发明内容
鉴于对背景技术以及其中所存在的问题的理解,如果能够提供一种易于制造的防伪载体,使得其与微距手机功能结合实现消费者零成本、具有打印的不可复制性且与特殊二维码与后端数据平台结合,实现手机防伪的唯一性功能,那将是值得期待的。
为了实现上述目的,本发明的发明人作了如下几方面的研究:
首先,发明人针对上面的3个特点,对防伪,印刷两个方面做了许多理论研究与实践,找出二者与微距手机相结合的点进行分析。大致的分析过程包括以下几个方面:防伪技术、印刷技术和印刷的相关知识。防伪技术非常多,水印防伪,图像特征防伪,特定隐形标记,二维码防伪等。防伪技术基本都采用对应的识别设备进行防伪识别,他们更多研究的防伪算法是其具有抗打印误差的能力,抗损坏的能力。其识别设备的特殊性,都无法和微距手机功能相结合。一开始,我们的目标就瞄准打印的不可重复性。打印肯定会有误差,其可以是图像形状误差(这个和打印精度相关),也可以是颜色误差(这个和很多因素相关)。1)形状误差。分析微距模组设计精度,我们对物体的识别打印的最小点的直径理论值大约7um~10um。而现在Epson的打印的分辨率最高为5760*1440dpi,打印的最小点的直径可达到5um,看实际打印图像,其分辨率会超过微距模组2)颜色误差,通过到印刷厂咨询并分析各种印刷样品,可以明显看到不同批次的印刷品上,同样彩色图案的色彩有差别,同样的打印文档,不同的机台打印,不同的纸张打印,不同表面施胶剂的使用,都会造成色彩差异。因此,打印的色彩分析作为不可重复特性的分析方向。
图像半色调化:印刷的数字图像,在输出前必须转换为与输出设备深度相同的图像。一般需要用到图像半色调化,其作用是将一种深度较高的图像转换成深度较低的图像,并使二者在视觉上尽可能相似的技术。
图像深度:数字图像用来表示图像颜色的二进制数据位数。如深度为8的图像能表示256个不同的颜色值或灰度值。
人眼能分辨的最小深度是1.73。
通过图像半色调化技术,可以深度较低的输出设备(打印机)上输出更高深度的图像,获得更高质量的打印效果。而误差扩散半色调技术的发展,使喷墨打印获得照片级的色彩效果。
调制与加网:
将连续调图像作为输入信号,半色调化图像作为输出信号,则半色调化算法用二值像素点表示连续调图像的一定的灰度值或颜色值的方法就可以理解为一种信号调制方法。可以分为调幅,调频和混合调制三种。
用点过程算法对图像做半色调化也成为加网。
调幅半色调化:半色调化图像被分割成大小相等的正方形单元,即网点单元。网点单元中值为1的像素点的集合称为网点,网点面积占网点单元面积的比例值表示对应网点单元区域像素点的平均灰度值,用百分比表示这个值时,称为网点百分值,简称网点值。网点单元排列方向称为网角,在网点排列方向上,单位长度范围内网点单元的个数称为加网频率(单位lpi,lines per inch)。调幅的调制方法:在保持加网频率不变的条件下,网点单元的大小因此也不变,通过改变网点的面积来表达图像的颜色或灰度值。网点面积就是调幅的幅度。
在像素精度一定时,存在对图像细节解析度与最大灰度等级的折中问题。调频:用值为1的像素点在单位面积区域出现的频率表达图像的颜色或灰度值。而调幅和调频相结合就是混合半色调化。
调幅的加网频率只能做到175lpi,混合后能做到300lpi,而保持基本相同的灰度等级表现力。
由此可以看出,图像的打印,其像素点具有的最小精度,无法准确完成灰度值或颜色值,通过特定加网调制后才能体现打印最终的解析度与色彩还原度的综合表现力。
色彩打印过程:
电脑显示的颜色是红,绿,蓝的RGB模式,而只有将RGB模式转换成青,品红,黄和黑色的CMYK模式才可以打印。而C,M和Y三个颜色是由RGB三原色经过肉眼无法识别的组合而成,然后加入黑色是图像的深色部分能更好的表现。对于软件而言,首先要收集所有的RGB数据并进行转换,RGB数据转换为相应的三维速算表,每个RGB数据通道都有相应格子相对应,从而得到CMYK数据。收集CMYK数据,机器在精细图像半色调调整技术控制下,采用先进的技术确定青,品红,黄和黑色四种墨滴的存放位置。但请注意,不是所有的CMYK数据都存放在一个像素信息中,只有超过预定值的色彩信息才包含在墨滴信息中,要得到完美的打印质量,还要对于那些不能转换成墨滴信息的数据进行再处理,即与剩余的相像信息相结合并通过误差扩散模式对其重新定位。
通过以上分析,本发明的发明人得出以下基本结论:
色彩的打印,通过采用误差扩散法等精细技术控制,能做到很好的人眼适应性,但是就微观而已,在像素点层面,其色彩无法准确还原,通过特定加网调制后才能体现打印最终的解析度与色彩还原度的综合表现力。
对此,如Epson打印的最高分辨率5760*1440dpi(做到5um),对应于最小最精细的墨滴,如Epson的最小墨滴可以是1.5微微升,而为了提高打印速度,其墨滴可以有3种大小,除了最精细的小墨滴,还要中等墨滴和大墨滴,其大小为3倍和5倍小墨滴。而一种复杂色,需要CMYK的不同比例配比,其大小远大于打印精度对应的空间大小,因此,10~20um大小空间的复杂色,不具备打印的可复制性。
总结下来,如果使用混合墨水,在单点形成复杂的颜色,而且其配比还在不停变换,就是墨水混合时,还不停添加某一种墨水而不断改变其颜色,可以做到打印的无法复制,然后结合某种二维码的序列特征,将形成唯一性。
本发明的发明人基于以上认识,经过分析,本发明的第一方面提供了一种利用特征图像来实现承印物防伪的方法,其特征在于,包含如下步骤:
通过识别印刷在承印物上的特征图像的第一特征,得到标识该承印物的特征码;并通过该特征码对应查找数据库中该承印物预先录入的第一防伪信息;
通过识别印刷在该承印物上的特征图像的第二特征,得到该承印物的第二防伪信息;
通过人工比对方法或智能设备比对方法比对该第二防伪信息和该第一防伪信息相似度是否达到匹配的第一阀值;若高于该匹配的第一阀值,则该承印物为真;若低于该匹配的第一阀值,则该承印物为假;
其中,所述第一防伪信息体现为:该承印物在特征图像区域的可辨识的材料特征,或在特征图像区域内打印出的图像的色彩、形状、位置的特征。
在依据本发明的一个实施例中,该特征码为对应于每件承印物具有的唯一的识别标识。
在依据本发明的一个实施例中,该第二特征为该承印物在特征图像区域的可辨识的材料特征,或在特征图像区域内打印出的图像的色彩、形状、位置的特征。
在依据本发明的一个实施例中,所述该特征图像的色彩、形状、位置的特征体现为:特征图像全部或局部区域中具有的单个打印点或多个打印点的位置、形状、色彩特征。
在依据本发明的一个实施例中,所述单个打印点或多个打印点的色彩特征是通过打印设备的不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的随机混合导致该非单色混合电子油墨、墨水或碳粉的比例发生随机变化产生。
在依据本发明的一个实施例中,所述多个打印点的色彩特征是通过在形成特征图像的过程中,进一步加入至少一种颜色的电子油墨、墨水或碳粉进行调配,使得组成该多个打印点中的每一打印点中不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的比例分别随着时间产生随机变化,致使该多个打印点中的每一打印点的颜色特征具有差异性。
在依据本发明的一个实施例中,所述单个打印点的位置特征为:该单个打印点位于该特征图像中的一特定位置。
在依据本发明的一个实施例中,所述多个打印点的位置特征为:所述多个打印点相互之间的排列、布置、相关性。
在依据本发明的一个实施例中,所述单个打印点或多个打印点由于打印设备的性能打印形成的打印点具有的不规则的随机几何图形或若干该几何图形形成的整体图形体现所述单个打印点或多个打印点的形状特征。
在依据本发明的一个实施例中,该第一特征通过采集该特征图像中的低频分量获得;通过光学设备采用正常焦距的方式捕捉该第一特征。本领域的技术人员应当理解,此处的低频分量是指具体描述打印的精度300dpi以内。
在依据本发明的一个实施例中,该第二特征通过采集该特征图像中的高频分量获得;通过光学设备采用微距或正常焦距加放大辅助设备的方式捕捉该第二特征。本领域的技术人员应当理解,此处的高频分量是指具体描述打印的精度高于300dpi。
在依据本发明的一个实施例中,该可辨识的材料特征包括:特征区域中的随机区域具有随机形状的金属线。
在依据本发明的一个实施例中,该可辨识的材料特征包括:采用非单色的混合电子油墨、墨水或碳粉喷涂至该承印物上导致特征图像的不同区域具有不同的随机颜色。
在依据本发明的一个实施例中,该图像的色彩、形状、位置的特征为:通过打印设备的不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的随机混合导致该非单色混合电子油墨、墨水或碳粉的颜色发生随机变化。
在依据本发明的一个实施例中,该图像的色彩、形状、位置的特征为:在形成特征图像的过程中进一步加入至少一种颜色的电子油墨、墨水或碳粉进行调配,使得该图像中的非单色混合电子油墨、墨水或碳粉中的不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的比例随着时间产生随机变化。
在依据本发明的一个实施例中,该特征图像预先录入的第一防伪信息为:通过光学设备预先配置该特征图像的初期防伪信息,并对应录入至该数据库中形成该第一防伪信息。
在依据本发明的一个实施例中,该第二防伪信息为第一防伪信息的子集。
此外,本发明的第二方面还提出了一种利用特征图像来实现承印物防伪的系统,其特征在于,该系统包括:特征图像处理模块、数据库;
特征图像处理模块,该特征图像处理模块第一次时处理并识别印刷在承印物上的特征图像的第一特征,得到标识该承印物的特征码,该特征图像处理模块处理处理并识别印刷在该承印物上的特征图像的第二特征,预先录入对应的第一防伪信息于数据库中;该特征图像处理模块第二次时处理并识别印刷在承印物上的特征图像的第一特征,得到标识该承印物的特征码,并通过该特征码对应查找数据库中该承印物预先录入的第一防伪信息,识别印刷在该承印物上的特征图像的第二特征,得到该承印物的第二防伪信息;所述第二防伪信息为第一防伪信息的子集;
数据库,通过人工比对方法或智能设备比对方法比对该第二防伪信息和该第一防伪信息相似度是否达到匹配的第一阀值;若高于该匹配的第一阀值,则该承印物为真;若低于该匹配的第一阀值,则该承印物为假;
其中,所述第一防伪信息或第二防伪信息体现为:该承印物在特征图像区域的可辨识的材料特征,或在特征图像区域内打印出的图像的色彩、形状、位置的特征。
在依据本发明的一个实施例中,该系统还包括特征图像采集模块,该特征图像采集模块适于通过光学设备采集该特征图像。
在依据本发明的一个实施例中,该系统还包括数据通讯模块,通过该数据通讯模块将包含有承印物为真或承印物为假的信息传输并显示于客户端。
在依据本发明的一个实施例中,该特征码为对应于每件承印物具有唯一的识别标识。
在依据本发明的一个实施例中,该第二特征为在该特征图像区域的可辨识的材料特征及,该特征图像全部或局部区域中具有的单个打印点或多个打印点的位置、形状、色彩特征。
在依据本发明的一个实施例中,该第一特征通过采集该特征图像中的低频分量获得;通过光学设备采用正常焦距的方式捕捉该第一特征。本领域的技术人员应当理解,此处的低频分量是指具体描述打印的精度300dpi以内。
在依据本发明的一个实施例中,该第二特征通过采集该特征图像中的高频分量获得;通过光学设备采用微距或正常焦距加放大辅助设备的方式捕捉该第二特征。本领域的技术人员应当理解,此处的高频分量是指具体描述打印的精度高于300dpi。
在依据本发明的一个实施例中,该可辨识的材料特征包括:特征区域中随机区域具有随机形状的金属线。
在依据本发明的一个实施例中,该可辨识的材料特征包括:采用非单色的混合电子油墨、墨水或碳粉喷涂至该承印物上导致特征图像的不同区域具有不同的随机颜色。
在依据本发明的一个实施例中,该图像的色彩、形状、位置的特征为:通过打印设备的不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的随机混合导致该非单色混合电子油墨、墨水或碳粉的颜色发生随机变化。
在依据本发明的一个实施例中,该图像的色彩、形状、位置的特征为:在形成特征图像的过程中进一步加入至少一种颜色的电子油墨、墨水或碳粉进行调配,使得该图像中的非单色混合电子油墨、墨水或碳粉中的不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的比例随着时间产生随机变化。
在依据本发明的一个实施例中,该特征图像预先录入的第一防伪信息为:通过光学设备预先配置该特征图像的初期防伪信息,并对应录入至该数据库中形成该第一防伪信息。
本发明的以上特性及其他特性将在下文中的具体实施例部分进行明确地阐述。
具体实施方式
下面详细讨论实施例的实施和使用。然而,应当理解,所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式,而非限制本发明的范围。
为了清楚地描述本发明,在此作出如下三点限定:
首先,本案中的特征图像为二维码、一维码,二维码可以但不仅限于:二维条形码(2D bar code)、高密度二维条形码(Highdensity 2D symbol),在此我们以高密度二维条形码为例,其一般为矩形,由n*n符号元素排列组成,在相互垂直的两边边界上有方向辨别元素,它是在矩阵相应像素位置上有点的地方表示二进制的“1”,无点的地方表示二进制的“0”,用来反映特定信息,其大小一般为:21*21至177*177的格,所谓每一格为1*1的点阵,所以二维码的大小并不是完全限定的;
其次,本案的重点在于在特征图像(即二维码)上的所有区域或特定区域中设置有特征防伪区域(防伪区域可以为1mm*1mm),但该特征防伪区域也可并不一定通过肉眼能够识别,该特征防伪区域中可以设置若干点,比如设置1个、100个、1000个、10000个点,这些点一般为圆形、椭圆形,这些点具有相应的形状、位置、颜色及点与点之间相关性的一些特征值数据,在实际中,由于打印精度为5微米,而现在手机的摄像模组分辨率的精度现在做不到这么高,精度是低于5微米的,所以采用混合颜色(打点时的混合墨水)或者位置来作为特征值数据;但是我们同样看到,随着科技的进步摄像模组的分辨率的精度在未来会高于5微米,于是可以通过单点或者多点形状、位置、颜色来进行防伪识别。在防伪识别之前,我们会在服务器端的数据库模块中预先对应配置有每一二维码的特征防伪区域中所有的点的防伪认证数据,特征值数据为防伪认证数据的子集,现举例说明:一个二维码A特征防伪区域中有10000个点,特征值数据其实为100个点的,但是数据库模块中的防伪认证数据对应的为10000个点,而实际检索匹配时又是在100个点中再子集采取,这个为后台的算法机制,对应于匹配成功或失败可设定一阀值,比如80%、90%。
本发明提供了一种利用特征图像来实现承印物防伪的方法100,由图1可以看出,该方法主要包含以下三个步骤,即:
首先,在第一步骤110中,通过识别印刷在承印物上的特征图像的第一特征,得到标识该承印物的特征码;并通过该特征码对应查找数据库中该承印物预先录入的第一防伪信息;
然后,在接下来的第二步骤120中,通过识别印刷在该承印物上的特征图像的第二特征,得到该承印物的第二防伪信息;
最后,在得到上述的第一防伪信息和第二防伪信息之后,在步骤130中,通过人工比对方法或智能设备比对方法比对该第二防伪信息和该第一防伪信息相似度是否达到匹配的第一阀值;若高于该匹配的第一阀值,则该承印物为真;若低于该匹配的第一阀值,则该承印物为假,其中,所述第一防伪信息体现为:该承印物在特征图像区域的可辨识的材料特征,或在特征图像区域内打印出的图像的色彩、形状、位置的特征。
在依据本发明的一个实施例中,该特征码为对应于每件承印物具有的唯一的识别标识,即一件一码或一物一码。以这样的方式便能在相应的数据库中找到唯一对应的第一防伪信息,从而为后续的比对提供有力的数据保证。
在依据本发明的一个实施例中,该第二特征为该承印物在特征图像区域的可辨识的材料特征,或在特征图像区域内打印出的图像的色彩、形状、位置的特征。以这样的方式便能在特征图像区域标识上期望的信息。
在依据本发明的一个实施例中,所述该特征图像的色彩、形状、位置的特征体现为:特征图像全部或局部区域中具有的单个打印点或多个打印点的位置、形状、色彩特征,在此我们首先关注特定图像全部或局部区域中的点的位置、形状、色彩特征。
在依据本发明的一个实施例中,所述单个打印点或多个打印点的色彩特征是通过打印设备的不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的随机混合导致该非单色混合电子油墨、墨水或碳粉的比例发生随机变化产生。
在依据本发明的一个实施例中,所述多个打印点的色彩特征是通过在形成特征图像的过程中,进一步加入至少一种颜色的电子油墨、墨水或碳粉进行调配,使得组成该多个打印点中的每一打印点中不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的比例分别随着时间产生随机变化,致使该多个打印点中的每一打印点的颜色特征具有差异性。
在依据本发明的一个实施例中,所述单个打印点的位置特征为:该单个打印点位于该特征图像中的一特定位置。
在依据本发明的一个实施例中,所述多个打印点的位置特征为:所述多个打印点相互之间的排列、布置、多个打印点中每一个点之间的相关性。
在依据本发明的一个实施例中,所述单个打印点或多个打印点由于打印设备的性能打印形成的打印点具有的不规则的随机几何图形或若干该几何图形形成的整体图形体现所述单个打印点或多个打印点的形状特征。
在依据本发明的一个实施例中,该第一特征通过采集该特征图像中的低频分量获得;通过光学设备采用正常焦距的方式捕捉该第一特征。
在依据本发明的一个实施例中,该第二特征通过采集该特征图像中的高频分量获得;通过光学设备采用微距或正常焦距加放大辅助设备的方式捕捉该第二特征
在依据本发明的一个实施例中,该可辨识的材料特征包括:特征区域中的随机区域具有随机形状的金属线。
在依据本发明的一个实施例中,该可辨识的材料特征包括:采用非单色的混合电子油墨、墨水或碳粉喷涂至该承印物上导致特征图像的不同区域具有不同的随机颜色。
在依据本发明的一个实施例中,该图像的色彩、形状、位置的特征为:该图像整体上通过打印设备的不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的随机混合导致该非单色混合电子油墨、墨水或碳粉的颜色发生随机变化。
在依据本发明的一个实施例中,该图像的色彩、形状、位置的特征为:在形成特征图像的过程中针对该图像整体上进一步加入至少一种颜色的电子油墨、墨水或碳粉进行调配,使得该图像中的非单色混合电子油墨、墨水或碳粉中的不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的比例随着时间产生随机变化。
在依据本发明的一个实施例中,该特征图像预先录入的第一防伪信息为:通过光学设备预先配置该特征图像的初期防伪信息,并对应录入至该数据库中形成该第一防伪信息。
在依据本发明的一个实施例中,该第二防伪信息为第一防伪信息的子集。
以上介绍了如何借助于特征图像来实现承印物防伪,接下来,将借助于图2描述带有特征图像的承印物的示意图。从图2中可以看出,该承印物包括二维码并且在该二维码中的至少部分的区域包含有特征图像,一般来说,该特征区域存在于该二维码之中。但是,本领域的技术人员应当理解,其中的特征区域310和二维码区域320的位置关系在图2中仅仅为示意性的,而非限制性的,也就是说,特征区域310能够在特征图像识别区域320之外、在其边界上或者在其之内的任意区域;并且,在此所示出的承印物为二维码,这也仅仅是示例性的而非限制性的,能够实现本发明之目的的承印物均落入本发明的保护范围之内。
与上述的防伪识别系统相对应地,本发明的第二方面还提出了一种利用特征图像来实现承印物防伪的系统300,该系统包括特征图像处理模块310、数据库320;
特征图像处理模块310,该特征图像处理模块310第一次时处理并识别印刷在承印物上的特征图像的第一特征,得到标识该承印物的特征码,该特征图像处理模块310处理并识别印刷在该承印物上的特征图像的第二特征,预先录入对应的第一防伪信息于数据库中;该特征图像处理模块310第二次时处理并识别印刷在承印物上的特征图像的第一特征,得到标识该承印物的特征码,并通过该特征码对应查找数据库中该承印物预先录入的第一防伪信息,识别印刷在该承印物上的特征图像的第二特征,得到该承印物的第二防伪信息;所述第二防伪信息为第一防伪信息的子集;
数据库320,通过人工比对方法或智能设备比对方法比对该第二防伪信息和该第一防伪信息相似度是否达到匹配的第一阀值;若高于该匹配的第一阀值,则该承印物为真;若低于该匹配的第一阀值,则该承印物为假;
其中,所述第一防伪信息或第二防伪信息体现为:该承印物在特征图像区域的可辨识的材料特征,或在特征图像区域内打印出的图像的色彩、形状、位置的特征。
在依据本发明的一个实施例中,该系统还包括特征图像采集模块,该特征图像采集模块适于通过光学设备采集该特征图像。
在依据本发明的一个实施例中,该系统还包括数据通讯模块,通过该数据通讯模块将包含有承印物为真或承印物为假的信息传输并显示于客户端。
在依据本发明的一个实施例中,该特征码为对应于每件承印物具有唯一的识别标识。
在依据本发明的一个实施例中,该第二特征为在该特征图像区域的可辨识的材料特征及,该特征图像全部或局部区域中具有的单个打印点或多个打印点的位置、形状、色彩特征。
在依据本发明的一个实施例中,该第一特征通过采集该特征图像中的低频分量获得;通过光学设备采用正常焦距的方式捕捉该第一特征。
在依据本发明的一个实施例中,该第二特征通过采集该特征图像中的高频分量获得;通过光学设备采用微距或正常焦距加放大辅助设备的方式捕捉该第二特征。
在依据本发明的一个实施例中,该可辨识的材料特征包括:特征区域中随机区域具有随机形状的金属线。
在依据本发明的一个实施例中,该可辨识的材料特征包括:采用非单色的混合电子油墨、墨水或碳粉喷涂至该承印物上导致特征图像的不同区域具有不同的随机颜色。
在依据本发明的一个实施例中,该图像的色彩、形状、位置的特征为:通过打印设备的不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的随机混合导致该非单色混合电子油墨、墨水或碳粉的颜色发生随机变化。
在依据本发明的一个实施例中,该图像的色彩、形状、位置的特征为:在形成特征图像的过程中进一步加入至少一种颜色的电子油墨、墨水或碳粉进行调配,使得该图像中的非单色混合电子油墨、墨水或碳粉中的不同种颜色电子油墨、墨水或碳粉的比例随着时间产生随机变化。
在依据本发明的一个实施例中,该特征图像预先录入的第一防伪信息为:通过光学设备预先配置该特征图像的初期防伪信息,并对应录入至该数据库中形成该第一防伪信息。
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明,但是应该理解,本发明并不限于所公开的具体实施方式。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释,从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。