透镜成像镜头前，光源同时发出全光谱光线(365nm-1000nm)，这时防伪标识会受到出射光线的激发，显现出图案。

实施例3

如图7所示，本发明还提供一种所述检测装置的检测方法，包括：

s1、以普通油墨制作的肉眼可见区域为目标，通过调焦机构进行调焦，使图像达到最清晰；中间肉眼可见区域无需特殊光线照射，肉眼即能观测到；

s2、将紫外激发油墨制作的紫外激发防伪图案区域进行紫外光照射后，显现出的由红、绿、蓝三色所组成的特定图案，经过微透镜成像后，红色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下红色信息，蓝色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下蓝色信息，绿色窄带滤光片会滤掉其他所有颜色信息，只留下绿色信息；

s3、将红外吸收防伪图案区域进行红外光照射后，在带有可见光截止滤光片的微透镜成像后，显现出红外吸收防伪图案；

s4、将经红色窄带滤光片、绿色窄带滤光片、蓝色窄带滤光片获得的单一波段的图像进行三色图案重新组合，还原出紫外激发防伪图案，若与原始设计图案吻合，说明紫外激发防伪图案防伪通过；

s5、将经可见光截止滤光片获得的红外吸收防伪图案经过识别和判断，若与原始设计图案吻合，说明红外吸收防伪图案防伪通过；

s6、当紫外激发图案防伪和红外吸收图案防伪同时通过的情况下，辨别防伪标识为真，否则为假。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提出的多光谱防伪标识(例如二维码)具有多个优点：1、肉眼不可见或部分可见；2、需要近红外光和能拍摄近红外图像的设备才能获得二维码编码区；3、二维码中间部分需要紫外光照射才能显示彩色图案，而该彩色图案本身就可以设计成防伪图案；4、二维码本身就可以带有防伪性质，可以隐藏一些信息，如文字，图片，网址等；5、多光谱防伪二维码制作好之后，二维码数据不可篡改；6、该防伪标识具有多重防伪能力，防伪级别高，安全可靠，不容易仿造，因此该防伪技术在票据、货币、证件、商品、军事、机密资料等领域有重要应用价值。

本发明给出了一种基于多光谱微透镜的检测装置，来检测这种防伪标识。该装置具有多个优点：1、仅需要一次成像就可以获取鉴别真伪所需要的所有信息，操作方便；2、微透镜阵列作为成像单元，并将滤光片和微透镜集成在一起，从而使得成像镜头集成度更高，便于小型化，适用性也得到了增强，比起传统的多光谱成像相机，不仅操作方便，成本也有所降低，有利于大范围的应用。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。