CN111861506B - 基于外观防伪程度的监测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及防伪技术技术领域，公开了基于外观防伪程度的监测系统及方法。本发明实施例中的基于外观防伪程度的监测系统包括指标确定模块、指标显示模块；指标确定模块，用于获取防伪产品对应的色度图；确定色度图在每个通道下的二维熵；根据二维熵确定外观防伪程度指标；指标显示模块，用于对外观防伪程度指标进行显示操作。可见，本发明实施例提供了一套较好的监测系统，可以实现对于防伪产品的防伪性能进行监测；同时，鉴于使用到了二维熵，可监测防伪产品中的二维颜色的复杂度。此外，也可联合二维熵、光变熵来确定外观防伪程度指标。

Description

基于外观防伪程度的监测系统及方法
技术领域
本发明涉及防伪技术技术领域，尤其涉及基于外观防伪程度的监测系统及方法。
背景技术
目前的假冒伪劣产品涉及到较多具体场景，比如，可能会存在着伪造证件、官方文件及签证等的伪造行为。
为了应对该伪造行为，可通过光学全息技术来进行防伪操作。
若落地到具体的防伪场景，又存在着多种防伪形式，比如，全息防伪膜、全息防伪纸及全息防伪商标等产品。
但是，目前，并没有一套较好的监测系统可对防伪产品的防伪性能进行监测。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供基于外观防伪程度的监测系统及方法。
第一方面，本发明实施例提供一种基于外观防伪程度的监测系统，包括指标确定模块、指标显示模块；
所述指标确定模块，用于获取防伪产品对应的色度图；确定所述色度图在每个通道下的二维熵；根据所述二维熵确定外观防伪程度指标；
所述指标显示模块，用于对所述外观防伪程度指标进行显示操作。
优选地，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括指标推送模块；
所述指标推送模块，用于将所述外观防伪程度指标推送至用户设备。
优选地，所述指标确定模块，还用于根据当前光变效率确定光变熵；根据所述二维熵与所述光变熵确定外观防伪程度指标。
优选地，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括光变确定模块；
所述光变确定模块，用于对所述色度图对应的五维函数进行求导操作，以得到求导结果；对所述求导结果进行加权求和，以得到当前光变效率。
优选地，所述指标确定模块，还用于对所述二维熵与所述光变熵进行加权求和，以得到外观防伪程度指标。
优选地，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括色度测量装置、数字预处理模块，所述色度测量装置包括可移动光源、凸面镜及色度计；
所述可移动光源，用于照射防伪产品，以生成散射光线；
所述凸面镜，用于汇聚所述防伪产品的散射光线，以得到目标光线；
所述色度计，用于接收所述目标光线；
所述数字预处理模块，用于将所述目标光线转换为色度图。
优选地，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括色度图预处理模块；
所述色度图预处理模块，用于对所述色度图进行低通滤波处理及降噪处理，以得到新的色度图。
优选地，所述指标确定模块，还用于根据所述色度图在每个通道下的像素点的出现频数确定频数权重；根据所述频数权重对应的通道熵进行求和操作，以得到二维熵。
第二方面，本发明实施例提供一种基于外观防伪程度的监测方法，包括：
获取防伪产品对应的色度图；
确定所述色度图在每个通道下的二维熵；
根据所述二维熵确定外观防伪程度指标；
对所述外观防伪程度指标进行显示操作。
优选地，所述根据所述二维熵确定外观防伪程度指标，具体包括：
根据当前光变效率确定光变熵；
根据所述二维熵与所述光变熵确定外观防伪程度指标。
本发明实施例提供的基于外观防伪程度的监测系统及方法，基于外观防伪程度的监测系统包括指标确定模块、指标显示模块；所述指标确定模块，用于获取防伪产品对应的色度图；确定所述色度图在每个通道下的二维熵；根据所述二维熵确定外观防伪程度指标；所述指标显示模块，用于对所述外观防伪程度指标进行显示操作。可见，本发明实施例提供了一套较好的监测系统，可以实现对于防伪产品的防伪性能进行监测；同时，鉴于使用到了二维熵，可监测防伪产品中的二维颜色的复杂度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例提供的一种基于外观防伪程度的监测系统的结构示意图；
图2为本发明又一实施例提供的一种基于外观防伪程度的监测系统的结构示意图；
图3为本发明又一实施例提供的一类色度测量装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种基于外观防伪程度的监测方法的流程图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
101 指标确定模块 105 色度测量装置
102 指标显示模块 106 数字预处理模块
103 指标推送模块 107 色度图预处理模块
104 光变确定模块
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
图1为本发明实施例提供的一种基于外观防伪程度的监测系统，如图1所示，包括指标确定模块101、指标显示模块102；
所述指标确定模块101，用于获取防伪产品对应的色度图；确定所述色度图在每个通道下的二维熵；根据所述二维熵确定外观防伪程度指标；
所述指标显示模块102，用于对所述外观防伪程度指标进行显示操作。
可以理解的是，该防伪产品将作为待监测样本进行外观防伪程度指标的确定行为。
其中，防伪产品对应的色度图实际上是一组以图像形式来进行数据存储的矩阵，每个色度图图像均可以记录光强信息及色度信息，可见，色度图可以反映防伪产品的光学特性。
通过将复杂表面的外观特性用采集到的一组图像即上述色度图来表示，使得测量数据更加离散化，便于处理。
具体地，鉴于色度图可分成色彩空间(Color space)中的多个通道，比如，可分为色彩空间中的三个通道；接着，可确定色度图在每个通道下的二维熵。
最终，可根据全部通道下的二维熵确定外观防伪程度指标。可见，此时得到的外观防伪程度指标即可反映二维颜色的复杂度。
其中，外观防伪程度指标用于反映外观复杂度，外观防伪程度指标的数值较高则意味着光刻或全息图样较为精细，可见，外观防伪程度指标可从外观特性的角度反映防伪性能的强弱。此外，也可反映防伪产品制作工艺的难度。
进一步地，在得到外观防伪程度指标的数值后，可对外观防伪程度指标进行显示操作。
可见，本发明实施例提供了一套较好的监测系统，可以实现对于防伪产品的防伪性能进行监测。
本发明实施例提供的基于外观防伪程度的监测系统，包括指标确定模块101、指标显示模块102；所述指标确定模块101，用于获取防伪产品对应的色度图；确定所述色度图在每个通道下的二维熵；根据所述二维熵确定外观防伪程度指标；所述指标显示模块102，用于对所述外观防伪程度指标进行显示操作。可见，本发明实施例提供了一套较好的监测系统，可以实现对于防伪产品的防伪性能进行监测；同时，鉴于使用到了二维熵，可监测防伪产品中的二维颜色的复杂度。
图2为本发明又一实施例提供的一种基于外观防伪程度的监测系统，可基于上述图1所示的一种基于外观防伪程度的监测系统的实施例。
在本发明又一实施例中，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括指标推送模块103；
所述指标推送模块103，用于将所述外观防伪程度指标推送至用户设备。
在具体实现中，本发明实施例提供的基于外观防伪程度的监测系统，还可将外观防伪程度指标推送至用户设备，以供用户设备侧进行显示。
其中，用户设备可为智能手机、平板电脑等。
在上述实施例的基础上，优选地，还用于根据当前光变效率确定光变熵；根据所述二维熵与所述光变熵确定外观防伪程度指标。
可以理解的是，本发明实施例可给出另一类外观防伪程度指标的确定方式。
区别于图1所示的实施例使用到了二维熵来确定外观防伪程度指标，本发明实施例可同时使用二维熵与光变熵来确定外观防伪程度指标。
当然，若欲便于理解，也可将使用二维熵来确定的外观防伪程度指标记为第一外观防伪程度指，可将使用二维熵与光变熵来确定的外观防伪程度指标记为第二外观防伪程度指标。
具体地，当前光变效率用于反映防伪产品在光照角度改变下的光强及颜色矩阵的变化率，光变熵用于反映光变复杂度。
最终，可联合二维熵、光变熵来确定外观防伪程度指标。可见，此时得到的外观防伪程度指标可反映二维颜色的复杂度及光变复杂度。
在上述实施例的基础上，优选地，所述指标确定模块101，还用于对所述二维熵与所述光变熵进行加权求和，以得到外观防伪程度指标。
具体地，可应用如下所示的加权求和公式进行加权求和操作，
Ce＝λHF+μHΓ
其中，Ce表示外观防伪程度指标，HF表示二维熵，HΓ表示光变熵；λ、μ为权重系数。
其中，该权重系数可具体参考参与评测的防伪产品的样品种类及色度测量装置105的装置参数。由于待测产品的不同，对光变复杂度和颜色复杂度的要求也不同，所以，可在具体应用中进行特定分析。
可见，本发明实施例可将得到的两个熵值加权求和，即为最终的外观复杂度指标。
在上述实施例的基础上，优选地，所述指标确定模块101，还用于根据当前光变效率确定每个通道下的刺激值变化概率，根据所述刺激值变化概率确定光变熵。
其中，涉及到的刺激值多指三刺激值(tristimulus values)，是人体视网膜对某种颜色感觉到的三种原色的刺激程度。
这三种颜色分别是红、绿及蓝，分别可用RGB三个坐标值来表示，三刺激值构成了基于人眼感受的色彩空间。
可以理解的是，就根据当前光变效率确定光变熵的操作而言，可先根据当前光变效率确定每个通道下的刺激值变化概率，再根据刺激值变化概率确定光变熵。
其中，当前光变效率可记为Γ(α,θ,u,v,k)。
其中，k∈{1,2,3}，表示外观特征矩阵的三个颜色通道；u、v表示半球表面坐标，α、θ分别表示入射光线和散射光线的角度坐标。
具体地，可先根据当前光变效率确定每个通道下的刺激值变化概率，刺激值变化概率可记为
Figure BDA0002558474680000071
Figure BDA0002558474680000072
的技术含义为单通道颜色刺激值变化率为i且邻域变化率均值为j的点在图像中出现的概率，可使用符合条件的点出现的频数与总点数之比来表示。
接着，可使用如下所示的光变熵确定公式确定光变熵，
Figure BDA0002558474680000081
其中，HΓ表示光变熵。
就最终确定的光变熵而言，实际上是在计算光变效率函数的复杂度并求和得出。
进一步地，就光变熵确定公式而言，实际上是将每张图像的直方图加起来，总共加了α*θ*k次，即，将每张变化梯度图的熵加起来。
在上述实施例的基础上，优选地，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括色度测量装置105、数字预处理模块106，所述色度测量装置105包括可移动光源、凸面镜及色度计；
所述可移动光源，用于照射防伪产品，以生成散射光线；
所述凸面镜，用于汇聚所述防伪产品的散射光线，以得到目标光线；
所述色度计，用于接收所述目标光线；
所述数字预处理模块106，用于将所述目标光线转换为色度图。
可以理解的是，为了确定防伪产品的色度图，本发明实施例可使用到一个色度测量装置105。
具体地，该色度测量装置105可为一个半球面状的面向散射光的色度测量装置。
其中，可参见图3所示的一类色度测量装置105。
其中，目标光线为汇聚后的散射光线。
具体地，该可移动光源可具体为卤素灯，可通过卤素灯作为光源照射防伪产品，然后，用色度计接收来自不同角度的散射光信息。
其中，色度计可由红、绿及蓝三色滤光片组成，可测量散射光三种颜色的刺激值。
应当理解的是，可通过调整可移动光源令其在不同角度下照射待测样品即上述防伪产品，可以得到不同入射角度下整个半球形表面接收到的散射光线；该散射光线反射后汇聚到样品旁的凸面镜上，并使用成像色度计一次性测量所有离散点；最终，将所测得的像素点映射到RGB色彩空间中。
比如，可用一个5维函数F(α,θ,u,v,k)来记录测量结果，其中，该5维函数即对应于上述的色度图。
其中，k∈{1,2,3}，表示外观特征矩阵的三个颜色通道；u、v表示半球表面坐标，α表示入射光与水平面的夹角，θ表示入射光与垂轴的夹角。
可见，F(α,θ,u,v,k)表示的是，在入射光与水平面的夹角为α、入射光与垂轴的夹角为θ时，半球表面坐标u、v处接收到的光中的第k个通道的颜色刺激值。
其中，可为RGB三通道中的第k个通道。
进一步地，考虑到全息防伪材料用干涉方式记录了物光波的信息，不仅种类繁多而且光学特性复杂多变，目前鲜有能够准确地表达不同全息防伪产品的散射光函数模型。
因此，本发明实施例可将产品放置在特殊装置中，以将测量得到的散射光的分布结果直接记录进一个三维数组中。
其中，此处的三维数组即为(u,v,k)。
进一步地，更具体地，该色度测量装置105可由半球型采光表面、可移动入射角度的白光光源即上述可移动光源、色度计、用于放置防伪产品的样品展台及凸面镜构成。
具体地，光源入射光线在样品表面发生散射，经过半球表面及凸面镜两次反射之后转换为平行光束，从而被采集设备即色度计接收。
其中，两次反射中的一次发生于大球面内壁，一次发生于小球面外壁。
接着，物理信息即目标光线可转化为色度图。
其中，该色度图为一组彩色数字图像，对应于上述五维函数，每张图像均可以离散地记录单一角度下的半球面的散射光光强及色度信息。
进一步地，色度图图像可以较好地记录外观特性。
在上述实施例的基础上，优选地，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括光变确定模块104；
所述光变确定模块104，用于对所述色度图对应的五维函数进行求导操作，以得到求导结果；对所述求导结果进行加权求和，以得到当前光变效率。
可以理解的是，为了得到当前光变效率，色度图对应的五维函数可记为F(α,θ,u,v,k)。
具体地，五维函数也可记为F(α1,θ1,u,v,k)，在α1,θ1下求偏导数，以分别得到
Figure BDA0002558474680000101
为了引入防伪产品在光照角度改变下的光强及颜色矩阵的变化率，以记录光变或全息防伪产品表面的散射光颜色随光照角度不同发生变化的复杂程度，本发明实施例可使用色度计的三个坐标值随角度变化的变化率的熵值，即上述求导结果。
接着，可对求导结果进行加权求和，以得到当前光变效率，可记为，
Figure BDA0002558474680000102
其中，β1、β2为权重参数，与入射光角度变化前后两点与圆心连线的夹角有关；Γ(α,θ,u,v,k)为当前光变效率，当前光变效率越高，则光变图像随入射光变化的外观特性就更加精细，仿造难度也更高。
进一步地，鉴于u，v表征着图像像素坐标，得到当前光变效率Γ(α,θ,u,v,k)的操作实际上得到了α*θ*k张单通道图像。
在上述实施例的基础上，优选地，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括色度图预处理模块107；
所述色度图预处理模块107，用于对所述色度图进行低通滤波处理及降噪处理，以得到新的色度图。
可以理解的是，为了避免高频的随机噪声对监测结果有过多干扰，在采集设备侧获取到色度图之后，比如，色度测量装置105实时采集到的色度图之后，可先对实时采集到的色度图进行低通滤波处理、降噪处理，将处理后的新的色度图交付于指标确定模块101进行指标确定操作。
在上述实施例的基础上，优选地，所述指标确定模块101，还用于根据所述色度图在每个通道下的像素点的出现频数确定频数权重；根据所述频数权重对应的通道熵进行求和操作，以得到二维熵。
具体地，就确定色度图在每个通道下的二维熵的二维熵确定行为而言，可先根据色度图在每个通道下的像素点的出现频数确定频数权重。
比如，可先确定色度图中每个通道下的像素点的出现频数，可记为f(i,j)，f(i,j)表示单通道下颜色刺激值为i、邻域均值为j的像素点在该通道对应的单张图像中出现的频数。
接着，可使用如下所示的频数权重确定公式确定频数权重，
pij＝f(i,j)/N2
其中，pij表示频数权重，f(i,j)表示出现频数，N表示单张图像的尺度，此处图像是指色度图。
接着，可对频数权重对应的通道熵进行求和操作，以得到二维熵。
比如，可使用如下所示的通道熵确定公式确定通道熵，
Figure BDA0002558474680000121
其中，H(α,θ,k)表示与每个通道对应的通道熵，pij(α,θ,k)表示频数权重。
然后，可对通道熵进行求和操作，以得到二维熵。
比如，可使用如下所示的通道熵求和公式得到二维熵，
Figure BDA0002558474680000122
其中，HF表示二维熵。
进一步地，鉴于测得的色度图可分成色彩空间中的三个通道，可先对这些图像进行低通滤波、去噪，然后，在每一个通道下计算图像在单色坐标下的二维熵。其中，此处可以8位位图为例，当然，也可根据色度测量装置105的精度调整图像编码方式。
进一步地，本发明实施例在监测过程中表现出较好的鲁棒性和泛化能力，便于拓展至相关技术领域。
进一步地，监测结果即上述外观防伪程度指标包含有所测得球面散射光随观察角度变化及随入射光角度变化的颜色复杂度，在去除高频噪声的前提下，较高的指标得分表征着更加精细的光刻或全息图样。
进一步地，鉴于全息镀膜等全息防伪产品的图像越复杂精细，仿制难度就越高，因此，单一全息图样的防伪性能与其外观特性，特别是与不同角度的光变特性息息相关。
所以，利用本发明实施例描述的特殊装置可令光源从不同角度照射到样品表面，将采集到的不同角度的散射光颜色模型映射到RGB色彩空间中，可以描述复杂光变防伪产品的表面外观特性。
此外，通过测量防伪产品表面光变图像的散射光色度信息，结合图像学理论计算该表面光变函数的复杂程度，实现了一种基于图像复杂度的全息防伪产品测评方式。
明显地，该方式解决了复杂全息光变图像表面外观质量标准难以量化的状况，有助于建立一个完善的全息防伪产品性能评价系统。
图4为本发明实施例提供的一种基于外观防伪程度的监测方法的流程图，如图4所示，该方法包括：
S1，获取防伪产品对应的色度图；
S2，确定所述色度图在每个通道下的二维熵；
S3，根据所述二维熵确定外观防伪程度指标；
S4，对所述外观防伪程度指标进行显示操作。
本发明实施例提供的基于外观防伪程度的监测方法，先获取防伪产品对应的色度图；确定所述色度图在每个通道下的二维熵；根据所述二维熵确定外观防伪程度指标；对所述外观防伪程度指标进行显示操作。可见，本发明实施例提供了一套较好的监测方式，可以实现对于防伪产品的防伪性能进行监测；同时，鉴于使用到了二维熵，可监测防伪产品中的二维颜色的复杂度。
在上述实施例的基础上，优选地，所述根据所述二维熵确定外观防伪程度指标，具体包括：
根据当前光变效率确定光变熵；
根据所述二维熵与所述光变熵确定外观防伪程度指标。
具体地，当前光变效率用于反映防伪产品在光照角度改变下的光强及颜色矩阵的变化率，光变熵用于反映光变复杂度。
最终，可联合二维熵、光变熵来确定外观防伪程度指标。可见，此时得到的外观防伪程度指标可反映二维颜色的复杂度及光变复杂度。
本发明实施例提供的方法实施例是为了实现上述各系统实施例的，具体流程和详细内容请参照上述系统实施例，此处不再赘述。
以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于外观防伪程度的监测系统，其特征在于，包括指标确定模块、指标显示模块；
所述指标确定模块，用于获取防伪产品对应的色度图；确定所述色度图在每个通道下的二维熵；根据所述二维熵确定外观防伪程度指标；
所述指标显示模块，用于对所述外观防伪程度指标进行显示操作；
其中，所述指标确定模块，具体用于根据当前光变效率确定光变熵，并对所述二维熵与所述光变熵进行加权求和，得到外观防伪程度指标。
2.根据权利要求1所述的基于外观防伪程度的监测系统，其特征在于，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括指标推送模块；
所述指标推送模块，用于将所述外观防伪程度指标推送至用户设备。
3.根据权利要求2所述的基于外观防伪程度的监测系统，其特征在于，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括光变确定模块；
所述光变确定模块，用于对所述色度图对应的五维函数进行求导操作，以得到求导结果；对所述求导结果进行加权求和，以得到当前光变效率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于外观防伪程度的监测系统，其特征在于，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括色度测量装置、数字预处理模块，所述色度测量装置包括可移动光源、凸面镜及色度计；
所述可移动光源，用于照射防伪产品，以生成散射光线；
所述凸面镜，用于汇聚所述防伪产品的散射光线，以得到目标光线；
所述色度计，用于接收所述目标光线；
所述数字预处理模块，用于将所述目标光线转换为色度图。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的基于外观防伪程度的监测系统，其特征在于，所述基于外观防伪程度的监测系统还包括色度图预处理模块；
所述色度图预处理模块，用于对所述色度图进行低通滤波处理及降噪处理，以得到新的色度图。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的基于外观防伪程度的监测系统，其特征在于，所述指标确定模块，还用于根据所述色度图在每个通道下的像素点的出现频数确定频数权重；根据所述频数权重对应的通道熵进行求和操作，以得到二维熵。
7.一种基于外观防伪程度的监测方法，其特征在于，包括：
获取防伪产品对应的色度图；
确定所述色度图在每个通道下的二维熵；
根据所述二维熵确定外观防伪程度指标；
对所述外观防伪程度指标进行显示操作；
其中，所述根据所述二维熵确定外观防伪程度指标，具体包括：
根据当前光变效率确定光变熵；
对所述二维熵与所述光变熵进行加权求和，得到外观防伪程度指标。
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