CN102156896A - 一种防伪标识及其识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防伪标识及其识别方法。该防伪标识包括背景部分和标识部分，所述背景部分和所述标识部分的辐射率不同，并且所述背景部分和所述标识部分的视觉外观相同或相似。本发明的识别方法包括：a使用红外扫描仪检测上述防伪标识，从而获得所检测到的背景部分和标识部分的红外辐射；b基于所检测到的背景部分和标识部分的红外辐射，解析得到标识部分编码的防伪信息。本发明的防伪标识中，标识部分即特征部分是隐形即不可肉眼识别的，因此更难伪造和仿冒。其原理是通过使标识部分的辐射率与背景部分的辐射率不同，利用特定的红外识别技术来识别该标识部分，进一步提高了对具有该防伪标识的产品进行侵权的成本，增强了防伪效果。

Description

一种防伪标识及其识别方法

技术领域

本发明涉及红外检测领域，特别涉及一种防伪标识及其识别方法。

背景技术

随着社会的发展，防伪标识的应用越来越广泛，越来越发挥重要的作用，防伪标识，又名防伪商标，是一种能粘贴、印刷、转移标的物表面，或标的物包装上，或标的物附属物(如商品挂牌、名片以及防伪证卡)上，具有防伪作用的标识。防伪标识的防伪特征以及识别的方法是防伪标识的灵魂。根据其形成方法以及识别方法的差异，防伪标识分为很多不同的类别。例如，可肉眼识别的图文揭露式防伪标识，其通过将防伪标识的表面涂层除去，得到下面的防伪图文信息，且该涂层一经破坏不可复原，其中的图文信息例如包括可通过电话或网络查询的特定号码等。再例如，利用激光技术的全息图像防伪，其通过激光再现仪可看到加密图案，对该加密图案进行解码可获得相关防伪信息。此外常用的还有光雕防伪标签、射频识别防伪标签以及DNA标签等。

在自然界中，任何温度高于绝对零度(0°K或-273℃)的物体都在向外辐射各种波长的红外线，物体的温度越高，其辐射红外线的强度也越大。根据各类目标和背景辐射特性的差异，可以利用红外技术在白天和黑夜对目标进行探测、跟踪和识别，以获取目标信息。红外技术研究近年来已经获得极大发展，其被越来越多地应用于军用以及民用领域，例如战争中的侦察监测、武器制导以及摄像中的人脸识别等。

红外识别技术与可见光等识别技术相比，具有便捷、准确、安全以及受环境因素影响较小等优势。如能将红外识别技术应用于防伪标识的制作和识别，将红外识别技术的优势引入到防伪技术中，进一步增强防伪效果，无疑是非常理想的。遗憾的是，现有技术中并没有发现相关的技术方案用于提供这样一种行之有效的红外识别防伪标签以及其识别方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种应用红外识别技术的防伪标识，其含有防伪信息的标识部分与其载体或背景部分之间辐射率不同，但从可见光识别的角度来看，其外观是相同的。当对这种防伪标识进行识别时，利用特定的红外扫描仪对该防伪标识进行红外辐射能量检测或者红外成像，其中标识与其载体对应的检测结果或图像不同，从而可以对检测结果或图像解码以提取到标识中的防伪信息。

在本发明的一个方面中，本发明提供了一种防伪标识，该防伪标识包括背景部分和标识部分，其中，所述背景部分的辐射率与标识部分的辐射率不同；并且所述背景部分和所述标识部分的视觉外观相同或相似。

在本发明的另一个方面中，本发明还提供了一种识别上述防伪标识的方法。该方法包括：

a使用红外扫描仪检测一防伪标识，所述防伪标识为权利要求1-8任一项所述的防伪标识，从而获得所检测到的背景部分和标识部分的红外辐射；

b基于所检测到的背景部分和标识部分的红外辐射，解析得到标识部分编码的防伪信息。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的防伪标识是隐形即不可肉眼识别的，因此更难伪造和仿冒。其原理是通过使标识部分的辐射率与背景部分的辐射率不同，利用特定的红外识别技术来识别该标识部分，进一步提高了对具有该防伪标识的产品进行侵权的成本，增强了防伪效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本发明一个实施例的防伪标识的结构示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的防伪标识的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的用于识别防伪标识的方法的具体流程示意图；

图4是根据本发明另一个实施例的用于识别防伪标识的方法的具体流程示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明的基本思想是，提供一种防伪标识，该防伪标识包括背景部分和标识部分，所述背景部分的辐射率与标识部分的辐射率不同，这使得在识别时，背景部分与标识部分在红外扫描仪上检测得到的红外辐射不同，从而可以通过红外扫描仪，识别所述标识部分的轮廓，进一步提取防伪信息。

物体不仅仅能反射可见光，而且可以主动向四周辐射电磁波，辐射的能量主要集中在中心波长附近，物体的温度越高，中心波长越小，与物体的绝对温度成反比。中心波长位于8-14um范围的辐射被称为热辐射。辐射能量的高低不仅仅与物体的表面温度有关，还与物体的辐射本领有关。该辐射本领通常用一个参数辐射率(也称发射率或灰体系数)来标志。辐射率为一无单位的纯数，取值范围为0-1。两个大小形状一样的物体，即使温度相同，如果辐射率不同，则单位时间内往外辐射的能量也不相同。

红外热像仪是这样一种设备，它可以将吸收的红外辐射转化成热，引起热像仪中红外焦平面阵列的像元升温，然后再将温升引起的电信号变化输出到显示设备中。温升不同，引起的电信号变化也不同，如果将红外热像仪对准两个温度相同，但辐射率不同的目标，则热像仪输出电信号变化也是不一样的。在红外成像的情况下，相应地在显示屏上得到两个目标的图案的明暗程度是不一样的。

本发明提供的防伪标识，由于该防伪标识的背景部分的辐射率与标识部分的辐射率不同，即使防伪标识上每个点的温度相同，由于标识部分与背景部分的辐射率不同，也将导致在红外扫描仪传感器上接收到的标识部分与背景部分的红外辐射不同。因此，由背景部分和标识部分的红外辐射直接得到的电信号变化或者由此转变成的可见光图像的色调的明暗也不同，因此，可以通过对这种变化或图像差异进行解码来提取标识部分的防伪信息。

本发明的防伪标识包括背景部分与标识部分，其中背景部分和标识部分的视觉外观相同或相似，因此无法用可见光识别设备进行区分。使得这两部分从外观上看没有分别的方法可分为遮挡和无遮挡两种。

首先介绍无遮挡的情况。在本发明的一个例子中，防伪标识上没有设置任何用于遮挡标识部分和背景部分的其他层。例如，背景部分和标识部分都呈现为全黑，以肉眼来看，根本无法区别出背景部分和标识部分。即使借助专门用于识别的可见光识别装置，由于该防伪标识的背景部分和标识部分都是黑色的，可见光识别装置也无法判别出哪一部分是标识部分，哪一部分是背景部分。然而，由于背景部分的材料与标识部分的材料的辐射率不同，通过红外扫描仪，可以清楚地观看到标识部分相对于背景部分的图像或轮廓。当然，除了上述背景部分和标识部分均为全黑的情况下，还可能是均为同种其他颜色或者同样呈现为金属色泽的外观等。鉴于该例子的特殊性，在本文中没有用附图将其示出。在下文中，还将看到，在无遮挡层的情况下，背景部分和标识部分除了表观颜色相同以使二者外观看来无差别之外，其他的对辐射率造成影响的属性均可以不同，只要该差异不致能够利用可见光识别装置准确识别出标识部分即可。

下面介绍有遮挡的情况。在本发明的另一个例子中，背景部分和标识部分之上，防伪标识还包括一层遮挡层，该遮挡层使得无法直接看到标识部分。但该遮挡层能使红外波长无障碍地通过，因此背景部分和标识部分辐射的红外能量能透过该遮挡层到达红外扫描仪中，并因此由红外扫描仪用于识别标识部分的图像。也就是说，遮挡层利用了红外波长与可见光波长不同的通过性能，对于红外扫描仪而言，该遮挡层是“透明”的。对于可见光识别装置而言，该遮挡层是“不透明”的。该遮挡层同时也起到一个保护标识部分不被磨损的效果。

在遮挡层之下，本发明的防伪标识包括背景部分与标识部分，背景部分衬托标识部分，能够使标识部分在红外扫描仪上显示出其图像轮廓。该防伪标识的背景部分可选择各种背景颜色，标识部分可为各种图案、字符或者条码。参见图1，该防伪标识包括背景部分1、标识部分2和遮挡层3，标识部分2为字符“正品”。

如上所述，只要背景部分和标识部分的辐射率不同，就可显示出标识部分的轮廓。优选地，背景部分和标识部分的辐射率之差大于0.01。这样，可以在红外扫描仪检测时获取背景部分与标识部分之间具有明显对比的图案，从而准确地提取标识部分轮廓，获取标识部分的内容信息。例如，可以使背景部分和标识部分分别由金属材料和非金属材料构成，其辐射率之差很容易达到0.01以上。

在本发明中，可以通过选择背景部分与标识部分的某些属性，以使背景部分与标识部分的辐射率不同。

表1中列出了常见材料的辐射率。

表1

从上表可以看出影响辐射率的因素包括材料、颜色、粗糙度、表面处理方式、干湿度、厚度等。下面将仔细描述影响物体辐射率的各种因素：

大多数非金属材料(如塑料、油漆、皮革、纸张等)辐射率可设置为0.95。相同材料、不同颜色的非金属材料，辐射率非常接近，误差通常不超过测量精度范围；部分表面光亮的非金属材料辐射率较低(如瓷砖、玻璃等)，但是它们的辐射率需要参考一些数据进行具体测量确认，由此可见，大多数非金属材料辐射率非常接近，受颜色影响很小，虽然会受到表面光亮度的影响，但影响程度需要进一步的确认。

而金属材料的辐射率会受到许多因素的影响，影响金属材料的辐射率的因素有材料、表面光洁度、表面颜色以及表面形状。不同金属材料的辐射率不同，如铜的辐射率一般来说比铝高；通常表面粗糙的金属物体的辐射率比表面光洁的高；以黑色为代表的深色系金属物体的表面辐射率比浅色系的高；表面有凹陷、夹角或不平整部位的金属物体比平整的部位辐射率高。因此，对于金属材料组成的背景部分和标识部分可以通过多种方式改变各自的辐射率，例如改变其中一个因素，或者同时改变几个因素。

如上所述，在本发明中，使得标识部分不可见的方式包括使用同种颜色的背景部分和标识部分和使用遮挡层来遮挡标识部分。其中在使用同种颜色的情况下，需要使背景部分和标识部分的以下一项或多项属性彼此不同：材料、表面光洁度、表面处理方式、表面形状。在使用遮挡层的情况下，需要使所述背景部分与标识部分的以下一项或多项属性彼此不同：材料、表面光洁度、表面处理方式、表面颜色、表面形状。

在本发明中，背景部分和标识部分可以采用不同的材料，也可以采用相同的材料，只要使背景部分和标识部分的表面光洁度、表面颜色和/或表面形状不同。

背景部分和标识部分采用不同材料的情况可以包括：背景部分和标识部分采用不同的金属材料；或者背景部分和标识部分，一个采用金属材料，一个采用非金属材料。

在本发明中，背景部分与标识部分可采用相同的金属材料，但背景部分与标识部分的表面光洁度是不同的，例如，背景部分与标识部分，其中一个被做成光洁的表面，另一个被做成粗糙的表面。由于金属材料的辐射率会受到表面光洁度的影响，那么背景部分与标识部分的辐射率是不同的(如在表1中，抛光表面的铝辐射率为0.05；而氧化表面的铝辐射率为0.55)，用红外扫描仪上检测防伪标识时，背景部分与标识部分在红外扫描仪上的显示图像也是不同的，从而可识别出标识部分的图像轮廓。因此，即使背景部分与标识部分采用相同的金属材料，也可以通过改变金属材料的表面光洁度来改变背景部分和/或标识部分的辐射率。在本发明中，背景部分与标识部分也可采用不同的金属材料，并且背景部分与标识部分的光洁度也是不同的。

在本发明中，背景部分与标识部分可采用相同的金属材料，但背景部分与标识部分的表面形状是不同的，例如，背景部分与标识部分，其中一个被做成平整的表面，另一个被做成不平整的表面，如，表面有凹陷、夹角或不平整规则的部位，由于金属材料的辐射率会受到表面形状的影响，那么背景部分与标识部分的辐射率是不同的，用红外扫描仪上检测防伪标识时，背景部分与标识部分在红外扫描仪上的显示图像也是不同的，从而可识别出标识部分的图像轮廓。因此，即使背景部分与标识部分采用相同的金属材料，也可以通过改变金属材料的表面光洁度来改变背景部分和/或标识部分的辐射率。在本发明中，背景部分与标识部分也可采用不同的金属材料，并且背景部分与标识部分的表面形状也是不同的。

在本发明中，背景部分与标识部分可采用相同的金属材料，但背景部分与标识部分的表面颜色是不同的，可通过例如，氧化背景部分或标识部分的金属表面使金属表面颜色发生变化，从而使背景部分或标识部分的金属表面颜色不相同，由于金属材料的辐射率会受到表面颜色的影响，那么背景部分与标识部分的辐射率是不同的，用红外扫描仪上检测防伪标识时，背景部分与标识部分在红外扫描仪上的显示图像也是不同的，从而可显示出标识部分的图像轮廓。在本发明中，背景部分与标识部分也可采用不同的金属材料，并且通过例如，氧化背景部分或标识部分的金属表面使金属表面颜色发生变化，从而使背景部分或标识部分的金属表面颜色不相同。

在本发明中，如果背景部分与标识部分采用相同的材料，则还可以用特定的涂料形成或覆盖该标识部分，可以是对特定红外波长具有吸收特性的涂料。例如，标识部分可以利用ATO(Antimony Doped Tin Oxide，纳米掺锑二氧化锡)涂层印刷的标识图案或字符，该ATO涂层是采用化学共沉淀法制备了低辐射率的ATO粉末，并利用特定的粘结剂制成。ATO是一种优良的半导体材料，具有较低的红外辐射率，对特定波长具有吸收特性，例如，对波长超过1400nm的红外光有很低的透过率。而背景部分不用涂料覆盖，即不对该特定红外波长具有吸收特性。这样，通过在红外扫描仪上增加通过特定红外波长的滤镜，可以进一步为了增加背景部分与标识部分的图像反差，获得与背景部分相对比的、更加清晰的标识部分的图像。

也可结合使用上述各种具体实施例中的各种方式，以使背景部分与标识部分的辐射率不同，例如，背景部分与标识部分的金属材料、表面光洁度、表面颜色和/或表面形状中的几种不同或全部不同。

本发明的标识部分可以是图案、字符或者条码。参见图2，该防伪标识包括背景部分1′、标识部分2′和遮挡层3，标识部分2′为用特定辐射率材料印刷的一维条码。众所周知，一维条码是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则(码制)编制成的，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符。或者说，一维条码是一组粗细不同，按照一定的规则安排间距的平行线条图形。常见的条码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)组成的。在本发明的上下文中，条码的条即标识部分，条码的空即背景部分。两者的辐射率不同，因此可以以条码的线宽和间距来编码原始的防伪信息。红外扫描仪可以反映出标识部分相对于背景部分的红外辐射能量差，并解读其中的编码信息。在一个更为优选的实施例中，红外扫描仪仅具有单个成像单元，通过利用该红外扫描仪按序对标识部分的条码部分进行扫描，可以根据条码部分连续扫描结果之间的红外辐射能量差获得条码对应的字符。例如，能量高的位置对应于“1”，能量低的位置对应于“0”。相对于一次扫描整个标识部分的方式，这种方式是时间严格相关的，但是其优势是使红外扫描仪更轻巧简便。同理，本发明也可以应用于识别二维条码。

图3示出了根据本发明一个实施例的利用红外技术识别防伪标识的方法300的流程图。参加图3，该方法包括以下步骤：

301：使用红外扫描仪检测所述防伪标识，以获取所检测到的背景部分和标识部分的红外辐射；

在本发明中，该红外扫描仪例如是红外热像仪，其可以对接收到的物体辐射的红外射线进行转换以输出物体对应的可见光图像。在下面结合图4所述的例子中，该红外扫描仪例如是具有单个传感器的辐射计，其接收物体的红外光谱能量，其直接输出测量到的红外辐射量。

使用红外扫描仪检测一防伪标识，该防伪标识为本发明第一个方面中的任意一种防伪标识，该防伪标识包括背景部分和标识部分，二者的视觉外观相同。在有些例子中，该防伪标识的背景部分和标识部分的表观颜色相同。在另外一些例子中，该防伪标识还有一遮挡层，但该遮挡层对于红外扫描仪而言是透明的。

应当理解，重要的是，背景部分和标识部分的辐射率不同。可以采用任何方式使背景部分和标识部分的辐射率不同，例如，背景部分和标识部分可以由不同的金属材料制作，或者金属材料的背景部分和标识部分的颜色、光洁度、平整度不同，也可以是上述各种方式的组合，例如，背景部分和标识部分采用不同的金属材料制作，并且，背景部分和标识部分的颜色也不同，而且，背景部分和标识部分的平整程度以及光洁度也不同。

使用红外扫描仪检测上述防伪标识所述防伪标识，即利用所述热像仪的传感器接收所述标识牌的背景部分与标识部分向外辐射的红外射线。

为了获得更加清晰的标识部分的图像，增加背景部分与标识部分的图像反差，可在防伪标识的标识部分上增加对特定的红外波长进行吸收的涂层。可在所述红外扫描仪前增加通过特定红外波长的滤镜来获得更好的分辨率。

302：根据所检测到的背景部分和标识部分的红外辐射，形成图像。

或是由于材料不同，或是在采用金属材料的情况下使得金属材料的颜色、光洁度以及平整程度不同，背景部分和标识部分的辐射率是不同的，因此红外扫描仪所检测到的背景部分和标识部分的红外辐射是不同的，该红外辐射引起热像仪中红外焦平面阵列的像元升温，然后再将温升引起的电信号变化输出到显示设备中。例如通过现有的多媒体技术对红外辐射引起的电信号变化进行简单的计算，以伪色显示出目标物体表面的红外辐射能量场。可以通过使背景部分与标识部分所用的颜色属性不同，如伪色的色相(如蓝色或红色)、色度(色彩中包含的单种标准色成分的多少)、饱和度(颜色的鲜艳程度是强还是弱)、明度(颜色是亮还是暗)以及色调不同，从而将背景部分和标识部分的红外辐射转变成可见光图像，亦即将背景部分和标识部分在热像仪的屏幕上形成图像。

303：根据所述图像，解析得到所述标识部分编码的防伪信息。

如上所述，由于背景部分和标识部分的辐射率不同，在红外扫描仪上显示的红外辐射是不同的。经过简单的计算，将背景部分和标识部分在热像仪的屏幕上形成图像。

标识部分的图像是利用特定的编码机制对原始防伪信息进行编码而获得的。在步骤303中，得到标识部分的图像后，可以对该图像进行适当的识别和解析，并可以利用相应的解码机制对该图像进行解码，以获得原始的防伪信息。例如，在本发明一个优选的实施例中，通过OCR对所述标识部分的轮廓进行识别，以获得防伪标识所标识的字符。OCR是通过光学方式对目标图案进行扫描，然后对其进行分析处理，获取文字及版面信息的过程。该技术在内容识别领域是公知的，在此不再赘述。之后，可以利用密码领域公知的各种解密技术，从该字符中解码获得原始防伪信息。

图4示出了根据本发明的另一个实施例的利用红外技术识别防伪标识的方法400的流程图。参见图4，如果标识部分为一维条码，该方法400可以包括以下步骤：

401：使用红外扫描仪检测条码型防伪标识，以获得所检测到的背景部分和标识部分的红外辐射。其中，可以利用单个成像单元的红外扫描仪，逐点扫过条码形式的标识部分。由于该标识部分为一维条码，因此红外扫描仪每次扫过一个单位的线宽，获得该单位面积的红外辐射能量值。

402：根据所检测到的背景部分和标识部分的红外辐射，解析得到条码型标识部分对应的二进制字符防伪信息。例如，可以根据连续扫描结果之间的能量差获得所述条码对应的二进制字符。例如，能量高的位置对应于“1”，能量低的位置对应于“0”，得到一串诸如“1000101011101”的字符。然后，再一次地，利用密码领域公知的各种解密技术，从该字符中解码获得原始防伪信息。

可以看到，与图3所示的方法300不同，该方法400可以不经成像，直接输出标识部分的解码结果。

如上所述，在本发明中，通过使防伪标识的背景部分和标识部分的辐射率不同，利用红外扫描仪成像技术，能够在标识部分不可肉眼识别的情况下，利用红外扫描装置准确地识别防伪标识所标识的内容，进一步提高了侵权防伪标识的成本，增强了防伪效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种防伪标识，包括背景部分和标识部分，其中，所述背景部分的辐射率与标识部分的辐射率不同；并且所述背景部分和所述标识部分的视觉外观相同或相似。

2.根据权利要求1所述的防伪标识，其中，所述背景部分和标识部分的表面颜色相同，并且以下一项或多项属性彼此不同：材料、表面光洁度、表面处理方式、表面形状。

3.根据权利要求1所述的防伪标识，其中，所述防伪标识上具有一遮挡层，使得所述标识部分不可见，所述遮挡层可使红外波长通过。

4.根据权利要求3所述的防伪标识，其中，所述背景部分与标识部分的以下一项或多项属性彼此不同：材料、表面光洁度、表面处理方式、表面颜色、表面形状。

5.根据权利要求1-4任一项所述的防伪标识，其中，所述标识部分为图案、字符或条码。

6.根据权利要求1-5任一项所述的防伪标识，其中，所述背景部分的辐射率与标识部分的辐射率之差大于0.01。

7.根据权利要求1-6任一项所述的防伪标识，其中，用对特定红外波长具有吸收特性的涂料形成或覆盖所述标识部分。

8.一种识别防伪标识的方法，其中，该方法包括：

a使用红外扫描仪检测一防伪标识，所述防伪标识为权利要求1-8任一项所述的防伪标识，从而获得所检测到的背景部分和标识部分的红外辐射；

b基于所检测到的背景部分和标识部分的红外辐射，解析得到标识部分编码的防伪信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其中步骤b包括基于所述背景部分与标识部分的红外辐射，形成背景部分和标识部分的红外图像。

10.根据权利要求11所述的方法，其中，所述步骤b还包括：

通过光学字符识别对所述标识部分的图像进行识别，以获得标识部分的字符。

11.根据权利要求8所述的方法，其中步骤a包括：在所述标识部分为条码的情况下，利用所述红外扫描仪依次扫描所述标识部分包含的条码部分，并且步骤b包括根据条码部分连续扫描结果之间的红外辐射能量差获得所述条码对应的字符信息。

12.根据权利要求8-11任一项所述的方法，其中，在所述红外扫描仪前增加通过特定红外波长的滤镜。

Images