CN112816165B - 基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用机械振动测试或分析的技术领域，具体为基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统和方法，该方法包括以下步骤：对器物类艺术品本体进行信息采集获得基础形态数据和标准振动特性，以基础形态数据和标准振动特性作为唯一性识别的基准，在后续艺术品流通过程中，对待验样品进行信息采集，依次进行艺术品的形态比对和振动特性比对，当形态和/或振动特性不一致时，代表待验样品并非艺术品本体，当形态和振动特性一致时，代表待验样品为艺术品本体。采用本方案能够解决现有技术中对器物类艺术品进行唯一性识别时，识别手段过于复杂，识别速度较慢，导致实用性不强的技术问题，解决文物艺术品安全流通的瓶颈问题。

Description

基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统和方法

技术领域

本发明涉及利用机械振动测试或分析的技术领域，具体为基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统和方法。

背景技术

文物艺术品包括平面类的书画和立体类的器物，其中器物包括陶瓷器、青铜器、铁器和玉器等，由于文物艺术品具有历史价值、艺术价值和科学价值，其深受各大行业人群的追捧。同时为了展示我国历史文化的厚重。文物艺术品在存续与流通过程中，因其特有的文化和经济价值，会存在潜在的各种风险，如掉包、制假造赝、鱼目混珠等，直接影响到文物艺术品的流通安全。因此需要建立有效的可移动艺术品唯一性识别机制和体系，从而实现持续有效识别特定物是否为其本体，为博物馆、艺术馆、交易所等提供有效的追溯手段，从而实现文物艺术品流通的稳定秩序，让文物赝品无处藏身。

器物类艺术品多以手工创制为主，而手工创制最大的特点是没有任何一件器物类艺术品会与其他艺术品完全相同，即每一件艺术品都拥有唯一特有的特征，从而与其他艺术品进行区分，这也是艺术品唯一性识别的基础条件之一。而器物类艺术品由于结构的稳定，在存续和流通过程中变化程度小，始终处于相对稳定状态，这也是器物类艺术品唯一性识别的基础条件之二。

信息技术的高速发展，为器物类艺术品基于唯一性识别关键技术而实现登记流通管理提供了技术生态保障，社会对一种能够高效、快速、准确、便捷、低成本唯一性识别方法面世充满渴望，这是器物类艺术品唯一性识别基础条件之三。

为实现这一目标，不少人进行了大量的探索，目前主要有两种类型：一是附加型，二是本体型，将身份标识以特定方式附加于器物类艺术品上，以实现与其他艺术品进行区分的效果。但是由于艺术品属于特殊商品，任何对其有所改变的行为都可能被视为影响其艺术价值的潜在风险，同时由于附加型技术方法难以统一且仍存在被破坏或仿制的可能，所以几乎不可能成为唯一性识别的主流。

以器物类艺术品的本体特征构建唯一性识别体系，为本体型。文物艺术品本体特征是不能替换、不能破坏、不能仿摹的固有特征，失去本体特征意味着此物已不是此物。所以，本体型之路是解决唯一性识别的终极路径，目前的探索主要集中在以下几个方面：

一是成分分析，利用能量色散X荧光分析、拉曼光谱分析、脱玻化结构分析等技术对艺术品的成分进行测定，例如瓷器胎体、釉体的组成成分以及各成分的含量，通过对比两次测定的组成成分及对应含量，以判断是否为艺术品本体。但是由于现行的设备多是需要进行取样进行测定，其需要从艺术品的不明显处进行取样，对于小型艺术品而言，取样容易对其进行改变影响其艺术价值，同时部分艺术品由于年代久远，脆弱易损，取样极易造成艺术品的损坏，影响其艺术价值，因此采用取样方式对器物类艺术品进行识别时无法成为主流。

二是微观观测，利用显微技术进行几十倍数百倍的放大获取数处显微形貌细节信息，二次比对时，找到最初显微采集点，再次采集微形貌细节信息，通过两次采集的形貌细节信息进行比对，以判断是否为艺术品本体。此方法从原理上讲是可行的，显微视场内器物的质地、釉体、加工痕迹和使用痕迹的显微形态，具有相对稳定性，也无法仿制，只要能找到最初采集位置，通过这种显微形态的对比判断以识别同一艺术品有较高的可靠性。但事实上，应用层面不具操作性，主要反映在：显微放大获取形貌是该方法的基本要求，意味着其比较判断的基础只能基于微观层面，出于准确性要求，必须由多处特定位置微观形貌的相互印证才能得出判断结果。但是，显微视场是微小的，每一次验证都要准确找到最初采集位置并于同样条件下采集多处微观细节信息，在操作层面上实现起来极为困难；同时，信息间比对是基于显微形貌的直接比较，因显微形貌的随机无序性，只能采取人工识别，比对效率必然极为低下。另外，根据前述内容直接决定了采用此方法无法实现智能化，由人工操作、识别这一固有桎梏根植于基本原理之上，无法低成本取代，故基于显微的本体型唯一性识别方法无法成为落地应用的主体方法。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别方法，以解决现有技术中对器物进行唯一性识别时，识别手段过于复杂，识别速度较慢，导致实用性不强的技术问题。

本质上讲，文物艺术品唯一性识别问题是一个证据问题。它不同于识别，需要从眼学和科学两个层面进行审视；也不同于评估，需从人文、艺术世俗、美学、稀少程度、关注度等方面考量。唯一性识别必须以证据学眼光，审查基于文物艺术品本体的唯一性，关键在于可持续识别和追溯；同时必须结合现代信息技术，以方便、快捷、准确、低成本、无损、无附加等原则指导下，充分利用证据学构建方法与体系，形成纵、横结构合理的登记管理平台，即时间可持续追溯，同时能普适应用所有场景的登记管理平台。

而实现这一目标的关键在于解决实物对象的本体特征数字化。只有数字化才能智能化，海量的可移动文物艺术品要达到有序安全的管理和流通秩序，不依靠信息技术手段无疑于痴人说梦。同样，没有统一的规则和规范，形不成互联互通的机制，壁垒处处，数字化的过程和结果无法共享，只会形成新的一盘散沙状态。基于这一思考，申请人以其在证据学、物证技术、司法识别及文物艺术品识别等方面的丰富经验，结合其材料学、电子学、仪器分析等专业背景，从系统角度设计并验证了本发明方法和系统。

经过申请人的调查和研究，申请人决定从器物类艺术品制作材料及制成品的角度出发，寻求唯一性识别的判据，因此申请人针对每一方向进行深入研究，寻求器物类文物艺术品进行唯一性识别的技术手段，例如微观分析、成分分析，但是申请人发现大部分技术手段需要对艺术品进行取样，每次识别均需要再次取样，容易对艺术品本体会形成损坏，影响其艺术价值，这是绝对不容许的做法。少部分无需对艺术品进行材料提取的技术手段，如三维建模、无损化学法、显微识别等，需要逐一对艺术品各部位进行分析，每次唯一性识别的识别时间过长，且依赖人工进行操作，实用性较低，达不到互联互通的效果。最终申请人将研究方案确定在艺术品的机械振动特性上，构建基于器物本体特征和特性的三级判断体系，将重量和器形作为前二级判据，将艺术品的机械振动特性作为进阶认定的第三级判据，由此进行器物的备案登记，提高器物唯一性的识别效果。

由于已知的文物艺术品唯一性识别现在仍然存在识别速度慢、准确度有待考证的问题，因此人们仍致力于对文物识别技术或设备的研究。经过申请人的调研，发现提高文物识别的识别速度包括以下几种方式，一是对识别设备的硬件进行改进，更加便捷、快速的实现对信息的采集；二是对识别过程中的图像处理算法、图像对比算法等进行改进，提高图像识别速度；三是以降低准确度为代价，提高识别速度。由于第三种方式会对文物识别的准确度造成影响，而文物识别的准确度是最重要的指标，因此现在并未有人针对第三种方式进行相关研究。现在的人们在文物识别方面，所关注的方向是结合现代化的科学手段，利用科技进步红利以智能化的技术实现对文物的唯一性识别。由于全新的技术和设备的研发是非常艰难，因此人们更多的是在现有技术或现有设备的基础上进行改进，从而获得更加智能、更加准确的技术或设备，因此人们在现有技术以及所关注方向的引导下，是对现有的技术或设备进行改进，例如对现有技术中的图像识别算法进行优化，提高识别速度，例如采用大数据技术对辅助进行文物识别。

本发明提供的基础方案一：一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别方法，包括以下步骤：

采集标准样品的基础形态数据，调用振动信息，根据振动信息激发并调制激振源，采集激振源作用下标准样品的标准振动特性，将基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息进行关联存储；

相同条件下采集待验样品的待验形态数据，调用对应的基础形态数据，与待验形态数据进行比对，生成形态判断结果，当形态判断结果为形态不一致时，待验样品和基础形态数据对应的标准样品为不同样品；

当形态对比结果为形态一致时，调用对应的激振源信息，根据激振源信息激发并调制激振源，采集激振源作用下待验样品的待验振动特性，调用对应的标准振动特性，与标准振动特性进行比对，生成特性判断结果，当特性判断结果为特性不一致时，待验样品和标准振动特性对应的标准样品为不同样品；当特性判断结果为特性一致时，待验样品和标准振动特性对应的标准样品为同一样品。

基础方案一的有益效果：先对器物类艺术品本体的基础信息进行备案登记，作为后续唯一性识别的参考信息，基础信息包括基础形态数据和标准振动特性。在唯一性识别阶段，对待验样品进行基础信息的收集，此时的基础信息包括待验样品的待验形态数据和待验振动特性。

对于基本物理参数与本体一致的待验样品，具有两种情形，一是待验样品即为本体，二是待验样品为本体的仿品，因此对于形态与本体一致的待验样品，需进一步进行鉴别。不同物体因材料、工艺的不同，必然存在机械振动特性的不同，因此本申请中进一步对待验样品的机械振动特性进行鉴别，由此判断待验样品与本体是否为同一艺术品。

本申请先进行形态鉴别，再进行机械振动特性的鉴别，通过形态鉴别可筛除大部分的仿品，有效提升识别速度，同时通过形态鉴别，将存在比较价值的对象锁定在较小的范围，通过机械振动特性的匹配，实现唯一性识别的目标。与现有的器物类艺术品鉴别手段相比，本申请的技术方案设计简洁，识别速度得到有效提升，且不同特征的多级判断体系，有效保证器物类艺术品唯一性识别的准确度，实用性强。

进一步，基础形态数据和待验形态数据均包括形状数据，形状数据包括三维立体结构形态和/或平面化展开图像。

有益效果：器物类艺术品由于手工制作，使得艺术品之间能够展现不同的形态，通过比对形态对仿品和本体进行鉴别。在采集阶段对器物类艺术品进行形态数据的采集，例如通过三维扫描获得标准样品的三维立体结构形态或平面化展开图像，在唯一性识别阶段时，采集待验样品的形态数据便可实现形态鉴别。

进一步，振动信息包括激振信号类型，激振信号类型包括次声波、可闻声波、部分超声波中的多种，根据激振信号类型控制换能器产生次声波、可闻声波和部分超声波的激振源。

有益效果：本申请不单单应用于器物类识别中，还可以应用于司法识别、检验检测等，不同应用场景下对于激振源的需求不同，多种激振信号类型的设置，有利于本申请的技术方案在不同的应用场景下进行应用。同时在采集阶段，提供的激振信号类型越多，采集到的标准振动特性更全面，使得唯一性识别的准确性更高。

进一步，基础形态数据和待验形态数据均包括重量数据和形状数据，对基础形态数据和待验形态数据进行比对包括以下步骤：

对基础形态数据和待验形态数据中的重量数据进行重量比较，对基础形态数据和待验形态数据中的形状数据进行形状比较，根据重量比较结果和形状比较结果判断待验样品和标准样品的形态是否一致。

有益效果：对于瓷器类的固体器物，重量是稳定的物理特性之一，同时由于重量数据和形状数据容易采集，判断速度快，因此重量数据和形状数据共同构成唯一性识别的判据，提高基于物理参数对待验样品进行筛选的筛选速度，从而提升最终唯一性识别的识别速度。

进一步，对待验振动特性和标准振动特性进行比对包括以下步骤：

待验振动特性和标准振动特性均包括连续的振动数据，根据待验振动特性和标准振动特性中振动数据的频谱变化特性判断待验样品和标准样品的特性是否一致。

有益效果：受激振动特性是物体稳定的特性之一，能够在时间变化下保持稳定，结合其他物理参数，极大提高唯一性识别的准确性。同时，振动特性也是器物整体性的一种表征，且该特性具有不可仿的特点，由此保证器物的完整性及唯一性识别的准确性。

本发明的目的之二在于提供一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统。

本发明提供基础方案二：一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统，使用上述所述的一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别方法。

基础方案二的有益效果：采用本方案先进行物理特性上的鉴别，再进行机械振动特性的鉴别，通过物理特性上的鉴别可筛除大部分的比对对象，有效提升识别速度。后续通过振动特性的鉴别，实现对待验样品的鉴别。与现有器物类艺术品的鉴别手段相比，本申请的技术方案设计简洁，识别速度得到有效提升，且对于识别的准确度有所保障，实用性强。

进一步，包括振动发生模块、振动采集模块、信息采集模块、信息分析模块和数据库，数据库中预设有振动信息；

信息采集模块用于采集标准样品的基础形态数据；振动发生模块用于调用振动信息，根据振动信息激发并调制激振源；振动采集模块用于当振动发生模块激发激振源时，采集激振源作用下标准样品的标准振动特性；数据库用于关联存储基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息；

信息采集模块还用于采集相同条件下待验样品的待验形态数据，信息分析模块用于调用对应的基础形态数据，与待验形态数据进行比对，生成形态判断结果，当形态判断结果为形态不一致时，输出不同样品的识别结果；

振动发生模块还用于当形态对比结果为形态一致时，调用对应的激振源信息，根据激振源信息激发并调制激振源；振动采集模块还用于当振动发生模块激发激振源时，采集激振源作用下待验样品的待验振动特性；信息分析模块还用于调用对应的标准振动特性，与待验振动特性进行比对，生成特性判断结果，当特性判断结果为特性不一致时，输出不同样品的识别结果；当特性判断结果为特性一致时，输出同一样品的识别结果。

有益效果：信息采集模块的设置，对标准样品的基础形态数据和待验样品的待验形态数据进行采集，便于后续进行物理特性上的鉴别。

振动发生模块的设置，提供不同频谱的激振源，以获得艺术品的振动特性。振动采集模块的设置，对标准样品的标准振动特性和待验样品的待验振动特性进行采集，便于后续进行物理特性的鉴别。

信息分析模块的设置，能够根据基础形态数据和待验形态数据进行比对，从而判断标准样品和待验样品在物理特性上是否存在差异。同时也能够根据待验振动特性和标准振动特性进行比对，从而判断标准样品和待验样品在振动特性上是否一致，通过两次判断结果实现对待验样品进行鉴别，从而实现对器物类艺术品的唯一性识别。

与现有的器物类艺术品的鉴别手段相比，本申请的技术方案设计简洁，识别速度得到有效提升，且对于识别的准确度有所保障，实用性强。

进一步，信息采集模块包括重量采集子模块和图像采集子模块，基础形态数据和待验形态数据均包括重量数据和形状数据，

重量采集子模块用于采集标准样品的重量数据和待验样品的重量数据；

图像采集子模块用于采集标准样品的形状数据和待验样品的形状数据，形状数据包括三维立体结构形态和/或平面化展开图像。

有益效果：重量采集子模块的设置，对标准样品的重量数据和待验样品的重量数据进行采集，便于后续通过重量数据对待验样品进行鉴别。图像采集子模块的设置，对标准样品的和待验样品的三维立体结构形态和/或平面化展开图像进行采集，便于后续通过形态数据对待验样品进行鉴别。

器物类艺术品从不同角度能够展现不同的形态，例如俯视和正视所展现的形态不同，通过比对形态对仿品和本体进行鉴别。例如在采集阶段，通过三维扫描采集器物类艺术品的三维立体结构形态，在唯一性识别阶段，也通过三维扫描采集待验样品的三维立体结构形态，对比两阶段采集的三维立体结构形态，由此实现对器物类艺术品的鉴别。

进一步，信息分析模块包括重量匹配子模块、形态匹配子模块、振动匹配子模块、形态结果生成子模块和识别结果生成子模块，

重量匹配子模块用于对基础形态数据中的重量数据和待验形态数据中的重量数据进行重量比较；

形态匹配子模块用于对基础形态数据中的形状数据和待验形态数据中的形状数据进行形状比较；

形态结果生成子模块用于当基础形态数据中的重量数据和待验形态数据中的重量数据不一致和/或基础形态数据中的形状数据和待验形态数据中的形状数据不一致时，生成形态不一致的形态判断结果，反之生成形态一致的形态判断结果；

待验振动特性和标准振动特性均包括连续的振动数据，振动匹配子模块用于当形态结果生成子模块生成形态一致的形态判断结果时，根据待验振动特性和标准振动特性中振动数据的频谱变化特性判断待验样品和标准样品的特性是否一致；

识别结果生成子模块用于当形态判断结果为形态不一致时，生成不同样品的识别结果，还用于当特性判断结果为特性不一致时，生成不同样品的识别结果，当特性判断结果为特性一致时，生成同一样品的识别结果。

有益效果：逐级对器物的物理特性进行判别，在快速实现唯一性识别的同时，极大的提高唯一性识别的准确性。

附图说明

图1为本发明一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统实施例的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例

一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统，使用一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别方法，该系统如附图1所示，包括振动发生模块、振动采集模块、信息采集模块、信息分析模块和数据库，数据库中预设有振动信息，振动信息为启动振动发生模块激发并调制激振源的控制信息。

器物在第一次数据化时，将该器物视为艺术品本体，将该器物作为标准样品进行信息采集。在相同条件下进行标准样品和待验样品的信息采集，在本实施例中，相同条件为将标准样品和待验样品放置在相同位置上。信息采集模块用于采集指定位置上标准样品的基础形态数据，具体的，信息采集模块包括重量采集子模块和图像采集子模块，基础形态数据包括重量数据和形状数据。重量采集子模块用于采集标准样品的重量数据，重量采集子模块包括压力传感器，通过压力传感器对标准样品的重量数据进行采集。图像采集子模块用于采集标准样品的形状数据，形状数据包括三维立体结构形态和/或平面化展开图像，在本实施例中，形状数据包括三维立体结构形态，图像采集子模块包括摄像头，图像采集模块通过三维扫描技术采集标准样品的三维立体结构形态。

振动发生模块用于当信息采集模块采集完成基础形态数据时，调用振动信息，根据振动信息激发并调制激振源加载于标准样品。振动发生模块包括可调制激振器，通过可调制激振器激发并调制激振源，标准样品在激振源的激励作用下产生振动。振动信息包括激振信号类型，激振信号类型包括次声波、可闻声波、部分超声波中的多种，根据激振信号类型控制换能器产生次声波、可闻声波和部分超声波的激振源。在本实施例中，激振信号类型包括次声波、可闻声波和部分超声波。在其他实施例中，还包括振幅调节模块，振幅调节模块用于获取振动调节信息，根据振动调节信息对激振源加载振动的强度进行调节以适应不同的器物要求。

振动采集模块用于当振动发生模块激发激振源时，采集激振源作用下标准样品的标准振动特性，振动采集模块包括接触式测振动传感器或非接触式振动传感器，通过接触式测振动传感器对标准振动特性进行采集，标准振动特性包括连续的振动数据。

数据库用于关联存储基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息，激振源信息是指标准样品产生标准振动特性时激振源所执行的部分振动信息。为便于查询和调用各艺术品本体的基础形态数据和标准振动特性，基于艺术品本体自动生成查询代码，将查询代码作为索引对基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息进行关联存储。具体的，数据库中还预存有代码生成规则，通过图像识别技术和大数据技术识别艺术品本体获得艺术品命名，根据艺术品命名和代码生成规则自动生成查询代码，将查询代码作为索引对基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息进行关联存储。

当器物需要进行验证时，将该器物作为待验样品进行信息采集和唯一性识别。信息采集模块还用于采集相同条件下待验样品的待验形态数据，即相同指定位置上待验样品的待验形态数据，待验形态数据均包括重量数据和形状数据，具体的，重量采集子模块还用于采集待验样品的重量数据，图像采集子模块还用于采集待验样品的形状数据，形状数据包括三维立体结构形态和/或平面化展开图像。在本实施例中，当图像采集子模块采集标准样品的形状数据为三维立体结构形态，则图像采集模块采集的待验样品的形状数据也为三维立体结构形态。

信息分析模块用于当待验形态数据采集完成时，调用对应的基础形态数据，对基础形态数据和待验形态数据进行比对，生成形态判断结果，形态判断结果包括形态一致和形态不一致，当形态判断结果为形态不一致时，待验形态数据对应的待验样品和基础形态数据对应的标准样品为不同样品，输出不同样品的识别结果。调用对应的基础形态数据，通过图像识别技术和大数据技术获得待验样品的艺术品命名，基于艺术品命名调用代码生成规则自动生成查询代码，根据查询代码对数据库中存储的基础形态数据进行搜索，最终搜索到的基础形态数据即为待验形态数据对应的基础形态数据，调用搜索到的基础形态数据。查询代码的代码生成规则基于特征的类、目分级编码方式，利于快速无遗漏获取识别对象。

具体的，信息分析模块包括重量匹配子模块、形态匹配子模块、形态结果生成子模块和识别结果生成子模块，重量匹配子模块用于对基础形态数据中的重量数据和待验形态数据中的重量数据进行重量比较。形态匹配子模块用于对基础形态数据中的形状数据和待验形态数据中的形状数据进行形状比较。形态结果生成子模块用于当基础形态数据中的重量数据和待验形态数据中的重量数据不一致和/或基础形态数据中的形状数据和待验形态数据中的形状数据不一致时，生成形态不一致的形态判断结果，反之生成形态一致的形态判断结果。识别结果生成子模块用于当形态判断结果为形态不一致时，生成不同样品的识别结果，待验形态数据对应的待验样品和基础形态数据对应的标准样品为不同样品，输出不同样品的识别结果，此时待验样品并非艺术品本体。

振动发生模块还用于当形态对比结果为形态一致时，调用对应的激振源信息，根据激振源信息激发并调制激振源，在本实施例中，调用的激振源信息与待验样品对应艺术品本体进行信息采集时存储的激振源信息相同。振动采集模块还用于当振动发生模块激发激振源时，采集激振源下待验样品的待验振动特性，待验振动特性包括连续的振动数据。

信息分析模块还用于调用对应的标准振动特性，对待验振动特性和标准振动特性进行比对，生成特性判断结果，特性判断结果包括特性一致和特性不一致。具体的，信息分析模块还包括振动匹配子模块，振动匹配子模块用于当形态结果生成子模块生成形态一致的形态判断结果时，根据待验振动特性和标准振动特性中振动数据的频谱变化特性判断待验样品和标准样品的特性是否一致。例如当待验振动特性和标准振动特性为共振频率范围时，对比采集阶段和唯一性识别阶段的共振频率范围是否相同，若相同则待验样品和标准样品的特性一致，反之则不一致。

当特性判断结果为特性不一致时，输出不同样品的识别结果；当特性判断结果为特性一致时，输出同一样品的识别结果。具体的，识别结果生成子模块还用于当特性判断结果为特性不一致时，待验振动特性对应的待验样品和标准振动特性对应的标准样品为不同样品，生成不同样品的识别结果，此时待验样品并非艺术品本体。当特性判断结果为特性一致时，待验振动特性对应的待验样品和标准振动特性对应的标准样品为同一样品，生成同一样品的识别结果，此时待验样品便是艺术品本体。

一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别方法，基于上述一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统，该方法包括以下步骤：

器物在第一次数据化时，将该器物视为艺术品本体，将该器物作为标准样品进行信息采集。

在本实施例中，相同条件为将标准样品和待验样品放置在相同位置上。将标准样品放至指定位置，采集标准样品的基础形态数据，基础形态数据包括重量数据和形状数据，基础形态数据中的形状数据包括三维立体结构形态和/或平面化展开图像，在本实施例中，基础形态数据中的形状数据包括标准样品的三维立体结构形态。

当基础形态数据采集完成时，调用预设的振动信息，根据振动信息激发并调制激振源。振动信息为启动振动发生模块激发并调制激振源的控制信息，振动信息包括激振信号类型，激振信号类型包括次声波、可闻声波、部分超声波中的多种，根据激振信号类型控制换能器产生次声波、可闻声波和部分超声波的激振源。在本实施例中，激振信号类型包括次声波、可闻声波和部分超声波。在其他实施例中，还包括以下步骤：获取振动调节信息，根据振动调节信息对激振源加载振动的强度进行调节以适应不同的器物要求。

标准样品在激振源的激励作用下产生振动，采集激振源作用下标准样品的标准振动特性，标准振动特性包括连续的振动数据，对标准样品的信息进行一次采集后，后续外借或外出展览无需再次进行信息采集。标准振动特性是指在激振源作用下，标准样品产生的特殊反映，例如标准样品和激振源的共振频率，例如标准样品在调制激振源作用下产生的调制曲线。

对标准样品的基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息进行关联存储，激振源信息是指标准样品产生标准振动特性时激振源所执行的部分振动信息。为便于查询和调用各艺术品本体的基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息，基于艺术品本体自动生成查询代码，将查询代码作为索引对基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息进行关联存储。具体的，数据库中还预存有代码生成规则，通过图像识别技术和大数据技术识别艺术品本体获得艺术品命名，根据艺术品命名和代码生成规则自动生成查询代码，根据查询代码进行查询，当数据库中未搜索到对应查询代码，则视为除此输入，将查询代码作为索引对基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息进行关联存储。

当验证器物时，将该器物作为待验样品进行信息采集和唯一性识别。将待验样品放至相同指定位置，采集相同指定位置上待验样品的待验形态数据，待验形态数据包括重量数据和形状数据，待验形态数据中的形状数据包括三维立体结构形态和/或平面化展开图像。在本实施例中，待验形态数据中的形状数据为待验样品的三维立体结构形态。

当待验形态数据采集完成时，调用对应的基础形态数据，通过图像识别技术和大数据技术获得待验样品的艺术品命名，基于艺术品命名调用代码生成规则自动生成查询代码，根据查询代码对数据库中存储的基础形态数据进行搜索，最终搜索到的基础形态数据即为待验形态数据对应的基础形态数据，调用搜索到的基础形态数据。查询代码的代码生成规则基于特征的类、目分级编码方式，利于快速无遗漏获取识别对象。

对基础形态数据和待验形态数据进行比对，生成形态判断结果，形态判断结果包括形态一致和形态不一致，具体的，对基础形态数据和待验形态数据中的重量数据进行重量比较，对基础形态数据和待验形态数据中的形状数据进行形状比较，根据重量比较结果和形状比较结果判断待验样品和标准样品的形态是否一致。当基础形态数据中的重量数据和待验形态数据中的重量数据不一致和/或基础形态数据中的形状数据和待验形态数据中的形状数据不一致时，生成形态不一致的形态判断结果，反之生成形态一致的形态判断结果。

当形态判断结果为形态不一致时，待验形态数据对应的待验样品和基础形态数据对应的标准样品为不同样品，输出不同样品的识别结果，此时待验样品并非艺术品本体。

当形态对比结果为形态一致时，调用对应的激振源信息，在本实施例中，调用的激振源信息与待验样品对应艺术品本体进行信息采集时存储的激振源信息相同。

根据激振源信息激发并调制激振源，采集激振源作用下待验样品的待验振动特性，调用对应的标准振动特性，对待验振动特性和标准振动特性进行比对，生成特性判断结果，特性判断结果包括特性一致和特性不一致，具体的，待验振动特性包括连续的振动数据，根据待验振动特性和标准振动特性中振动数据的频谱变化特性判断待验样品和标准样品的特性是否一致。例如当待验振动特性和标准振动特性分别为某频率范围内采集的待验样品和标准样品的调制曲线，此时，对比采集阶段和唯一性识别阶段采集的标准样品的调制曲线和待验样品的调制曲线是否相同，若相同则待验样品和标准样品的特性一致，反之则不一致。

当特性判断结果为特性不一致时，待验振动特性对应的待验样品和标准振动特性对应的标准样品为不同样品，输出不同样品的识别结果，此时待验样品并非艺术品本体。当特性判断结果为特性一致时，待验振动特性对应的待验样品和标准振动特性对应的标准样品为同一样品，输出同一样品的识别结果，此时待验样品便是艺术品本体。

采用本方案在器物类艺术品流通前，对艺术品本体进行信息采集获得基础形态数据和标准振动特性，以基础形态数据和标准振动特性作为唯一性识别的基准，在后续艺术品流通过程中，任意时刻任意人员通过对待验样品进行信息采集，进行艺术品的形态比对，当形态不一致时，代表待验样品并非艺术品本体，当形态一致时，再进行艺术品的振动特性比对，当振动特性不一致时，代表待验样品并非艺术品本体，当振动特性一致时，代表待验样品为艺术品本体，由此实现对艺术品的唯一性识别。与现有器物类艺术品的鉴别手段相比，本申请的技术方案设计简洁，基于不同特征的多级判断体系，在快速实现唯一性识别的同时，有效保证器物类艺术品唯一性识别的准确度，实用性强。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

采集标准样品的基础形态数据，调用振动信息，根据振动信息激发并调制激振源，采集激振源作用下标准样品的标准振动特性，将基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息进行关联存储；

相同条件下采集待验样品的待验形态数据，调用对应的基础形态数据，与待验形态数据进行比对，生成形态判断结果，当形态判断结果为形态不一致时，待验样品和基础形态数据对应的标准样品为不同样品；

当形态对比结果为形态一致时，调用对应的激振源信息，根据激振源信息激发并调制激振源，采集激振源作用下待验样品的待验振动特性，调用对应的标准振动特性，与标准振动特性进行比对，生成特性判断结果，当特性判断结果为特性不一致时，待验样品和标准振动特性对应的标准样品为不同样品；当特性判断结果为特性一致时，待验样品和标准振动特性对应的标准样品为同一样品；

基础形态数据和待验形态数据均包括重量数据和形状数据，形状数据包括三维立体结构形态和/或平面化展开图像；待验振动特性和标准振动特性为共振频率范围；振动信息包括激振信号类型，激振信号类型包括次声波、可闻声波、部分超声波中的多种；

其中对基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息进行关联存储包括：通过图像识别技术和大数据技术识别艺术品本体获得艺术品命名，根据艺术品命名和代码生成规则自动生成查询代码，将查询代码作为索引对基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息进行关联存储。

2.根据权利要求1所述的基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别方法，其特征在于：根据激振信号类型控制换能器产生次声波、可闻声波和部分超声波的激振源。

3.根据权利要求1所述的基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别方法，其特征在于：对基础形态数据和待验形态数据进行比对包括以下步骤：

对基础形态数据和待验形态数据中的重量数据进行重量比较，对基础形态数据和待验形态数据中的形状数据进行形状比较，根据重量比较结果和形状比较结果判断待验样品和标准样品的形态是否一致。

4. 根据权利要求 3 所述的基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别方法，其特征在于：对待验振动特性和标准振动特性进行比对包括以下步骤：

待验振动特性和标准振动特性均包括连续的振动数据，根据待验振动特性和标准振动特性中振动数据的频谱变化特性判断待验样品和标准样品的特性是否一致。

5. 一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统，其特征在于：使用上述权利要求 1-4 任一项所述的一种基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别方法。

6. 根据权利要求 5 所述的基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统，其特征在于：包括振动发生模块、振动采集模块、信息采集模块、信息分析模块和数据库，数据库中预设有振动信息；

信息采集模块用于采集标准样品的基础形态数据；振动发生模块用于调用振动信息，根据振动信息激发并调制激振源；振动采集模块用于当振动发生模块激发激振源时，采集激振源作用下标准样品的标准振动特性；数据库用于关联存储基础形态数据、标准振动特性和产生标准振动特性对应的激振源信息；

信息采集模块还用于采集相同条件下待验样品的待验形态数据，信息分析模块用于调用对应的基础形态数据，与待验形态数据进行比对，生成形态判断结果，当形态判断结果为形态不一致时，输出不同样品的识别结果；

振动发生模块还用于当形态对比结果为形态一致时，调用对应的激振源信息，根据激振源信息激发并调制激振源；振动采集模块还用于当振动发生模块激发激振源时，采集激振源作用下待验样品的待验振动特性；信息分析模块还用于调用对应的标准振动特性，与待验振动特性进行比对，生成特性判断结果，当特性判断结果为特性不一致时，输出不同样品的识别结果；当特性判断结果为特性一致时，输出同一样品的识别结果。

7. 根据权利要求 6 所述的基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统，其特征在于：信息采集模块包括重量采集子模块和图像采集子模块，基础形态数据和待验形态数据均包括重量数据和形状数据，重量采集子模块用于采集标准样品的重量数据和待验样品的重量数据；图像采集子模块用于采集标准样品的形状数据和待验样品的形状数据，形状数据包括三维立体结构形态和/或平面化展开图像。

8. 根据权利要求 7 所述的基于机械振动特性和形态匹配的唯一性识别系统，其特征在于：信息分析模块包括重量匹配子模块、形态匹配子模块、振动匹配子模块、形态结果生成子模块和识别结果生成子模块，重量匹配子模块用于对基础形态数据中的重量数据和待验形态数据中的重量数据进行重量比较；

形态匹配子模块用于对基础形态数据中的形状数据和待验形态数据中的形状数据进行形状比较；

形态结果生成子模块用于当基础形态数据中的重量数据和待验形态数据中的重量数据不一致和/或基础形态数据中的形状数据和待验形态数据中的形状数据不一致时，生成形态不一致的形态判断结果，反之生成形态一致的形态判断结果；

待验振动特性和标准振动特性均包括连续的振动数据，振动匹配子模块用于当形态结果生成子模块生成形态一致的形态判断结果时，根据待验振动特性和标准振动特性中振动数据的频谱变化特性判断待验样品和标准样品的特性是否一致；

识别结果生成子模块用于当形态判断结果为形态不一致时，生成不同样品的识别结果，还用于当特性判断结果为特性不一致时，生成不同样品的识别结果，当特性判断结果为特性一致时，生成同一样品的识别结果。