CN105934664B - 使用显微纹理鉴别物理对象的计算机可访问介质、方法和系统 - Google Patents

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Abstract

可以提供一种示例性透镜装置，该装置包括多个透镜，其被配置成提供：在大约9mm×6mm到大约15mm×12mm之间的视野(FOV)，在大约40lp/mm到大约100lp/mm之间的透镜的至少一个边缘处的分辨率，以及大约0.1％到大约1％之间的失真。

Description

使用显微纹理鉴别物理对象的计算机可访问介质、方法和 系统
相关申请的交叉引用
本申请涉及并要求于2013年7月19号提交的、美国专利申请第61/856,161号的优先权，其全部公开内容通过引用被合并在本文中。
技术领域
本发明总体涉及用于鉴别对象的示例性系统、方法和计算机可访问介质，更具体地，涉及基于示例性透镜系统的图像，使用显微纹理(microscopic texture)来鉴别对象的示例性系统、方法和计算机可访问介质的示例性实施方式。
背景技术
在全世界赝品和产品的伪造可能是个大问题，在全世界损失能达到数十亿美元。在产品的识别和鉴别中已经使用了诸如全息摄影、射频识别(RFID)标签、缩微印刷品和示踪剂的各种技术。然而，这些技术在减轻商品的伪造方面具有非常有限的成功。
因此，提供可以克服上面本文中所描述的缺陷中的至少一些缺陷的用于鉴别对象的示例性透镜系统/装置可能是有利的。
发明内容
可以提供示例性透镜装置，该装置可以包括多个透镜，其被配置成提供：在大约9mm×6mm到大约15mm×12mm之间的视野(FOV)，大约40lp/mm到大约100lp/mm之间的透镜的至少一个边缘处的分辨率，以及大约0.1％到大约1％之间的失真。FOV可以是大约12mm×9mm。透镜的边缘处的分辨率可以是大约100lp/mm。失真可以是大约1％。LED装置可以被配置成直接照亮透镜附近的对象。
在本公开的一些示例性实施方式中，示例性透镜可以具有双高斯结构，该双高斯结构是非对称的。该透镜可以安装在螺纹套环装置上。可以配置连接装置来传输由透镜提供的图像，连接装置可以包括蓝牙、Wi-Fi、以太网或USB。可以在配置中提供透镜以鉴别对象。
在本公开内容另一示例性实施方式中，可以是透镜装置，该透镜装置包括至少六个透镜，其中，透镜中的至少三个透镜均可以具有凸面和凹面，透镜中的至少两个透镜均可以具有两个凸面，以及透镜中的至少一个透镜可以具有两个凹面。透镜中的至少三个透镜中的第一透镜可以具有第一侧和第二侧，第一侧可以具有凸面，并且第二侧可以具有凹面。透镜中的至少三个透镜中的第二透镜可以具有第三侧和第四侧，第三侧可以具有凹面，并且第四侧可以具有凸面，第三侧可以邻近于第一透镜的第二侧。透镜中的至少三个透镜中的第三透镜可以具有第五侧和第六侧，第五侧可以具有凹面，并且第六侧可以具有凸面，第五侧可以与第二透镜的第四侧邻近。透镜中的至少两个透镜中的第四透镜可以具有第七侧和第八侧，第七侧可以具有凸面，并且第八侧可以具有凸面，第七侧可以与第三透镜的第六侧邻近。透镜中的至少一个透镜中的第五透镜可以具有第九侧和第十侧，第九侧可以具有凹面，并且第十侧可以具有凹面，第九侧可以与第四透镜的第八侧邻近。透镜中的至少两个透镜中的第六透镜可以具有第十一侧和第十二侧，第十一侧可以具有凸面，并且第十二侧可以具有凸面，第十一侧可以与第五透镜的第十侧邻近。透镜中的每个透镜之间的距离可以是大约5微米。可以在配置中提供透镜，以鉴别至少一个对象。
在另一示例性实施方式中是用于注册要验证的对象的示例性系统、方法和计算机可访问介质，其可以包括，例如，接收与对象的纹理有关的信息；以及通过在数据库中存储信息来注册用于验证的对象。该信息可以由透镜装置生成，其可以包括，例如，(i)在大约9mm×6mm到大约15mm×12mm之间的视野(FOV)，大约40lp/mm到大约100lp/mm之间的透镜的至少一个边缘处的分辨率，以及大约0.1％到大约1％之间的失真，和/或(ii)至少六个透镜，其中，透镜中的至少三个透镜均具有凸面和凹面，透镜中的至少两个透镜均具有两个凸面，以及透镜中的至少一个透镜具有两个凹面。
在本公开内容一些示例性实施方式中，可以通过引起对象的表面上的光照条件、波长或焦距中的变化来生成信息。第一信息可以链接到对象的目录信息。目录信息可以包括序列号、条形码、名称、型号、材料、光谱属性或成分。系统、方法和计算机可读介质可以被设置在移动设备上，该移动设备可以是移动电话。可以基于信息生成局部描述符和全局描述符。可以接收与对象的其它纹理相关的其它信息；基于其它信息可以生成其它局部描述符和其它全局描述符。可以比较其它局部描述符和局部描述符，以及对其它全局描述符和全局描述符进行比较。如果(i)其它局部描述符可以基本上匹配局部描述符并且(ii)其它全局描述符基本上匹配全局描述符，则可以验证对象的真实性。
在本公开内容一些示例性实施方式中，如果匹配能在特定的阈值之上，和或如果其它局部描述符和其它全局描述符的关键点坐标可以满足几何一致性特性，则可以验证真实性。在本公开内容一些示例性实施方式中，可以接收与对象的其它纹理相关的其它信息，可以对其它信息和第一信息进行比较，并且如果其它信息能基本上匹配第一信息，则可以验证对象的真实性。对象可以包括(i)奢侈品、(ii)药物、(iii)化妆品、(iv)玩具、(v)运动商品、(vi)艺术品和收藏品、(vii)无记名债券和优惠券、(viii)消费品、(ix)电子产品或(x)纸质文件。
在本公开内容另一示例性实施方式中是用于验证对象的真实性的示例性系统、方法和计算机可访问介质，其包括，例如，接收与对象的纹理有关的信息；对纹理和数据库中存储的其它纹理进行比较；以及如果纹理可以基本上匹配其它纹理，则验证对象的真实性；信息可以由(i)透镜装置生成，透镜装置可以包括至少六个透镜，其中，透镜中的至少三个透镜均具有凸面和凹面，透镜中的至少两个透镜均具有两个凹面，以及透镜中的至少一个透镜均具有两个凹面；和/或透镜装置具有：在大约9mm×6mm到大约15mm×12mm之间的视野(FOV)，大约40lp/mm到大约100lp/mm之间的透镜的至少一个边缘处的分辨率，以及大约0.1％到大约1％之间的失真。
当结合附属的权利要求时，在阅读本公开内容的示例性实施方式的以下详细描述的情况下，本公开内容的示例性实施方式中的这些或其它目的、特点和益处将变得明白。
附图说明
根据结合示出本公开内容的示例性实施方式的附图的以下详细描述，本公开内容其它目的、特点和益处将变得明白，在附图中：
图1是根据本公开内容的示例性实施方式的示例性透镜结构/配置的示例性示意图；
图2是根据本公开内容的示例性实施方式的用于大约400nm到大约656nm的波长范围的调制传递函数(MTF)的示例性图；
图3是根据本公开内容的示例性实施方式的用于大约486nm到大约656nm的波长范围的MTF的示例性图；
图4是根据本公开内容的示例性实施方式的用于大约486nm到大约720nm的波长范围的MTF的示例性图；
图5是根据本公开内容的示例性实施方式的用于大约500nm到大约620nm的波长范围的MTF的示例性图；
图6是根据本公开内容的示例性实施方式的使用蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真的光学配置和相关联光线模式分析的示例性图；
图7是根据本公开内容的示例性实施方式的示例性透镜结构/配置和镜筒的正视图和侧视图组；
图8是根据本公开内容的示例性实施方式的镜头配置和外壳的内部结构的示意性横截面视图；
图9A是使用常规显微镜获得的示例性图像；
图9B是根据本公开内容的示例性实施方式的由示例性鉴别系统生成的示例性图像；
图10是根据本公开内容的示例性实施方式的图示空间分辨率与匹配值的示例性图；以及
图11是根据本公开内容的一些示例性实施方式的示例性系统的示例性框图的图示。
除非另外说明，否则贯穿整个附图用相同的附图标记和字母表示图示实施方式的相同特征、构成部分、部件或部分。而且，虽然现在将参考附图详细描述本公开内容，但这是结合示例性实施方式而进行的，并且本公开内容不被附图中图示的特定实施方式所限制。
具体实施方式
根据本公开内容的示例性实施方式的示例系统、方法和计算机可访问介质可以从物理对象捕获和处理显微纹理，以唯一地显示每个对象。示例性系统、方法和计算机可访问介质可以是基于纹理斑点的构思(参见例如参考文件1和2)，该构思可以从对象的隐含的复杂显微结构和光照的多重扩散之间的相互作用来获取显微纹理。示例性系统和/或其组件可以具有特定属性，这些特定属性能够使示例性系统对于捕获不同表面、对象和材料的显微纹理是有利的。
示例性系统、方法和计算机可访问介质可以包括如本文中进一步详细描述的光学系统/装置/设备、机械系统/装置/设备和各种电子元件。
示例性光学系统
根据本公开内容的示例性实施方式的示例性光学系统可以包括透镜结构、传感器和/或照明系统。透镜结构可以是或可以包括非对称双高斯结构，该非对称双高斯结构被设计成以固定的放大率提取图像。光圈值(f-stop)可以从例如大约f/12.5到大约f/2.5变化，以及放大率因子(例如，对象高度除以图像高度的比率)可以是大约0.5。透镜结构的视野(“FOV”)可以从大约9mm×6mm到大约15mm×12mm变化。在一个示例性实施方式中，FOV可以是大约12mm×9mm。图1图示了具有定焦透镜系统的可变透镜结构。如图1中所示出的，根据本公开内容的示例性实施方式的示例系统、方法和计算机可访问介质可以具有下面表1中描述的示例性机械透镜配置100。应注意，图1和表1中所示出的尺寸仅仅是用于示例性目的，并且可以使用其它示例性尺寸。
Figure GDA0001052411800000061
表1
可以例如由透镜结构的镜筒正面(例如外围)的光发射二极管(“LED“)来提供示例性照明。为了均匀照明，可以使用来自外围上的大约4-8个LED的直接照明和基于光成型扩散器(light shaping diffuser)的漫反射直接照明两者。
可以为示例性光学系统提供例如从大约300nm到大约700nm的波长范围。根据本公开内容的示例性实施方式，图2-5中示出了对应于波长的每个范围的调制传递函数(MTF)的示例性图。
如图2-5中所图示的，光学系统的示例性空间分辨率在中心处能够是大约160lp/mm。边缘处的分辨率可以从大约12微米或40lp/mm到大约5微米或大约100lp/mm变化。示例性光学性能可以是接近其衍射极限(例如，由＄\frac{\lambda}{2n\sin(\theta)＄}给出的光学系统的分辨率的理论极限，其中＄\lambda＄可以是光的波长，＄n\sin(\theta)＄可以是数字孔径)。因为示例性光学系统可以是衍射受限的，所以它可以以高分辨率处理显微纹理。
图2图示了具有跨越传感器区域中的三个点(例如大约1.9mm乘大约3.875mm的中心)的大约400nm到大约656nm的波长范围的示例性透镜系统的示例性MTF。构成部分/线205和210图示了(例如，距离传感器的中心)大约3.875mm处的切向和弧矢MTF。构成部分/线215图示了传感器中心处的切向和弧矢MTF。构成部分/线220和225图示了大约1.9mm处的切向和弧矢MTF。构成部分/线230图示了整个示例性透镜系统/设备的衍射极限MTF。
图3图示了具有跨越传感器区域中的三个点(例如大约1.9mm乘大约3.875mm的中心)大约486nm到大约656nm的波长范围的示例性透镜系统的其它示例性MTF。构成部分/线305图示了传感器的中心处的切向和弧矢MTF。构成部分/线310和315图示了大约1.9mm处的切向和弧矢MTF。构成部分/线320和325图示了在大约3.875mm处的切向和弧矢MTF。构成部分/线330图示了整个示例性透镜系统/设备的示例性衍射极限MTF。
图4图示出了在跨越传感器区域中的三个点(例如大约1.9mm乘大约3.875mm的中心)的大约486nm到大约720nm的波长范围中的示例性透镜系统的另外的其它示例性MTF。构成部分/线405图示了在传感器的中心处的切向和弧矢MTF。构成部分/线410和415图示了大约1.9mm处的切向和弧矢MTF。构成部分/线420和425图示了大约3.875mm处的切向和弧矢MTF。构成部分/线430图示了示例性透镜系统/设备的衍射极限MTF。
图5还图示了在跨越传感器区域中的三个点(例如大约1.9mm乘大约3.875mm的中心)的大约500nm到大约620nm的波长范围中的示例性透镜系统的另外的其它示例性MTF。构成部分/线505图示了在传感器的中心处的切向和弧矢MTF。构成部分/线510和515图示了大约1.9mm处的切向和弧矢MTF。构成部分/线520和525图示了大约3.875mm处的切向和弧矢MTF。构成部分/线530图示了示例性透镜系统/设备的衍射极限MTF。
可以使用蒙特卡罗(Monte Carlo)光线跟踪过程来仿真特定波长的光线，以保证通过光学系统的连贯性。图6图示根据本公开内容的示例性实施方式的从示例性对象到传感器穿过透镜机构的示例性光线模式。构成部分/光束605图示了从视野的边缘到大约3.875mm处的传感器的边缘的光线。构成部分/光束610图示了从视野的半路点到大约1.9mm处的传感器的光线。构成部分/光束615图示了从视野的中心到传感器的中心的光线。对于示例性变焦透镜系统，光圈值、放大率因子和工作距离可以相应地变化。示例性系统的分辨率可以高于大约60lp/mm，其可以有助于大约7微米的结构的分辨率。示例性可变放大率透镜系统可以放大到具有大约2微米的分辨率的大约1mm×1mm的FOV。
示例性机械系统
示例性机械外罩可以包括简单外壳单元，该外壳单元具有用于安装示例性套环组件和示例性电子部件的机械装置。
示例性镜筒和套环组件
示例性镜筒可以是或可以包括用于放置示例性透镜的具有中心孔的圆柱。可以用机械加工镜筒的内孔到高准确度(例如，大约5微米)。隔板可以保持透镜之间的距离或透镜之间的气隙。隔板还可以在厚度方面保持例如大约5微米的尺寸准确度，以及例如伸出(face out)和径向跳动(run out)方面高达大约2-3微米的尺寸准确度。隔板可以保持透镜中心。如图7中所示出的，4和6号隔板(例如，构成部分/组件705和715)可以具有台阶装置，以适合更小透镜的各种示例性轮廓。5号隔板(例如构成部分710)可以充当孔径光阑。与其它隔板相比，5号隔板(例如构成部分/组件710)可以具有显著更小的孔。在镜筒孔的后端(例如元件/组件720)上，可以为内部母螺纹提供匹配外螺纹。可以使用该示例性装置来保持透镜就位，从而可以在操作期间避免透镜的任何移动。
根据本公开内容的示例性实施方式的具有透镜组件的完整镜筒可以安装在螺纹套环装置上。套环和镜筒上的螺纹可以有助于调节系统的焦距。可以使用微小的调节来实现期望的图像清晰度。可以为套环提供螺纹孔，以有助于安装车载摄像机(board camera)。套环中的中心孔可以有助于图像形成在车载摄像机内的CMOS传感器上。
示例性外壳
示例性外壳可以是具有用于镜筒套环和车载摄像机组件的机构的铝的方型中空部件。图8图示了示例性透镜805、隔板810、镜筒815和外壳820。示例性外壳820可以具有顶端处的盖子装置，该盖子装置可以安置例如USB 2.0类型A母插针的用于输入和/或输出端口的电路。
外壳820的内部安装物可以是或可以包括边缘，该边缘可以具有针对定焦透镜系统的固定工作区。可以提供微小调节，例如可伸缩或螺纹装置，以合并可变放大率和可变焦距透镜系统。
可以在透镜镜筒组件的正面设置或安装示例性照明板(例如，以圆形方式安装有LED的印刷电路板(“PCB”))。该示例性配置可以向FOV提供均匀照明。用于照明板的电力可以从外壳的顶部上的单个输入-输出端口提取。
示例性电子产品
示例性电子产品部件可以控制：(a)传感器和其功能，(b)至不同格式(例如JPEG、TIFF、PNG)的图像转换,(c)从传感器板到USB、Wi-Fi和蓝牙信道的通信以及(d)照明。
示例性特征
根据本公开内容的示例性实施方式的示例性系统、方法和计算机可访问介质可以具有不同的特征，其可以包括以下：
a)特定的焦距：在空间分辨率的特定范围内，可以唯一地显示显微纹理。可以调整示例性设备以根据特定分辨率提取显微纹理，使得可以保留显微纹理的唯一性。
b)衍射受限：可以设计示例性设备，使得对于FOV，图像系统能够是衍射受限的。
c)高分辨率、低失真：可以设计示例性设备以匹配或几乎匹配透镜配置的理论性能。这能够给出例如大致约7微米或更小的高分辨率。通过改变焦距可以进一步提高分辨率以实现更高分辨率。场弯曲和失真能够为最小(例如在大约0.1％-1％内)。
d)非对称双高斯结构：示例性透镜结构可以降低光学像差和失真(例如，镜筒效应、散光、枕形(pin cushion)效应、球形失真、色差和像场弯曲)。
e)使用的可携带性和舒适性：示例性设备可以是可携带的(例如，尺寸：大约50mm×50mm×100mm)，并且任何人在没有帮助或很少的帮助下可以使用该设备。这与显微镜形成鲜明的对比，显微镜需要精确的支架和工作台以提取图像。示例性设备可以在不需要任何支架或工作台的情况下，简单地被放置在对象的顶部上，就可以提取图像。因为可以固定焦点，所以对象的表面可以焦点对准。由于该特征，用户可以容易地注册并验证对象的真实性。
f)均匀照明：可以在镜筒的外围以圆形方式设置LED，其可以向视野提供均匀照明。这可以有助于跨越多个设备的一致结果。
g)多色：根据本公开内容的示例性实施方式的示例性系统、方法和计算机可访问介质可以被设计与多色光源和多色对象一起使用。多色对象可以是任意颜色，并且根据本公开内容的示例性实施方式的示例性系统、方法和计算机可访问介质仍可以从多色对象提取显微纹理。
h)形状不变：示例性设备可以从二维(“2D”)对象和三维(“3D”)对象两者提取显微纹理(例如，设备的景深可以在大约2mm内)。3D对象的焦点对准的视野可以取决于其曲率。
i)材料不变：虽然一些显微镜和设备可以被设计来生成特定材料的图像，但示例性系统、方法和计算机可访问介质可以从任意类型材料的表面提取显微纹理(例如，由于多色和形状不变特性)。
示例性操作
可以在以下示例性过程中使用示例性设备和系统来识别和鉴别示例性对象。
示例性登记或注册
可以将示例性设备/系统放置在组装线中，或者放置作为工业过程的一部分，在该工业工程中能够制造要登记或注册的示例性对象。示例性设备/系统可以例如通过改变对象的表面上的光照条件、波长、焦距等来捕获各种形式的显微纹理，并且在中央储存库或数据库中存储该信息。从示例性设备/系统接收的数据可以通过以太网、Wi-Fi、蓝牙、通用串行总线(“USB”)、GigEVision(“GiGE”)等进行转移。一旦将数据存储在储存库或数据库中，这些数据可以及时被处理和转换成用于验证后续点处的对象的关键点信息。可以将对象的显微数据链接到诸如序列号、条形码、名称、型号、材料、光谱属性、成分等的其目录信息。在验证过程期间，这能够有助于对象的唯一识别。当对象从事务链的一个节点移动到下一节点时，可以使用示例性设备通过读取显微纹理来验证其真实性。
示例性验证
用户可以在供应链中的每个节点处使用根据本公开内容的示例性实施方式的示例性系统、方法和计算机可访问介质，以验证注册或登记的对象的真实性。
例如，对于固定焦距成像系统，用户可以将设备放置在对象的顶部上或放置在对象的表面附近，在该区域捕获纹理图像。对于焦距可变的设备，一旦将设备放置在对象的顶部上或将该设备保持在对象的表面附近，用户就可以容易地调整焦点。用户可以在移动设备上(例如蜂窝电话、个人数字助理、平板计算机等)或计算机(例如便携式计算机或台式计算机)上打开应用以查看对象表面的实时流或视频。因为可以固定离透镜系统的工作距离，对象的图像能够总是“焦点对准”。对于设备的可变焦版本，用户可以调节焦距以获取非模糊图像或聚焦图像。
用户可以帮助图像的捕获，并且可以传递/上传图像到用于处理的服务器。该传递可以是通过USB、Wi-Fi和/或蓝牙等。可以在示例性设备中或在云端处理图像。图像可以在示例性设备中或在云端被转换成一组局部和全局描述符，然后与储存库或数据库中的局部描述符组和全局描述符组进行比较。如果匹配描述符能够在一定的阈值以上，并且关键点坐标能够满足几何一致性特性，则可以认为显微纹理是匹配的。可以将来自云端的结果往回发送到设备。可以将该结果显示为例如“真实”或“非真实”或“不能读取”。这可以表示对象可能是正品或赝品。如果对象可能是正品，则结果可以包含该对象的详细元数据(meta-data)。
示例性应用
在上面本文中描述的示例性操作中，一旦对象能够被注册或登记，则其真实性就可以在一直到终端用户的供应链中的每个节点处被验证，并且可以将其应用在各种示例性应用案例中。可以将示例性设备/系统和验证对象的真实性的示例性设备/系统的过程应用到以下示例性市场：(1)奢侈品、(2)药物、(3)化妆品、(4)玩具、(5)运动商品、(6)艺术品和收藏品、(7)无记名债券和优惠券、(8)消费品、(9)电子产品或(10)纸质文件。
示例性艺术品的注册和验证
示例性艺术品注册
可以将艺术品面朝下地放置在白纸上，或者放置在任意纸上或布基层上。因为随着时间的前进，从印刷品表面读取的显微纹理可以是不一致的，因此根据本公开内容的示例性实施方式的示例性系统、方法和计算机可访问介质可以从印刷品或艺术品的背面提取显微纹理。这可能是由于油漆褪色、能用来在帆布上绘画的颜料颜色或任意其它介质的变化。
根据本公开内容的示例性实施方式的示例性系统、方法和计算机可访问介质可以提取艺术品的图像(例如，艺术品正面的扫描)。可以从印刷品的背面提取的示例性显微纹理的唯一特征可以被链接到来自印刷品的正面的显微纹理。
与艺术品和艺术家相关的附加关联数据也可以被链接。可以链接诸如(1)艺术家名字、(2)题目、(3)时间戳和与艺术品有关的其它数据的信息。可以将所有链接的信息(例如，唯一显微特征、印刷品图像、艺术家履历数据、目录信息等)加密并存储在安全数据库中。
示例性艺术品验证
该验证过程可以与上面描述的验证过程类似作为一般验证过程的一部分。
示例性制造品的验证
可以使用示例性操作来注册/登记诸如箱包、皮夹、钱包、手包、鞋子、腰带、手表、衣服、高尔夫球棒、运动装备、电子化妆品、药物和玩具的各种收藏品对象。
示例性制造品的注册
在所有上面描述的示例性收藏品对象的生产期间、之前或紧接其之后，可以注册和/或登记所有上面描述的示例性收藏品对象。如果该登记是在生产或组装前执行的，则可以注册特定的原材料或材料。否则，对象可以被单独地注册作为它们的生产线中的单独步骤或者作为后续生产的独立步骤。可以在特定的区域分别扫描每个对象，并且基于对象的形状、大小、尺寸、品牌要求、对象的知识产权要求、材料和特定的生产线，针对各种类型的对象的扫描区域可以不同。另外，取决于收藏品对象的类型的与每个单个对象相关联的元数据可以集成有单个对象的扫描。出于进一步的验证目的，可以将该集成的数据存储在安全数据库中。
纸质文件、政府发行的ID和无记名债券的示例性注册和验证
取决于发行局(例如，银行、机构或政府团体)，纸质文件和无记名债券可以被以各种尺寸来印刷和/或制造；然而它们通常能够被印刷在纸上。这还可以包括货币、邮票、买卖契约、法律文件、学位证书、履历、交易收据、收费单或收藏卡(collectible card)。政府发行的ID可以包括护照、选民证件、驾驶证、特殊身份卡和签证，但不限于此。
纸质文件、政府发行的ID和无记名债券的示例性注册
可以在事务链的第一点处登记印刷的纸质文件、ID和无记名债券，在该事务链中文件或债券可以被印刷或分配给实体(例如个体或机构)、可以被印刷或分配给当事人之间的特定协议或可以被印刷或分配货币值。在无记名债券、债券和它们的关联优惠券的例子中，如果有的话，可以被扫描，并且它们的元数据可以被集成以保证：如果丢失的债券被找到，则丢失的债券可以被鉴别。扫描的表面的区域可以根据其尺寸而变化。
图9A图示了由常规显微镜获取的示例性图像，图9B示出了由根据本公开内容的示例性实施方式的示例性系统、方法和计算机可访问介质获取的示例性图像。如图9A中示出的构成部分905，常规显微镜分辨USAF测试目标图像中的组4号码4，组4号码4是大约22微米或22lp/mm。如图9B中示出的构成部分910，根据本公开内容的示例性实施方式的示例性系统、方法和计算机可访问介质可以分辨USAF测试目标图像中的组6号码2，组6号码2是大约6微米或100lp/mm。使用常规显微镜获取的图像还指示了照明方面的不一致。
图10是图示空间分辨率与匹配值的示例性图。当空间分辨率增加时，在一对分开的表面中，关键点匹配值会下降。因此，每个显微纹理图像可以被唯一性地识别。针对诸如帆布1000、纸1005、羽毛、塑料1015、木材1020、玻璃1025、金属和织物1030的材料，示例性图示出了当空间分辨率增加时匹配值的变化。示例性设备能够分辨高达大约100lp/mm或大约6微米。如图中所示出的，可以区分大约在12微米以下的材料的两个显微纹理。
示例性机械透镜布局
示例性系统、方法和计算机可访问介质可以具有下面的示例性机械透镜布局，该机械透镜布局下面在表2中详细描述。
Figure GDA0001052411800000141
Figure GDA0001052411800000151
表2
图11示出了根据本公开内容的系统的示例性实施方式的框图。例如，根据本文中描述的本公开内容的示例性过程可以由处理装置和/或计算机装置1102来执行。这样的处理装置/计算机装置1102可以例如完全是计算机/处理器1104，或计算机/处理器1104的一部分，或包括计算机/处理器1104，但不限于此，计算机/处理器1104可以包括，例如，一个或更多个微处理器，并且使用存储在计算机可访问介质(例如，RAM、ROM、硬盘或其它存储设备)上的指令。
例如，如图11中所示出的，(例如，在与处理装置1102的通信中)可以提供计算机可访问介质1106(例如，如本文中上面描述的，诸如硬盘、软盘、记忆棒、CD-ROM、RAM、ROM等或其集合体的存储设备)。计算机可访问介质1106包括在其上的可执行指令1108。此外或可选地，例如，如本文中上面描述的，可以与计算机可访问介质1106分开地提供存储装置1110，计算机可访问介质1106可以向处理装置1102提供指令以配置处理装置执行某些示例性程序、过程和方法。
另外，示例性处理装置1102可以被设置有或包括输入/输出装置1114，输入/输出装置1114可以包括例如，有线网路、无线网络、因特网、内部网络、数据采集探测器、传感器等。如图11中所示出的，示例性处理装置1102可以和示例性显示装置1112进行通信，例如，根据本公开内容的某些示例性实施方式，示例性显示装置1112可以是触摸屏，该触摸屏被配置成除了从处理装置输出信息之外，还将信息输入到处理装置。另外，可以使用示例性显示器1112和/或存储装置1110来以用户可访问格式和/或用户可读格式来显示和/存储数据。
前述内容仅仅示出本公开内容的原理。根据本文中的教导，对描述的实施方式的各种修改和改变对于本领域技术人员来说是明显的。因此，将明白尽管本文中没有明确地示出或描述，但是本领域技术人员将能够设计出能体现本公开内容的原理的许多系统、装置和过程，因此这些系统、装置和过程可以在本公开内容的精神和范围内。如本领域具有普通技术的技术人员应理解的，各种不同示例性实施方式可以互相一起使用，以及互相互换地使用。此外，包括说明书及其附图和权利要求的本公开内容中所使用的某些术语在某些实例中可以被同义地使用，包括但不限于例如数据和信息。应理解的是，虽然能够互相同义的这些词语和/或其它词语可能在本文中被同义地使用，但可以存在这样的词语可以意在不是被同义地使用的实例。另外，对于上面还没有被明确合并在本文中的现有技术知识，将其全部明确地合并在本文中。所有参考的出版物通过引用将其全部合并在本文中。
示例性参考文献
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Claims (19)

1.一种用于注册用于验证的至少一个对象的系统，包括：
透镜装置，用于生成与所述至少一个物理对象的显微纹理有关的信息，其中，所述透镜装置包括至少六个透镜，并且其中，所述透镜中的至少三个透镜均具有凸面和凹面，所述透镜中的至少两个透镜均具有两个凸面，所述透镜中的至少一个透镜具有两个凹面；
计算机装置，被配置成：
接收与所述至少一个物理对象的显微纹理有关的信息；以及
通过在至少一个数据库中存储所述信息来注册用于验证的所述至少一个物理对象；
其中，所述透镜装置提供：
在9mm×6mm到15mm×12mm之间的视野(FOV)，
40lp/mm到100lp/mm之间的所述透镜装置的透镜的至少一个边缘处的分辨率，以及
0.1％到1％之间的失真。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算机装置还被配置成通过引起所述至少一个物理对象的表面上的至少一个光照条件、至少一个波长或至少一个焦距中的至少一个的变化来生成所述信息。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算机装置还被配置成将所述信息链接到所述至少一个物理对象的目录信息，其中，所述目录信息包括(i)序列号、(ii)条形码、(iii)名称、(iv)型号、(v)至少一种材料、(vi)至少一个光谱属性或(vii)至少一个成分中的至少之一。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算机装置被设置在移动设备上，并且还包括：连接到所述移动设备的至少一个连接装置，其中，所述移动设备被配置成传输所述信息，所述至少一个连接装置是蓝牙、WiFi、以太网或USB中的至少之一。
5.如权利要求4所述的系统，其中，所述移动设备是移动电话、平板计算机或个人计算机中的至少之一。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算机装置还被配置成基于所述信息生成至少一个局部描述符和至少一个全局描述符。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述计算机装置还被配置成：
接收与所述至少一个物理对象的其它显微纹理有关的其它信息；
基于所述其它信息生成至少一个其它局部描述符和至少一个其它全局描述符；
对(i)所述至少一个其它局部描述符和所述至少一个局部描述符以及(ii)所述至少一个其它全局描述符和所述至少一个全局描述符进行比较；以及
如果(i)所述至少一个其它局部描述符基本上匹配所述至少一个局部描述符并且(ii)所述至少一个其它全局描述符基本上匹配所述至少一个全局描述符，则验证所述至少一个物理对象的真实性。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述计算机装置还被配置成如果所述匹配在特定的阈值以上，则验证所述真实性。
9.如权利要求7所述的系统，其中，所述计算机装置还被配置成如果所述至少一个其它局部描述符和所述至少一个其它全局描述符的关键点坐标满足几何一致性特性，则验证所述真实性。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算机装置还被配置成：
接收与所述至少一个物理对象的其它显微纹理有关的其它信息；
对所述其它信息和所述信息进行比较；以及
如果所述其它信息基本上匹配所述信息，则验证所述至少一个物理对象的真实性。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个物理对象包括(i)奢侈品、(ii)药物、(iii)化妆品、(iv)玩具、(v)运动商品、(vi)艺术品和收藏品、(vii)不记名债券和优惠券、(viii)消费品、(ix)电子产品或(x)纸质文件中的至少一个。
12.如权利要求1所述的系统，其中，(i)所述透镜中的所述至少三个透镜中的第一透镜具有第一侧和第二侧，所述第一侧具有凸面，并且所述第二侧具有凹面，(ii)所述透镜中的所述至少三个透镜中的第二透镜具有第三侧和第四侧，所述第三侧具有凹面，并且所述第四侧具有凸面，所述第三侧与所述第一透镜的所述第二侧邻近，以及(iii)所述透镜中的所述至少三个透镜中的第三透镜具有第五侧和第六侧，所述第五侧具有凹面，并且所述第六侧具有凸面，所述第五侧与所述第二透镜的所述第四侧邻近。
13.如权利要求12所述的系统，其中，(i)所述透镜中的所述至少两个透镜中的第四透镜具有第七侧和第八侧，所述第七侧具有凸面，并且所述第八侧具有凸面，所述第七侧与所述第三透镜的所述第六侧邻近，(ii)所述透镜中的所述至少一个透镜中的第五透镜具有第九侧和第十侧，所述第九侧具有凹面，并且所述第十侧具有凹面，所述第九侧与所述第四透镜的所述第八侧邻近，以及(iii)所述透镜中的所述至少两个透镜中的第六透镜具有第十一侧和第十二侧，所述第十一侧具有凸面，并且所述第十二侧具有凸面，所述第十一侧与所述第五透镜的所述第十侧邻近。
14.如权利要求1所述的系统，其中，所述透镜中的每个透镜之间的间隔是5微米。
15.如权利要求1所述的系统，其中，(i)所述视野是12mm×9mm，(ii)所述透镜的至少一个边缘处的所述分辨率是100lp/mm，以及(iii)所述失真是1％。
16.如权利要求1所述的系统，其中，所述透镜装置具有非对称双高斯结构。
17.如权利要求1所述的系统，其中，所述透镜装置安装在螺纹套环装置上。
18.一种注册用于验证的至少一个物理对象的方法，包括：
使用透镜装置生成与所述至少一个物理对象的显微纹理有关的信息，其中，所述透镜装置包括至少六个透镜，并且其中，所述透镜中的至少三个透镜均具有凸面和凹面，所述透镜中的至少两个透镜均具有两个凸面，所述透镜中的至少一个透镜具有两个凹面；
接收所述信息；以及
使用计算机硬件装置，通过在至少一个数据库中存储所述信息来注册用于验证的所述至少一个物理对象；
其中，所述透镜装置提供：
在9mm×6mm到15mm×12mm之间的视野(FOV)，
40lp/mm到100lp/mm之间的所述透镜装置的透镜的至少一个边缘处的分辨率，以及
0.1％到1％之间的失真。
19.一种透镜装置，包括：
至少六个透镜，其中，所述透镜中的至少三个透镜均具有凸面和凹面，所述透镜中的至少两个透镜均具有两个凸面，所述透镜中的至少一个透镜具有两个凹面，
其中，所述透镜提供：
在9mm×6mm到15mm×12mm之间的视野(FOV)，
40lp/mm到100lp/mm之间的所述透镜装置的透镜的至少一个边缘处的分辨率，以及
0.1％到1％之间的失真。
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