CN107346578A - 光学防伪特征检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学防伪特征检测方法，包括：一种光学防伪特征的检测方法，包括：照射被检测物上的防伪图案所在区域；分别从两个不同的角度接收所述预定区域的反射光、并得到所述防伪图案所在区域的第一图像和第二图像；比较所述第一图像和所述第二图像，以检测所述防伪图案是否具有光学防伪特征。本发明提供的光学防伪特征检测方法及装置检测识别率高、性能稳定可靠。

Description

光学防伪特征检测方法及装置

技术领域

本发明涉及光电技术领域，具体涉及接触式图像传感器(CIS，ContactImage Sensor)、光学防伪特征检测方法及装置。

背景技术

光学防伪特征是指当光线从不同角度照射，或从不同角度观察被观察物时，被观察物呈现出不同的图像特征。采用光学防伪特征技术制作的印制品所看到的图像具有的动态变化的效果，无法用高清晰度扫描仪、彩色复印机及其他设备进行复制，加之其设计和生产技术极具专业性，制作工艺复杂，投资巨大，难以仿制，因此广泛的用于证件、重要票据、商标的高端防伪。

目前所用的具有光学防伪特征的技术比较多，其中比较通用的有全息图像、隐形图案等。

全息图像是通过激光制版将影像制作到塑料薄膜上，产生五光十色的衍射效果，使图片具有二维、三维空间感。在普通光线下，图片中隐藏的图像、信息会重现，而当光线从某一特定角度照射时，图片上又会出现新的图像。目前多国证件、票据、商标等都在采用全息图像技术进行防伪。

隐形图案主要是基于凹印技术，根据凹印油墨线纹的方向不同，图案折光效果也不同。当倾斜观察时，因墨纹方向不同产生反射光线的强弱不同，看到的图像会观察到隐藏的图像信息。而当垂直观察时，反射光强弱与墨纹排列方向无关，图像中的隐形信息会被隐藏起来。

现有的装置都采用基于互补金属氧化物半导体元件(CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor)或电荷耦合元件(CCD，ChargeCoupled Device)摄像头对证件、票据的光学防伪特征(如全息图像等)区域进行拍照，得到相关区域的图像，之后采用图像处理算法来鉴别该防伪点的真伪。这些装置具有以下的主要特点：

第一，在每个光学防伪特征区域可能出现的位置安装一套图像采集装置。一套装置要根据所拍摄到的光学防伪特征区域的位置，设计光源和摄像头的位置，使得摄像头可以同时获得证件、票据的正面图像(从大致垂直角度拍摄的图像)和侧面图像(从侧边以一定的倾斜角度拍摄的图像)。

第二，由于不同国家的证件、票据，不同的币种，光学防伪特征区域在钞票上所处的位置各不相同，所以一套设备往往只能适用于某一国证件、票据的一种或几种币种的光学防伪特征区域检测。

第三，由于采用CMOS或CCD的摄像头焦距都比较大，要拍摄一定范围的视野，都需要一定的拍摄距离，因此整个拍摄装置所需的体积往往都比较大。

由上述的特点也决定了采用CMOS或CCD摄像头检测光学防伪特征的设备会存在如下的问题：

在CMOS或CCD摄像头在拍摄时，证件、票据在走钞腔内运动与理论运动情况往往有一定的差异，这也决定了在摄像头进行图像拍摄时，光学防伪特征区域所处的位置与理论位置有一定的出入，从而也使得在成像时，正面图像、侧面图像、光学防伪特征区域与光源的相对位置与设计有一定偏差。这也最终影响到变色油墨的识别效果。

而且，由于不同的币种，光学防伪特征区域所在钞票的位置各不相同，而CMOS或CCD装置必须要在光学防伪特征区域位置上进行安装，所以对于光学防伪特征区域不在同一位置上的证件、票据，只能通过多台不同的设备进行识别。而当发行新版本的证件、票据时，如果光学防伪特征区域的位置发生变化，则必须对原有的设备进行硬件重新设计更新。

另外，CMOS或CCD摄像头所需体积较大，而对于内部设计十分紧凑的点、验、清分设备来说，无疑大大地增加了设备的设计要求，也增加了整个设备的整体体积。

发明内容

有鉴于此，本发明提供CIS、光学防伪特征检测方法及装置，还提供采用本发明光学防伪特征检测装置的检验设备，同时采集被检测物的正面和侧面图像，并通过比较所采集的图像，以此来达到检测光学防伪特征的目的。

本发明提供一种光学防伪特征的检测方法，该方法包括：

照射被检测物上的防伪图案所在区域；

分别从两个不同的角度接收所述预定区域的反射光、并得到所述防伪图案所在区域的第一图像和第二图像；

比较所述第一图像和所述第二图像，以检测所述防伪图案是否具有光学防伪特征。

所述接收发射光的第一角度小于或等于30度，所述接收发射光的第二角度大于或等于60度。

所述接收发射光的第一角度和第二角度之间的差值大于或等于50度。

本发明提供的一种接触式图像传感器CIS，所述CIS包括：光源、第一透镜、第二透镜、第一光电转换芯片和第二光电转换芯片；

所述光源，照射被检测物上的预定区域；

所述第一透镜，以第一观测角β1接收所述预定区域的反射光、并导入所述第一光电转换芯片；

所述第二透镜，以第二观测角β2接收所述预定区域的反射光、并导入所述第二光电转换芯片；所述第一观测角β1和所述第二观测角β2不相等；

所述第一光电转换芯片，接收经所述第一透镜导入的反射光，得到所述预定区域的第一图像；

所述第二光电转换芯片，接收经所述第二透镜导入的反射光，得到所述预定区域的第二图像。

本发明还提供一种光学防伪特征检测装置，包括识别单元和本发明提供的CIS。

所述CIS，将得到的第一图像和第二图像输出给识别单元；

所述识别单元，对所述第一图像和所述第二图像进行处理，并比较所述第一图像与所述第二图像，以判断被检测物上预定区域是否具有光学防伪特征。

本发明还提供一种检验设备，包括本发明的光学防伪特征检测装置，及指示装置；

所述光学防伪特征检测装置用于检测被检测物上预定区域的特征，并将检测结果发送给所述指示装置；

指示装置，根据所述光学防伪特征检测装置提供的检测结果输出被检被检测物是否为真的指示信号。

更适宜地，该检验设备，还包括：

告警装置，用于接收所述光学防伪特征检测装置提供的检测结果，并根据所述检测结果输出告警音频信号。

本发明提供的CIS、光学防伪特征的检测方法及装置中，采集被检测物，例如证件、票据或其他印刷物的正面和侧面图像，由于光线的入射角与预定区域反射光的观测角固定，因此采集的图像光线更为均匀，相比以往的CMOS或CCD摄像头来检测光学防伪特征的方法及装置，本发明提供的光学防伪特征的检测方法及装置受证件、票据在机械走钞腔内走钞情况影响较小，获取防伪光学特征的效果也可以保证。其次，对于不同的币种，光学防伪特征(如全息图案、隐形图案等)即使在钞票的位置各不相同，通过一套设备也可以完成不同币种证件、票据的检测。当发行新版证件、票据时，只需要通过软件升级就可以完成设备升级。相对CMOS或CCD摄像头来说，CIS体积较小，安装非常方便，在进行机械部分设计时可以使得结构更为紧凑，设备组装也更加方便。对于一台设备，只要在通道的两面各安装一根CIS，就可以完成对一张证件、票据正面和背面全幅面的光学防伪特征进行检测。本发明提供的光学防伪特征检测方法及装置检测识别率高、性能稳定可靠。

说明书附图

图1是现有技术中提供的检测装置结构示意图；

图2是本发明实施例一中第一种光学防伪特征检测方法流程图；

图3是本发明实施例一中第二种光学防伪特征检测方法流程图；

图4是本发明实施例二中提供的光学防伪特征检测装置架构示意图；

图5是本发明实施例三中提供的另一种光学防伪特征检测装置架构示意图；

图6是本发明实施例四中提供的又一种光学防伪特征检测装置架构示意图；

图7是本发明实施例五中提供的检验设备架构示意图。

具体实施方式

要进行光学特征的检测，使拍摄到的图像上该区域呈现出不同的光学特征，就要尽可能地对被检测物进行不同角度的照射，并尽可能地进行不同角度的拍摄。本发明提出了利用CIS采集被检测物上预定区域不同角度的图像，以达到检测光学防伪特征的目的。

通常情况下，CIS只用于采集透视或正面反射的图像。本发明提供一种光学防伪特征的检测方法及装置，利用CIS同时采集被检测物，例如证件、票据或其他印刷物上的预定区域的正面和侧面图像，提取对该图像光学防伪特征，以识别被检测物上预定区域的图像是否具有光学防伪特征。

图1所示为现有的检测装置结构示意图。从图1中可以看出，该检测装置由CIS实现，该CIS中包括：可见光源102、透镜103和光电转换芯片104。具体地，光源102点亮时以入射角α照射被检测物101的预定区域，预定区域的反射光以垂直于被检测物101平面的方向进入透镜103，并最终通过光电转换芯片104成像。这种反射成像可以作为是对被检测物照射、拍摄而获取的图像。

要进行光学防伪特征的检测，使拍摄到的图像上呈现出光学防伪特征，就要尽可能的对被检测物进行侧面照射，并进行侧面拍摄。本发明提供的技术方案中利用CIS来进行侧面图像的采集，以达到检测全息图像和隐形图案等光学防伪特征的目的。

为使本发明的原理、特性和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例一

本发明实施例中提供两种光学防伪特征的检测方法，可对证件、票据、票据或其他印刷物上的光学防伪特征进行检测鉴别。

参照图2，本发明实施例一提供的第一种光学防伪特征检测方法，包括下述步骤：

S201，以第一入射角α1和第二入射角α2交替照射被检测物上的预定区域；所述第一入射角α1和第二入射角α2不相等。

S202，以观测角β接收所述预定区域的反射光，得到以第一入射角α1照射所述预定区域时所述预定区域的第一图像、及以第二入射角α2照射所述预定区域时所述预定区域的第二图像。

上述第一入射角α1、第二入射角α2和观测角β均为与垂直于被检测物的方向的夹角。

为了避免照射预定区域时，对应位置处有强反光出现，从而导致无法正常成像，观测角β和第一入射角α1及第二入射角α2均不相等。

为了使被检测物上预定区域能够呈现不同的光学防伪特征，可以使第一入射角α1小于等于30度，第二入射角α2大于等于60度。还可以使第二入射角α2和第一入射角α1的差值大于等于一定的数值，具体地，该差值可以为10度、30度或50度等。

S203，比较所述第一图像与第二图像，以判断所述预定区域是否具有防伪光学特征。

光学防伪特征包括全息图像的图案变化特征、隐形图案的图案变化特征。

参照图3，本发明实施例一提供的第二种光学防伪特征检测方法，包括下述步骤：

S301，照射被检测物上的预定区域。

S302，分别以第一观测角β1和第二观测角β2接收所述预定区域的反射光、并得到所述预定区域的第一图像和第二图像；所述第一观测角β1和所述第二观测角β2不相等。

以第一观测角β1接收预定区域的反射光时，以第一入射角α1照射预定区域，以第二观测角β2接收预定区域的反射光时，以第二入射角α2照射预定区域。

上述第一观测角β1、第二观测角β2、第一入射角α1和第二入射角α2均为与垂直于被检测物的方向的夹角。

为了避免照射预定区域时，对应位置处有强反光出现，从而导致无法正常成像，第一观测角β1与第一入射角α1不相等，第二观测角β2与第二入射角α2不相等。

为了使被检测物上预定区域能够呈现不同的光学防伪特征，可以使第一观测角β1小于等于30度，第二观测角β2大于等于60度。还可以使第二观测角β2和第一观测角β1的差值大于等于一定的数值，具体地，该差值可以为10度、30度或50度等。

S303，比较所述第一图像和所述第二图像，检测所述预定区域是否具有防伪光学特征。

光学防伪特征包括全息图像的图案变化特征、隐形图案的图案变化特征。

实施例二

图4为本发明实施例二中提供的光学防伪特征检测装置结构示意图。

如图4所示，所述光学防伪特征检测装置包括CIS和识别单元(图4中未示出)，其中CIS包括交替点亮的光源302a,302b、透镜303以及光电转换芯片304。

光源302a和光源302b设置在透镜303的两侧。

光源302a，点亮时以第一入射角α1照射被检测物301上的预定区域。

光源302b，点亮时以第二入射角α2照射被检测物301上的预定区域。

在本实施例二中，第一入射角α1和第二入射角α2不相等。

为了使被检测物301上的预定区域能够呈现不同的光学防伪特征，可以使第一入射角α1小于等于30度，第二入射角α2大于等于60度。还可以使第二入射角α2和第一入射角α1的差值大于等于某个数值，具体地，该数值可以为10度、30度或50度等。

透镜303，以观测角β接收所述预定区域的反射光、并导入所述光电转换芯片304。

在本实施例二中，预定区域的反射光均以垂直于被检测物301平面的方向入射透镜303，所以上述观测角β等于0度，在图4中未示出。

为了避免光源302a和光源302b照射预定区域时，对应位置处有强反光射入光电转换芯片304，从而导致无法正常成像，观测角β和第一入射角α1及第二入射角α2均不相等。

光电转换芯片304，接收经透镜303导入的反射光，得到所述光源302a点亮时预定区域的第一图像、及光源302b点亮时预定区域的第二图像。

图4所示的CIS中还可以包括控制光源302a和光源302b交替点亮的单元(图4中未示出)，比如，首先，光源302a打开，光源302b关闭，光电转换芯片304采集一行图像数据；之后，光源302b点亮，光源302a关闭，光电转换芯片304再采集一行图像数据；然后这样交替地打开光源302a、302b，关闭光源302b、302a，以此类推。由此可见，当被检测物301完全通过光电转换芯片304时，光电转换芯片304可以得到一张彩色图像，该图像的奇数行均由光源302a照射得到，而偶数行均由光源302b照射得到。具体地，可采用软件图像处理方法将光电转换芯片304得到的图像的奇数行合成一整幅完全由光源302a照射得到的图像，将偶数行合成一幅全由光源302b照射得到的图像。由于光源302a照射得到的图像是由正面照射、正面拍摄得到，所以可以认为是证件、票据或印刷品正面观察得到的图像，而光源302b照射所得到的图像，虽然也是正面拍摄，但光源302b的入射角较大，同样可以使得被检测物上呈现不同的光学防伪特征，例如使获得的图像呈现不同的光学防伪特征，具体地，图像上呈现出不同图案(对全息图像和隐形图案而言)，等同于侧面观察被检测物301得到的图像。之后，通过识别单元(图4中未示出)，对所得到的正面图像与侧面图像进行后续的图像处理，并比较所得到的正面图像与侧面图像，以判断所述区域是否具有光学防伪特征，光学防伪特征包括全息图像的图案变化特征和隐形图案的图案变化特征。如判断图案是否为全息图像，图案是否为隐形图案。根据两幅图像上光学防伪特征来判断证件、票据或印刷品的真伪。

实施例三

图5为本发明实施例三中提供的另一种光学防伪特征检测装置结构示意图。

图5所示的CIS与实施例二中光学防伪特征检测装置的区别在于，本实施例三提供的光学防伪特征检测装置中，CIS中的两个光源402a和402b设置在透镜403的同一侧，透镜403以观测角β接收预定区域的反射光、并导入光电转换芯片404，这里的观测角β大于0度，即透镜403和光电转换芯片404倾斜于被检测物401的平面设置。

两个光源402a和402b安装在透镜403同侧，这样可以允许透镜403有一定的倾斜角度，从而使得侧面照射的光源402b反射的光线能更充分的射入到光电转换芯片404。但是由于透镜403和光电转换芯片404要倾斜安装，所以对制造工艺要求要较高。

本实施例中的这种光学防伪特征检测装置工作流程与实施例二中的光学防伪特征检测装置基本相同，两个光源402a和402b要交替点亮，可以得到相应的图像，该图像中的奇数行合成为一幅完全由光源402a照射得到的第一图像，偶数行合成为一幅完全由光源402b照射得到的第二图像。

之后，通过识别单元(图5中未示出)，对所得到的正面图像与侧面图像进行后续的图像处理，并比较所得到的正面图像与侧面图像的光学防伪特征(如全息图像的图案或隐形图案的图像)，以判断所述区域是否具有光学防伪特征，光学防伪特征包括全息图像的图案和隐形图案的变化特征。如判断图案是否为全息图像，图案是否为隐形图案。根据两幅图像上光学防伪特征来判断证件、票据或印刷品的真伪。

实施例四

图6为本发明实施例四中提供的又一种光学防伪特征检测装置结构示意图。参照图6，本实施例中提供的光学防伪特征检测装置，包括CIS和识别单元(图6中未示出)，其中CIS包括一个光源502、两组透镜503a和503b、及两组光电转换芯片504a和504b。

光源502，点亮时照射被检测物501上的预定区域。

透镜503a，以第一观测角β1接收预定区域的反射光、并导入光电转换芯片504a。

透镜503b，以第二观测角β2接收预定区域的反射光、并导入光电转换芯片504b。

上述第一观测角β1和第二观测角β2不相等，且透镜503a以第一观测角β1接收预定区域的反射光时，光源502以第一入射角α1照射预定区域，透镜503b以第二观测角β2接收预定区域的反射光时，光源502以第二入射角α2照射预定区域。

可以看出，本实施例四中，透镜503a和光电转换芯片504a正对着被检测物501设置，透镜503b和光电转换芯片504b与被检测物501成一定的倾斜角度设置。

在本实施例四中，第一观测角β1际上等于0度，所以图6中并未示出。为了使被检测物501上的预定区域能够呈现不同的光学防伪特征，第一观测角β1还可以选择除0度之外的小于等于30度的其他值，第二观测角β2大于等于60度。还可以使第二观测角β2和第一观测角β1的差值大于等于某一数值，具体地，该数值可以为10度、30度或50度等。

为了避免光源502照射预定区域时，对应位置处有强反光射入光电转换芯片504a或504b，从而导致无法正常成像，第一观测角β1和第一入射角α1不相等，第二观测角β2和第二入射角α2不相等。

光电转换芯片504a，接收经透镜503a导入的反射光，得到所述预定区域的第一图像，即正面图像。

光电转换芯片504b，接收经透镜503b导入的反射光，得到所述预定区域的第二图像，即侧面图像。

本实施例中提供的光学防伪特征检测装置中，由于只有一组光源，因此与前述两种装置相比较，在采集过程中不用切换不同位置的光源。而两组光电转换芯片504a和504b，可以分别获得一幅完整图像，从光电转换芯片504a得到正面照射、正面拍摄的正面图像，从光电转换芯片504b得到侧面照射、侧面拍摄的侧面图像。这两幅图像利用后端的图像处理算法，就可以进行光学防伪特征的检测。由于两组光电转换芯片都不存在复用的情况，因此角度可以设计得较为合理，光电转换芯片504a和504b感光也较为充分。

之后，通过识别单元(图6中未示出)，对所得到的正面图像与侧面图像进行后续的图像处理，并比较所得到的正面图像与侧面图像的光学防伪特征(如全息图像的图案或隐形图案)，以判断所述区域是否具有光学防伪特征，光学防伪特征包括变色油墨的变色特征、全息图像的图案变化特征和隐形图案的图案变化特征。如判断图案是否为全息图像，图案是否为隐形图案。根据两幅图像上光学防伪特征来判断证件、票据或印刷品的真伪。

实施例五

本发明实施例还提供一种检验设备，采用前述实施例中的光学防伪特征检测装置，可对采用全息图像、隐形图案等光学防伪特征作为防伪措施的被检测物，例如证件、票据、票据或其他印刷物进行检测，以判鉴别证件、票据、票据或其他印刷物的真伪。

参照图7，本发明实施例提供的检验设备600，包括前述实施例二至四中提供的光学防伪特征检测装置610，以及指示装置620；

光学防伪特征检测装置610，用于检测被检测物上的预定区域，并将检测结果发送给指示装置；

指示装置620，根据光学防伪特征检测装置610提供的检测结果输出被检测物是否为真的指示信号。

本发明实施例提供的检验设备600，还包括：

告警装置630，用于接收光学防伪特征检测装置610提供的检测结果，并根据所述检测结果输出告警音频信号。

本发明实施例提供的光学防伪特征检测方法及装置中，采用CIS采集被检测物，例如证件、票据或其他印刷物的正面和侧面图像，由于光线的入射角与预定区域反射光的观测角固定，因此采集的图像光线更为均匀，相比以往的CMOS或CCD摄像头来检测光学防伪特征的方法及装置，本发明提供的光学防伪特征的检测方法及装置受证件、票据在机械走钞腔内走钞情况影响较小，获取光学防伪特征的效果也可以保证。其次，对于不同的证件、票据，全息图像即使所在位置各不相同，通过一套设备也可以完成不同证件、票据的检测。当发行新版证件、票据时，只需要通过软件升级就可以完成设备升级。相对CMOS或CCD摄像头来说，CIS体积较小，安装非常方便，在进行机械部分设计时可以使得结构更为紧凑，设备组装也更加方便。对于一台设备，只要在通道的两面各安装一根CIS，就可以完成对一张证件、票据正面和背面全幅面的变色油墨、全息图像等光学防伪特征的检测。

根据所述公开的实施例，可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种光学防伪特征的检测方法，其特征在于，该方法包括：

照射被检测物上的防伪图案所在区域；

分别从两个不同的角度接收所述预定区域的反射光、并得到所述防伪图案所在区域的第一图像和第二图像；

比较所述第一图像和所述第二图像，以检测所述防伪图案是否具有光学防伪特征。

2.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收发射光的第一角度小于或等于30度，所述接收发射光的第二角度大于或等于60度。

3.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收发射光的第一角度和第二角度之间的差值大于或等于50度。

4.一种接触式图像传感器CIS，其特征在于，所述CIS包括：光源、第一透镜、第二透镜、第一光电转换芯片和第二光电转换芯片；

所述光源，照射被检测物上的预定区域；

所述第一透镜，以第一观测角β1接收所述预定区域的反射光、并导入所述第一光电转换芯片；

所述第二透镜，以第二观测角β2接收所述预定区域的反射光、并导入所述第二光电转换芯片；所述第一观测角β1和所述第二观测角β2不相等；

所述第一光电转换芯片，接收经所述第一透镜导入的反射光，得到所述预定区域的第一图像；

所述第二光电转换芯片，接收经所述第二透镜导入的反射光，得到所述预定区域的第二图像。

5.如权利要求4所述的CIS，其特征在于，所述第一透镜以第一观测角β1接收所述预定区域的反射光时，所述光源以第一入射角α1照射所述预定区域；所述第二透镜以第二观测角β2接收所述预定区域的反射光时，所述光源以第二入射角α2照射所述预定区域。

6.如权利要求4或5所述的CIS，其特征在于，所述第一观测角β1与所述第二观测角β2的差值大于或等于50度。

7.一种光学防伪特征检测装置，其特征在于，包括识别单元及如权利要求4或5所述的接触式图像传感器CIS；

所述CIS，将得到的第一图像和第二图像输出给识别单元；

所述识别单元，对所述第一图像和所述第二图像进行处理，并比较所述第一图像与所述第二图像，以检测被检测物上的预定区域是否具有光学防伪特征。

8.一种检验设备，其特征在于，包括权利要求30所述的光学防伪特征检测装置，及指示装置；

所述光学防伪特征检测装置用于检测被检测物上预定区域的光学防伪特征，并将检测结果发送给所述指示装置；

指示装置，根据所述光学防伪特征检测装置提供的检测结果输出被检测物是否为真的指示信号。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括：

告警装置，用于接收所述光学防伪特征检测装置提供的检测结果，并根据所述检测结果输出告警音频信号。