CN114943706A - 一种绝对二维空间状态下的平面作品或制品的防伪鉴证 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在绝对二维空间状态下的平面作品或制品的防伪鉴证的方法和设备，包括：以绝对二维空间为标准对真品进行信息数据采集；将展平后处于绝对二维空间状态的真品的图像及尺寸信息存储在真品信息资料库中；以绝对二维空间为标准对待验证的平面作品或制品进行信息数据采集；上传以绝对二维空间为标准的待验证平面作品或制品的图像和尺寸信息，在所述真品信息资料库中检索得到与所述待验证平面作品或制品最为匹配的真品后，对两者进行比对并计算其匹配程度。本发明精准还原了平面作品或制品在创作或制造阶段的原始表现状态，从根本上为书画艺术品等平面作品或制品的防伪鉴证提供了公信力和可靠性。

Description

一种绝对二维空间状态下的平面作品或制品的防伪鉴证
技术领域
本发明属于防伪验证技术领域，具体涉及一种将因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品进行非实体的、数字化的展平，使之处于一个绝对的二维空间的表现状态，亦即平面作品或制品在创作或制作阶段的原始表现状态，并运用计算机视觉及图像比对等技术进行防伪验证的方法和设备。
背景技术
数字技术的发展，为平面作品或制品的防伪鉴证带来了新的春天。以往，但凡有一件值得收藏的平面作品或制品上市交易，只有通过作者本人或权威机构的鉴定才能识别真伪，而缺乏鉴定背书的作品或制品，往往有以假乱真的可能。即便在交易时有作者本人或权威机构出具的证书证明，也因为证书有造假的可能性而欠缺信服力。
随着高精度的数字照相、高精度的二维扫描、大数据技术以及图像比对技术的日益成熟，服务于收藏品市场的平面作品或制品的防伪鉴证，将不单单需要作者本人或权威机构的鉴定，也不需要再借助于标签、条码、证书等易被造假的证明的使用，因为通过数据比对，交易双方可以轻松便捷地对平面作品或制品做出真伪的判断。
其方法一般是通过照相、二维扫描等技术采集真品的平面作品或制品的图像数据并存入信息资料库中，并由作者本人或权威机构加以确认。在交易之前，交易双方无需请出作者本人或权威机构，只要把待交易的平面作品或制品的图像进行照相或二维扫描，然后通过图像比对技术把真品图像与待验证品图像进行比对，即可做出真伪判断。
但是，平面作品或制品，无论其是描绘还是书写、印刷还是渲染，都需依附于具体的基底材料，如纸张、丝绸、铁片或玻璃等等，而任何基底材料，或因热胀冷缩、或因揉、按、折、团等外力，很容易造成一定程度的变形，如卷曲、鼓包、褶皱、破裂等，从而失去了其在平面作品或制品的创作或生产阶段所呈现的平面属性，即从纯粹的二维空间状态变化成为三维空间状态。不可避免地，依附于这些基底材料之上的平面作品或制品也随之在实际意义上变成为一件立体物品。
无论是在真品的图像信息采集阶段，还是在待验证品的图像信息采集阶段，如果不把因为基底材料变形而出现卷曲、鼓包、褶皱、破裂的平面作品或制品展平，单纯地采用拍照或二维扫描的方法无法真实记录平面作品或制品在创作或制作阶段的真实面貌，即在一个绝对二维空间状态下的图案、色彩和文字等的表现，其直接的后果是，用以防伪验证比对的基础信息不真实、不可靠。值得一提的是，随着时间的推移，基底材料因为内因或外因的作用，变形还在不断进行。可能在采集真品信息时的基底材料的形状与交易前验证时的基底材料的形状有着很大的差异，从而使同一件平面作品或制品在不同的时间段有着不同的面貌和形状，很容易造成真假不辨的过失。
长期以来，平面作品或制品的鉴定都依赖于作者本人或权威机构人士的肉眼、触觉甚至嗅觉判断，并不是单纯依赖平面作品或制品上的图案和文字信息。而且，很多鉴定人士之前从未见过真品，其对待验证品的鉴定基本上是通过创作或制作的手法、风格、内容等入手分析，而非图像与图像之间的比对，因此，平面作品或制品因为基底材料的变形而实际上成为了立体的存在并不是一种困扰。
进入了数字化时代，由于图像比对尚未成为平面作品或制品的防伪鉴证的主流，人们对于平面作品或制品因为基底材料的变形而实际上成为了立体的存在这一现象尚未引入深层次的考虑，最多是在拍摄或二维扫描过程中进行一些不破坏平面作品或制品的固定，或用大的玻璃覆盖在业已变形的平面作品或制品之上，以期获得一定程度上的物理展平效果。但是，这并不是一个有效的办法，因为玻璃能够产生反光、折射，在拍摄和扫描过程中会折损对平面作品或制品高质量的还原效果，甚至因为玻璃的重量，反而会压迫某些基底材料如松软的纺织品等，使之产生新的变形。而且，有些形变，如纸张的褶皱、鼓包，或者是金属片的凹进凸出，一般都难以物理性恢复，故一个玻璃片无法轻易把平面作品或制品展平。
本发明的出发点，就是希望在不改变、不破坏平面作品或制品的物质状态的前提下探索一条能够实现平面作品或制品绝对展平的新路。既然平面作品或制品因为基底材料的变形而实际上成为了立体的存在，本发明人认为就不必要强行将其物质上展平。本发明人可以借助当今已经非常成熟的三维扫描技术和设备，以及能够服务于博物馆研究需要的三维模型+拍照并纹理映射技术首先获取一个能够真实还原平面作品或制品现状的全彩的高精度的、数字化的彩色三维模型，然后通过本发明人掌握的计算机几何技术、深度学习技术和三维曲面展平技术，运用发明人自行研发的软件，数字化地展平、重建、还原平面作品或制品在创作或制作阶段的真实面貌，从而为后续的基于图像比对的防伪鉴证创造可靠、可信、可行的基础条件。
发明内容
为从根本上解决基于图像比对的平面作品或制品的防伪鉴证的真实性、可靠性和可行性的问题，本发明提供了一种绝对二维空间状态下的平面作品或制品的防伪鉴证方法及设备，包括防伪验证服务器和验证终端，其特征在于，所述防伪验证服务器，包括：
真品信息资料库，用于存储在绝对二维空间状态下真品的高还原度的数字化图像及尺寸信息；
真品背景资料信息库，存储所述真品的附属信息，所述附属信息与真品信息资料库中存储的真品的绝对二维的数字化图像及尺寸信息一一对应；
特征向量计算模块，用于计算在绝对二维空间状态下真品的高还原度的数字化图像的特征向量；
特征向量数据库，用于存储所述在绝对二维空间状态下真品的高还原度的数字化图像的特征向量，其所存储的真品的特征向量与真品信息资料库中的真品一一对应；
检索验证模块，用于在所述真品信息资料库中检索得到与待验证平面作品或制品最为匹配的真品的高还原度的数字化图像，并在绝对二维空间状态下对两者进行比对，计算两者的匹配程度；
输出模块，将所述最为匹配的真品的数字化图像及其对应的附属信息，包括真品与待验证品的比对结果输出到验证终端。
所述验证终端包括：
绝对二维图像生成模块，用于获取因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型，并将其展平以获得在绝对二维空间状态下的高还原度的数字化图像；
验证接口，用于将待验证的平面作品或制品的在绝对二维空间状态下的高还原度的数字化图像发送给所述检索验证模块，并接收由所述防伪验证服务器输出的所述最为匹配的真品图像及其对应的附属信息，同时接收真品与待验证品的比对结果；
结果展示模块，通过可视化过程将最匹配的真品在绝对二维空间状态下的高还原度的数字化图像呈现，通过手指触摸屏幕、鼠标或键盘能够缩放、旋转、移动该图像。同时，可多角度全方位的观察真品与待验证品的比较；将不同颜色的标注叠加在图像上，以告知细分区域上真品与待验证品的相同部分和不同部分。
整体防伪验证的步骤包括：
(1)以绝对二维空间为标准对真品进行信息数据采集，高还原度、数字化地记录真品的图像及尺寸信息，包括：
若被视为真品的平面作品或制品的基底材料出现形变且无法自然展平，或者在借助了不改变基底物质状态且不伤害基底材质的辅助手段之后仍然无法展平基底时，采用非实体的、数字化的展平方法，包括：
①以不改变基底物质状态且不伤害基底材质的手段最大程度地展开所述平面作品或制品并且予以固定；
②用三维彩色扫描或三维扫描+拍照并纹理映射的方式获取所述因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型；
③用三维曲面展平软件或其他相关软件将所述因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型展平，使之处于一个绝对的二维空间的表现状态，亦即所述平面作品或制品在创作或制作阶段的原始表现状态；
若因基底变形而造成对原始图案的永久覆盖、扭曲或变形，可以根据基底材料的特征、图案创作或设计的逻辑和其他相关信息对其进行合理的校正，使之最大程度地接近平面作品或制品在创作或制作阶段的原始表现。其中需要应用的技术包括：
深度学习，获取三维模型上的关键点、外部轮廓、内部线条；
计算机几何，保证三维模型上的几何特征和二维图像的特征拓扑一致；
图像分析算法，获取表面纹理特征；
复杂曲面展开，控制三维模型到二维平面展开过程的扭曲形变至最小程度；
其他相关技术。
对所述校正过来的图案部分进行标注，使之与展平后无需校正的图案部分进行区分，并用不同的加权函数对两者分别进行表述，使之在未来防伪比对过程中体现不同的权重。同时，把上述相关信息随平面作品或制品在绝对二维空间状态的数字图像信息与尺寸信息一起存储起来。
若由三维彩色扫描或三维扫描+拍照并纹理贴图所获取的平面作品或制品的全彩的三维模型因为扫描或拍摄的光线或环境等因素的影响而使构成三维模型的各个曲面在色彩明度、色相及纯度的参数上失去统一性和关联性，从而导致展平后获得的在绝对二维空间中的平面作品或制品上的各个小区域在相互之间缺乏内在联系，在衔接上非常生硬，以致作品或制品在整体上缺乏一气呵成的感觉，即作品或制品与生俱来的整体的气韵特征，则需对展平后所获得的在绝对二维空间中的平面作品或制品进行整体上的微调，使三维模型展平后各曲面按照合理的参数实现色彩明度、色相和纯度上的有机融合，从而最大程度地还原作品或制品在创作或制作阶段的原始表现状态，其所采用的方法包括：
基于深度学习的图像修复方法(deep image inpaiting)，该方法利用需要修复区域周围的图像特征训练一个深度神经网络，生成局部修复补丁使其与整体图像有自然的融合；
图像迁移(style transfer)，将一张照片上的色彩，线条，艺术风格自动应用到另外一张照片上；
超分辨率图像生成(super resolution)，利用深度学习在同一物体的低清照片和高清照片之间建立联系，进而可以帮助把模糊的照片变清晰；
利用生成对抗网络(Generative Adversarial Network)在生成图像和实际拍摄照片之间建立分类器(classifier)，当分类器无法区分图像是生成的还是拍照的时候，其生成的图像补丁可以做到与主题照片浑然一体；
图像平滑方法(image smoothing)，调整不均匀的光线，色彩，色调，降低图像噪音，包括：
a插值方法，b线性平滑方法，c卷积法。
所述基底材料，包括：纸张、木板、金属片材、塑料片材、橡胶片材、皮革、布匹、绸缎、丝绸、石板、瓷砖、玻璃、陶片、骨片及其他一切可以展开形成一个二维空间并可在上面以描绘、书写、印刷、拓制、渲染及其他类似方式创作或制作平面作品或制品的材料。
所述三维扫描及三维彩色扫描的方法，包括：
①利用三维扫描仪对所述实际已经处于立体状态的平面作品或制品进行扫描；
②利用双目深度相机对所述实际已经处于立体状态的平面作品或制品进行拍照，并通过处理距离信息生成数字化三维模型；
③利用普通单目相机对所述实际已经处于立体状态的平面作品或制品连续拍照或拍摄一段视频，并根据多张照片重叠部分的对应关系以及每张照片的相机投影几何关系，同时利用摄影测量算法重建数字化三维模型。
所述非实体的、数字化的展平方式可采用其他类似方法，包括：
①通过编写特定的软件，在获取因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型的同时，直接计算获得处于绝对二维空间状态的平面作品或制品的高还原度的数字化图像及尺寸信息；
②在智能相机中植入软件，或使相机通过计算机或网络与相关软件相连接以实现在拍照过程中直接计算获得处于绝对二维空间状态的平面作品或制品的高还原度的数字化图像及尺寸信息的目的。
(2)将展平后处于绝对二维空间状态的真品的高还原度的数字化图像及尺寸信息存储在真品信息资料库中。
优选的，计算上述真品高还原度的数字化图像的特征向量，并存储在特征向量数据库中。特征向量数据与真品信息资料库中的真品一一对应。
(3)以绝对二维空间为标准对待验证的平面作品或制品进行信息数据采集，高还原度、数字化地记录其图像及尺寸信息，包括：
若所述平面作品或制品的基底材料出现形变且无法自然展平，或者在借助了不改变基底物质状态且不伤害基底材质的辅助手段之后仍然无法展平基底时，采用非实体的、数字化的展平方法，包括：
①以不改变基底物质状态且不伤害基底材质的手段最大程度地展开所述平面作品或制品并且予以固定；
②用三维彩色扫描或三维扫描+拍照并纹理融合的方式获取所述因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型；
③用三维曲面展平软件或其他相关软件将所述因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型展平，使之处于一个绝对的二维空间的表现状态，亦即所述平面作品或制品创作或制作阶段的原始表现状态。
若因基底变形而造成对原始图案的永久覆盖、扭曲或变形，可以根据基底材料的特征、图案创作或设计的逻辑和其他相关信息对其进行合理的校正，使之最大程度地接近平面作品或制品在创作和制作阶段的原始表现。其中需要应用的技术包括：
深度学习，获取三维模型上的关键点、外部轮廓、内部线条；
计算机几何，保证三维模型上的几何特征和二维图像的特征拓扑一致；
图像分析算法，获取表面纹理特征；
复杂曲面展开，控制三维模型到二维平面展开过程的扭曲形变至最小程度；
其他相关技术。
对所述校正过来的图案部分进行标注，使之与展平后无需校正的图案部分进行区分，并用不同的加权函数对两者分别进行表述，使之在未来防伪比对过程中体现不同的权重。在实施防伪验证时，把上述相关信息随待验证平面作品或制品在绝对二维空间状态下的数字化图像信息与尺寸信息一起上传至防伪验证系统。
若由三维彩色扫描或三维扫描+拍照并纹理贴图所获取的平面作品或制品的全彩的三维模型因为扫描或拍摄的光线或环境等因素的影响而使构成三维模型的各个曲面在色彩明度、色相及纯度的参数上失去统一性和关联性，从而导致展平后获得的在绝对二维空间中的平面作品或制品上的各个小区域在相互之间缺乏内在联系，在衔接上非常生硬，以致作品或制品在整体上缺乏一气呵成的感觉，即作品或制品与生俱来的整体的气韵特征，则需对展平后所获得的在绝对二维空间中的平面作品或制品进行整体上的微调，使三维模型展平后各曲面按照合理的参数实现色彩明度、色相和纯度上的有机融合，从而最大程度地还原作品或制品在创作或制作阶段的原始表现状态，其所采用的方法包括：
基于深度学习的图像修复方法(deep image inpaiting)，该方法利用需要修复区域周围的图像特征训练一个深度神经网络，生成局部修复补丁使其与整体图像有自然的融合；
图像迁移(style transfer)，将一张照片的上的色彩，线条，艺术风格自动应用到另外一张照片上；
超分辨率图像生成(super resolution)，利用深度学习在同一物体的低清照片和高清照片之间建立联系，进而可以帮助把模糊的照片变清晰；
利用生成对抗网络(Generative Adversarial Network)在生成图像和实际拍摄照片之间建立分类器(classifier)，当分类器无法区分图像是生成的还是拍照的时候，其生成的图像补丁可以做到与主题照片浑然一体；
图像平滑方法(image smoothing)，调整不均匀的光线，色彩，色调，降低图像噪音，包括：
a插值方法，b线性平滑方法，c卷积法。
所述基底材料，包括：纸张、木板、金属片材、塑料片材、橡胶片材、皮革、布匹、绸缎、丝绸、石板、瓷砖、玻璃、陶片、骨片及其他一切可以展开形成一个二维空间并可在上面以描绘、书写、印刷、拓制、渲染及其他类似方式创作或制作平面作品或制品的材料。
所述三维扫描及三维彩色扫描的方法，包括：
①利用三维扫描仪对所述实际已经处于立体状态的平面作品或制品进行扫描；
②利用双目深度相机对所述实际已经处于立体状态的平面作品或制品进行拍照，并通过处理距离信息生成数字化三维模型；
③利用普通单目相机对所述实际已经处于立体状态的平面作品或制品连续拍照或拍摄一段视频，并根据多张照片重叠部分的对应关系以及每张照片的相机投影几何关系，同时利用摄影测量算法重建数字化三维模型。
所述非实体的、数字化的展平方式还可采用其他类似方法，包括：
①通过编写特定的软件，在获取因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型的同时，直接计算获得处于绝对二维空间状态的平面作品或制品的高还原度的数字化图像及尺寸信息；
②在智能相机中植入软件，或使相机通过计算机或网络与相关软件相连接以实现在拍照过程中直接计算并获得处于绝对二维空间状态的平面作品或制品的高还原度的数字化图像及尺寸信息的目的；
(4)通过上传所述待验证平面作品或制品的图像和尺寸，在所述真品信息资料库中检索得到与所述待验证平面作品或制品最为匹配的真品，并在绝对二维空间的状态下将两者进行比对，计算两者的匹配程度，包括：
首先，通过尺寸信息在真品信息资料库中刷掉一部分与待验证品的尺寸信息差距比较大的真品，使检索范围有所缩小；
若检索验证模块需要对真品信息资料库做大范围扫描以匹配上传的所述待验证平面作品或制品，则首先利用深度学习技术来判定所述平面作品或制品的所属类别，进而扫描真品背景资料信息库以过滤掉不属于该类别的真品图像；
若检索验证模块需要进一步缩小数据库中待匹配的真品图像的范围，则系统会以比对真品与待验证品所对应的特征向量的方式来快速筛选掉绝大部分存储在真品信息资料库中的真品，剩余的待匹配的真品图像则可以缩小到一个很小的可以一一比对的范围；
对剩余的待匹配真品图像，一一计算与所述上传平面作品或制品的匹配程度，比对结果包括整体相似度和各个局部的匹配程度，比对方式包括：
获取真品和待验证品的轮廓骨架，比较两者轮廓与骨架的几何特性；
比较真品和待验证品的局部纹理特征；
比较真品和待验证品的整体的几何特性或图像特征的差异，包括曲率或颜色的分布；计算配准后两个图像的曲率和颜色的相似度，用直方图表示曲率分布和颜色分布，并计算这些分布之间的相似度或距离；
定义目标函数，目标函数表述成几何和纹理的加权函数，所述加权函数包括所述待匹配的真品和所述待验证品对应点之间的欧氏距离、曲率之差和颜色差异；
其他相关比对方式。
(5)根据所述匹配程度是否超过一定阈值来判断所述待验证平面作品或制品的真伪。
防伪验证服务器通过输出模块将匹配结果反馈给验证终端。如果匹配精度超过一定阈值，系统则认定该平面作品或制品有足够高的置信度为真品；
验证终端的结果展示模块将出具鉴证报告。报告包括待验证品是否存在于真品资料数据库中。如果结果为是，结果展示模块会通过可视化过程将最匹配的真品在绝对二维空间状态下的高还原度的数字化图像呈现。通过手指触摸屏幕、鼠标或键盘，用户能够缩放、旋转、移动该图像。同时，结果展示模块可多角度全方位的观察真品与待验证品的比较；将不同颜色的标注叠加在图像上，以告知细分区域上真品与待验证品的相同部分和不同部分。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1示出了对本发明的真品进行三维扫描、将其全彩的三维模型曲面展平获取数字化图像和尺寸信息并录入相关信息的原理示意图；
图2示出了本发明的待验证品进入防伪验证流程的原理示意图；
图3示出了本发明整个防伪验证系统的流程及原理示意图。
具体实施方式
本发明的方法包括两大过程：(A)对需要防伪保护的平面作品或制品(真品)按照绝对二维空间的标准进行图像信息采集并录入相关信息数据；(B)对待验证的平面作品或制品(待验证品)进行防伪鉴证。以下具体介绍两大过程的具体内容。
(A)对需要防伪保护的平面作品或制品(真品)按照绝对二维空间的标准进行图像 信息采集并录入相关信息数据；
当一件平面作品或制品被认为值得收藏及防伪保护的时候，可以先为其进行数据采集及数据存档。如果这时发现平面作品或制品因为基底材料的变形而实际呈立体状态，在自然展平或在夹具、镇纸等无伤害工具帮助下依然无法充分展平的前提下，则应先采用本发明提供的非实体的、数字化展平方法，然后再采集和存储数据，具体步骤为：
A1.以不改变其基底物质状态且不伤害基底材质的手段最大程度地展开所述平面作品或制品并且予以固定，固定的方法包括夹子夹，镇纸压等；
A2.采集所述实际已成立体的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型。可以直接以三维扫描设备采集全彩的高还原度的数字化三维模型，也可以先采集高精度的数字化三维模型，然后再用相机多角度、全方位的拍摄若干张高精度的彩色照片，再用纹理融合软件把照片贴到高精度的三维模型之上，形成一个全彩的高还原度的数字化三维模型；
A3.通过本发明提供的绝对二维图像生成模块，借助一个基于几何算法、曲面展平和深度学习开发的软件将上述全彩的高还原度的数字化三维模型展平，从而获取一个在绝对二维状态下的所述平面作品或制品的图像信息和尺寸；
若因基底变形而造成对原始图案的永久覆盖、扭曲或变形，可以根据基底材料的特征、图案创作或设计的逻辑和其他相关信息对其进行合理的校正，使之最大程度地接近平面作品或制品在创作和制作阶段的原始表现；
对所述校正过来的图案部分进行标注，使之与展平后无需校正的图案部分进行区分，并用不同的加权函数对两者分别进行表述，使之在未来防伪比对过程中体现不同的权重。同时，把上述相关信息随平面作品或制品在绝对二维空间状态的数字图像信息与尺寸信息一起存储起来；
A4.将上述所获的图像信息和尺寸存储到真品资料信息库中；
A5.将与所述平面作品或制品的相关背景资料，包括作者或制造者、材料、类型、历史沿革及其他相关信息存储到真品背景资料信息库中，并让上述信息与真品资料信息库中的真品一一对应；
A6.计算所述平面作品或制品的特征向量，把计算结果存储到特征向量库中，并使上述特征向量与真品资料信息库中的真品一一对应；
(B)对待验证的平面作品或制品(待验证品)进行防伪鉴证；
当一件平面作品或制品需要被鉴别真伪的时候，可以通过本发明提供的防伪服务系统进行鉴证。如果这时发现需要鉴证的平面作品或制品因为基底材料的变形而实际呈立体状态，在自然展平或在夹具、镇纸等无伤害工具帮助下依然无法展平的前提下，则应先采用本发明提供的非实体的、数字化展平方法，然后再防伪鉴证，具体步骤为：
B1.以不改变其基底物质状态且不伤害基底材质的手段最大程度地展开待鉴证平面作品或制品并且予以固定，固定的方法包括夹子夹，镇纸压等；
B2.采集所述实际已成立体的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型。可以直接以三维扫描设备采集全彩的高还原度的数字化三维模型，也可以先采集高精度的数字化三维模型，然后再用相机多角度、全方位的拍摄若干张高精度的彩色照片，再用纹理融合软件把照片贴到高精度的三维模型之上，形成一个全彩的高还原度的数字化三维模型；
B3.通过本发明提供的绝对二维图像生成模块，借助一个基于几何算法、曲面展平和深度学习开发的软件将上述全彩的高还原度的数字化三维模型展平，从而获取一个在绝对二维状态下的所述平面作品或制品的图像信息和尺寸；
若因基底变形而造成对原始图案的永久覆盖、扭曲或变形，可以根据基底材料的特征、图案创作或设计的逻辑和其他相关信息对其进行合理的校正，使之最大程度地接近平面作品或制品在创作和制作阶段的原始表现；
对所述校正过来的图案部分进行标注，使之与展平后无需校正的图案部分进行区分，并用不同的加权函数对两者分别进行表述，使之在未来防伪比对过程中体现不同的权重。在实施防伪验证时，把上述相关信息随待验证平面作品或制品在绝对二维空间状态下的数字化图像信息与尺寸信息一起上传至防伪验证系统；
B4.将所获的在绝对二维状态下的所述平面作品或制品的图像信息和尺寸通过本发明提供的验证接口上传至检索验证模块，继而在真品资料库中检索到与待验证品最为匹配的真品图像，包括：
首先，通过尺寸信息在真品信息资料库中刷掉一部分与待验证品的尺寸信息差距比较大的真品，使检索范围有所缩小；
若检索验证模块需要对真品信息资料库做大范围扫描以匹配上传的所述待验证平面作品或制品，则首先利用深度学习技术来判定该平面作品或制品所属类别，进而扫描真品背景资料信息库以过滤掉不属于该类别的真品图像；
若检索验证模块需要进一步缩小数据库中待匹配的真品图像的范围，则系统会以比对真品与待验证品所对应的特征向量的方式来快速筛选掉绝大部分存储在真品信息资料库中的真品，剩余的待匹配的真品图像则可以缩小到一个很小的可以一一比对的范围；
B5.对剩余的待匹配真品图像与所述待验证平面作品或制品，一一计算与所述上传平面作品或制品的匹配程度，比对结果包括整体相似度和各个局部的匹配程度，比对方式包括：
定义目标函数，目标函数表述成几何和纹理的加权函数，所述加权函数包括所述待匹配的真品和所述待验证品对应点之间的欧氏距离、曲率之差和颜色差异；
计算配准后两个模型的曲率和颜色的相似度，用直方图表示曲率分布和颜色分布，并计算这些分布之间的相似度或距离；
B6.根据所述匹配程度是否超过一定阈值来判断所述待验证平面作品/制品的真伪。
防伪验证服务器通过输出模块将匹配结果反馈给验证终端。如果匹配精度超过一定阈值，系统则认定该平面作品或制品有足够高的置信度为真品；
验证终端的结果展示模块将出具鉴证报告。报告包括待验证品是否存在于真品资料数据库中。如果结果为是，结果展示模块会通过可视化过程将最匹配的真品在绝对二维空间状态下的高还原度的数字化图像呈现。通过手指触摸屏幕、鼠标或键盘，用户能够缩放、旋转、移动该图像。同时，结果展示模块可多角度全方位的观察真品与待验证品的比较；将不同颜色的标注叠加在图像上，以告知细分区域上真品与待验证品的相同部分和不同部分。
综上所述，本发明所采用的平面作品或制品的防伪方法，不仅会在防伪过程中获得精准可靠的参与比对的信息，而且信息采集的过程不会对平面作品或制品造成伤害，也不需刻意改变作品或制品现有的物质状态，是一个稳定、有效、可靠的防伪鉴证方法。
应用本发明的发明构思的防伪方法，可以有很多种实现方法，以下具体描述其中2种：
实施例1
S1.某甲得到一个酒瓶，酒瓶虽然普通，但经过专家的鉴定，酒瓶上贴的标牌被认定为非同寻常，因为上面有一个世界著名的、酷爱喝酒的作家的亲笔签名。所以，某甲就想对这个标牌进行防伪保护，以便未来这个酒瓶多次转手之后，仍然能够通过数字图像比对的方式来鉴别真伪。由于标牌是在绝对平面状态下设计和印制的，属于平面作品范畴，但现在贴在圆柱形的酒瓶之上且不容易揭下来，所以只能采用本发明提供的不改变真品材质状态的、数字化的展平技术对其进行图像数据采集；
S2.采用本发明的技术，先对酒瓶进行高精度、高还原度的三维扫描，然后用本发明的绝对二维图像生成模块进行展平，在采集该酒瓶的标牌图案、标牌尺寸之后，把它们存入本发明提供的真品资料信息库中。与此同时，本发明技术还为其计算特征向量，收集整理背景资料信息并把它们分别存入特征向量库和真品背景资料信息库中。而且，存入特征向量库和真品背景资料信息库的信息均与在真品资料信息库中的该酒瓶标牌的信息一一对应；
S3.几年之后，这个酒瓶落入了收藏者某乙的手里，但是由于不小心，他把这个瓶子给弄碎了。好在，瓶子上的标牌并没有因此破损，还具有收藏价值。于是，他把标牌连同其附着的碎玻璃片一同放在一个木盒子里保护了起来。又几年之后，收藏者某丙打算收藏这个酒瓶的标牌，于是需要对其进行防伪鉴证。由于标牌仍然与酒瓶的碎玻璃片粘连在一起不方便揭下来，故无法自然展平，因而还是需要采用本发明提供的不改变平面作品或制品材质状态的、数字化的展平技术进行图像数据采集；
S4.采用本发明的技术，先对酒瓶进行高精度、高还原度的三维扫描，然后用本发明的绝对二维图像生成模块进行展平，并采集到待鉴证的标牌图案、标牌尺寸。由于有些玻璃碎片揉在一起，使得附着于上面的标牌无法100％的曲面展平，系统则采用校正方式对这部分曲面进行智能校正，使该极小部分的被覆盖折叠的区域得以最大程度的还原。同时，又对经过校正的区域进行标注，使之与无需校正的区域进行区分。接着，把所采集到的图像与尺寸通过本发明提供的验证接口上传至检索验证模块，继而在真品资料库中检索到与待验证品最为匹配的真品图像，并比对真品与待鉴证品的图像，以判断待验证标牌的真伪。随后，防伪验证服务器的输出模块将验证结果输出到验证终端；
S5.比对之后，本发明的验证终端的结果展示模块出具鉴证报告。报告显示待验证品是存在于真品资料数据库中。而且，结果展示模块通过可视化过程将最匹配的真品在绝对二维空间状态下的高还原度的数字化图像呈现。通过手指触摸屏幕、鼠标或键盘，某乙和某丙能够缩放、旋转、移动该图像。同时，结果展示模块可多角度全方位的观察真品与待验证品的比较；将不同颜色的标注叠加在图像上，以告知细分区域上真品与待验证品的相同部分和不同部分。虽然经过校正的区域与真品只有98％的拟合度，但未经过校正的区域与真品却有99.99％的拟合度。由于本发明所提供的防伪验证方法的存在，该标牌的收藏和交易成功克服了因平面作品或制品因基底材料发生形变而改变原有存在状态的问题，整个交易过程进行得公正、可信、愉快。
实施例2
S1.某甲获得一个书法大家的大尺寸作品，于是决定对其进行防伪保护。作品是书法大家通过标准快件信封寄过来的，所以有很多折痕和褶皱。而且，由于纸张的质量及温度变化的关系，凡是有字的部分都有一定程度的鼓起，这使得该书法作品在自然展开后，或者在玻璃板的覆盖下仍然呈现出立体特征。按照传统的方法，为了获得本书法作品创作阶段的原始状态，即绝对二维空间下的表现状态，必须先把该书法作品交给裱画师，让其把书法作品裱在一个绝对平整的木板上进行拍摄，方可获得在绝对二维空间下的该书法作品的图像。但是，考虑到裱过的书法作品比较占地方，且不方便邮寄和携带，在未确定该书法作品为自己终身收藏的情况下，某甲不打算急着装裱这个书法作品，所以只能采用本发明提供的不改变真品材质状态的、数字化的展平技术对其进行图像数据采集；
S2.采用本发明的技术，先把该书法作品自然展开并用无伤害的方式固定。接着对其进行高精度、高还原度的三维扫描，然后用本发明的绝对二维图像生成模块进行展平，采集了该书法作品的图像和尺寸之后，把它们存入本发明提供的真品资料信息库中。与此同时，本发明技术还为其计算了特征向量，收集整理了背景资料信息并把它们分别存入特征向量库和真品背景资料信息库中。而且，存入特征向量库和真品背景资料信息库的信息均与在真品资料信息库中的该书法作品的信息一一对应；
S3.几年之后，这个书法作品落入了收藏者某乙的手里，由于其收购的目的就是为了转卖，所以也和某甲一样，没有对该书画作品进行装裱。而且，由于这个书画作品被长久折叠，其自然展开后的折痕与褶皱较之前更为难以克服。又几年之后，收藏者某丙打算收藏这幅书画作品，于是需要对其进行防伪鉴证。由于其无法自然展平或用玻璃压平，在没有交易成功之前也不方便装裱，因而还是需要采用本发明提供的不改变平面作品或制品材质状态的、数字化的展平技术进行图像数据采集；
S4.采用本发明的技术，先把该书法作品自然展开并用无伤害的方式固定。接着对其进行高精度、高还原度的三维扫描，然后用本发明的绝对二维图像生成模块进行展平，并采集到该书法作品的图像和尺寸。然后，把所采集的图像与尺寸通过本发明提供的验证接口上传至检索验证模块，继而在真品资料库中检索到与待验证品最为匹配的真品图像；接着比对真品与待鉴证品的图像，以判断待验证标牌的真伪。随后，防伪验证服务器的输出模块将验证结果输出到验证终端；
S5.比对之后，本发明的验证终端的结果展示模块出具验证报告。报告显示待验证品是存在于真品资料数据库中。而且，结果输出及展示模块通过可视化过程将最匹配的真品在绝对二维空间状态下的高还原度的数字化图像呈现。通过手指触摸屏幕、鼠标或键盘，某乙和某丙能够缩放、旋转、移动该图像。同时，结果展示模块多角度全方位的观察真品与待验证品的比较；将不同颜色的标注叠加在图像上，以告知细分区域上真品与待验证品的相同部分和不同部分。由于本发明所提供的防伪验证方法的存在，该书法作品的收藏和交易成功克服了因平面作品或制品因基底材料发生形变而改变原有存在状态的问题，整个交易过程进行得公正、可信、愉快。
需要说明的是：
根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征有更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解、可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的虚拟机的创建装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种绝对二维空间状态下的平面作品或制品的防伪鉴证，其特征在于，包括：
(1)以绝对二维空间的标准对真品进行信息数据采集，高还原度、数字化地记录其图像及尺寸信息，包括：
若被视为真品的平面作品或制品的基底材料出现形变且无法自然展平，或者在借助了不改变基底物质状态且不伤害基底材质的辅助手段之后仍然无法展平基底时，采用非实体的、数字化的展平方法，包括：
①以不改变基底物质状态且不伤害基底材质的手段最大程度地展开所述平面作品或制品并且予以固定；
②用三维彩色扫描或三维扫描+拍照并纹理映射的方式获取所述因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型；
③用三维曲面展平软件或其他相关软件将所述因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型展平，使之处于一个绝对的二维空间的表现状态，亦即所述平面作品或制品在创作或制作阶段的原始表现状态；
(2)将展平后处于绝对二维空间状态的真品的高还原度的数字化图像及尺寸信息存储在真品信息资料库中；
(3)以绝对二维空间为标准对待验证的平面作品或制品进行信息数据采集，高还原度、数字化地记录其图像及尺寸信息，包括：
若所述平面作品或制品的基底材料出现形变且无法自然展平，或者在借助了不改变基底物质状态且不伤害基底材质的辅助手段之后仍然无法展平基底时，采用非实体的、数字化的展平方法，包括：
①以不改变基底物质状态且不伤害基底材质的手段最大程度地展开所述平面作品或制品并且予以固定；
②用三维彩色扫描或三维扫描+拍照并纹理映射的方式获取所述因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型；
③用三维曲面展平软件或其他相关软件将所述因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型展平，使之处于一个绝对的二维空间的表现状态，亦即所述平面作品或制品在创作或制作阶段的原始表现状态；
(4)上传所述待验证平面作品或制品在绝对二维空间状态下的数字化图像和尺寸，在所述真品信息资料库中检索得到与所述待验证平面作品或制品最为匹配的真品，然后在绝对二维空间的状态下将两者进行比对，并计算两者的匹配程度；
(5)根据所述匹配程度是否超过一定阈值来判断所述待验证平面作品或制品的真伪。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，三维扫描及三维彩色扫描的方法包括：
(1)利用三维扫描仪对因基底形变而实际已经处于立体状态的平面作品或制品进行扫描；
(2)利用双目深度相机对因基底形变而实际已经处于立体状态的平面作品或制品进行拍照，并通过处理距离信息生成数字化三维模型；
(3)利用普通单目相机对因基底形变而实际已经处于立体状态的平面作品或制品连续拍照或拍摄一段视频，并根据多张照片重叠部分的对应关系以及每张照片的相机投影几何关系，同时利用摄影测量算法重建数字化三维模型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
可以通过编写特定的软件，在获取因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型的同时，直接计算并获得处于绝对二维空间状态的平面作品或制品的高还原度的数字化图像及尺寸信息；
也可以在智能相机中植入相关软件，或使所述相机通过计算机或网络与相关软件相连接，以实现在拍照过程中直接计算并获得处于绝对二维空间状态的平面作品或制品的高还原度的数字化图像及尺寸信息的目的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底材料包括纸张、木板、金属片材、塑料片材、橡胶片材、皮革、布匹、绸缎、丝绸、石板、瓷砖、玻璃、陶片、骨片及其他一切可以展开形成一个二维空间并可在上面以描绘、书写、印刷、拓制、渲染及其他类似方式创作或制作平面作品或制品的材料。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
建立真品背景资料信息库，存储所述真品的附属信息，包括作者或制造者、材料、色彩、色调、作品或制品的类别、历史沿革及其他相关背景信息；所述附属信息与真品信息资料库中存储的真品的绝对二维图像及尺寸信息一一对应。
6.一种绝对二维空间状态下的平面作品或制品的防伪鉴证方法和设备，包括防伪验证服务器，其特征在于，所述防伪验证服务器包括：
真品信息资料库，用于存储在绝对二维空间状态下真品的高还原度的数字化图像及尺寸信息；
真品背景资料信息库，用以存储所述真品的附属信息，所述附属信息与真品信息资料库中存储的真品的绝对二维图像及尺寸信息一一对应；
特征向量计算模块，用于计算在绝对二维空间状态下真品的高还原度的数字化图像的特征向量；
特征向量数据库，用于存储所述在绝对二维空间状态下真品的高还原度的数字化图像的特征向量，所述特征向量与存储在真品信息资料库中的真品一一对应；
检索验证模块，用于在所述真品信息资料库中检索得到与待验证平面作品或制品最为匹配的真品的高还原度的数字化图像，并在绝对二维空间状态下对两者进行比对，计算两者的匹配程度；
输出模块，将所述最为匹配的真品的数字化图像及其对应的附属信息，包括真品与待验证品的比对结果输出到验证终端。
7.一种绝对二维空间状态下的平面作品或制品的防伪鉴证方法和设备，其特征在于，所述设备进一步包括验证终端，所述验证终端包括：
绝对二维图像生成模块，用于获取因基底材料变形而实际处于立体状态的平面作品或制品的全彩的高还原度的数字化三维模型，并将其展平以获得在绝对二维空间状态下的高还原度的数字化图像；
验证接口，用于将待验证的平面作品或制品的在绝对二维空间状态下的高还原度的数字化图像及尺寸发送给所述检索验证模块，并接收由所述防伪验证服务器输出的所述最为匹配的真品的数字化图像及其对应的附属信息，同时接收真品与待验证品的比对结果；
结果展示模块，通过可视化过程将最匹配的真品在绝对二维空间状态下的高还原度的数字化图像呈现，通过手指触摸屏幕、鼠标或键盘能够缩放、旋转、移动该图像；同时，可多角度全方位的观察真品与待验证品的比较；将不同颜色的标注叠加在图像上，以告知细分区域上真品与待验证品的相同部分和不同部分。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，
所述验证接口包括：手机接口、互联网接口或终端设备查询接口。
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