CN1426016A - 证件真伪识别装置及真伪识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种证件真伪识别装置及证件真伪识别方法，其特征是，利用光对证件的透射率和反射率的相关波长特性，根据在多种波长的光源下拍摄的证件图像，提取出对波长特性进行数值化后的特征量，根据该特征量进行证件的真伪识别。利用本发明的装置，在对提出的证件进行真伪识别时，利用光的透射率和反射率的相关波长特性取得图像，通过对取得的图像进行数值化，求出特征量，从而可进行高精度的真伪识别。

Description

证件真伪识别装置及真伪识别方法

技术领域

本发明涉及用于识别例如身份证、驾驶证等的真伪的证件真伪识别装置，更具体地讲是关于具有通过正确地读出真伪度信息而进行真伪识别的高识别性能的证件真伪识别装置及证件真伪识别方法。

背景技术

在一般的情况下，这种证件真伪识别装置例如被安装在自动契约机等中，对利用者提示的身份证等的证件的记载内容进行光学读取，并进行对照认证。

在这种情况下，在进行证件的真伪识别时，是在可视光线下对证件进行拍摄，取得所拍摄的图像数据，然后通过管理者对该拍摄图像的观察，来进行证件真伪的判断。

但是，随着近年来OA机器的技术发展，使用高性能的彩色复印机或打印机可轻而易举地伪造出这类的证件，由于精巧伪造的证件与真实的证件几乎看不出差别，所以诱发非法利用的情况。

因此，希望开发出具有能够防止这样的非法利用的高精度识别功能的证件真伪识别装置。

为此，作为一例，现有一种从在多个光源中的每个光源下读取的全画面的浓淡图像中提取出特征数据，把根据该特征数据求出的频率分布与作为基准的频率分布进行比较，来识别纸张种类和真伪的纸张种类识别装置(参照例如专利文献1，特开平06-44437号公报)。

然而，在这种情况下，由于是根据全体的图像数据进行纸张种类的识别，所以容易受机器和纸张种类的特性不一致的影响，所以数据精度的可靠性低。而且由于为了进行纸张种类的识别需要全体的对照判断用的数据，所以需要具备庞大的数据存储量。

另外，已知有一种在不同波长的多种光源下使用多种光线对证件进行拍摄，然后将其与样本图像进行比较，来进行证件真伪识别的证件识别装置(参照例如专利文献2，特开2001-76203号公报)。

在这种情况下，需要收集和分析大量的伪造样本。而且为此还需要具备庞大的存储样本图像的数据存储量。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种证件真伪识别装置及证件真伪识别方法，通过利用本发明的装置和方法，在对提出的证件进行真伪识别时，通过利用光的透射率和反射率的相关波长特性，取得图像，把该取得的图像数值化并求出证件的特征量，可高精度地进行证件真伪的识别。

本发明是一种用于识别证件真伪的证件真伪识别装置，其特征在于：包括：具有不同波长的多种光源；通过接受所述多种光源光的透过证件的透射光或照射在证件上后被反射的反射光的至少一方的光，进行证件拍摄的照相装置；根据使用所述照相装置拍摄的在所述不同光源下的拍摄图像计算出在被识别证件上的预先指定的多个部位的特征量的计算装置；存储根据用所述计算装置计算出的作为基准的证件的基准特征量所求出的用于提取真伪度的特征函数的存储装置；根据使用所述计算装置计算出的被识别证件的特征量和预先存储在所述存储装置中的特征函数提取出被识别证件的真伪度的真伪度提取装置。

其中的证件为身份证、驾驶证以及其他的记载特定信息的证件等。

所述照相装置可以由取得图像的例如CCD照相机等的光学式照相机器构成。

所述计算装置及真伪度提取装置是通过安装在控制电路部的RAM等中的程序的运算来求得数值，可以由设置在装置中的控制系统的运算部构成。

所述存储装置可以由设置在装置中的硬盘或者是替代硬盘的存储装置，或者由控制电路中的RAM等的存储部构成。

作为所述光源，可以使用如可视光源、红外线、紫外线那样的具有不同波长的多个单色光线的光源。

把该光源光的在透射时的透射光或光源光的在照射到证件上后被反射时的反射光作为图像数据进行拍摄。例如用专用印刷机印刷的真实的证件与用OA机器复制的伪造证件之间由于墨水和纸面的特性不同，所以光的透射率和反射率存在着差别。并且，由于该差与光的波长相关，所以存在着具有在不同的波长下该差显著增大的特征的部位。

因此，能够通过使用这样的部位的图像数据而求出与透射率和反射率相关的特征，并把求出的该特征进行数值化，把这个数值化的特征定义为特征量。对于该数值化的特征量，可以把真实证件所应具有特征量的概率和与该概率的对应关系作为特征函数表示，并把此时的概率定义为真伪度。

所述特征函数是用于计算出真伪度的数据，是预先对真实证件的基准特征量数据进行分析，所储存的特征数据。在预先设定该真伪度时，是分别根据从真实证件的预先指定的多个部位的每个部位的基准特征量求得的特征函数来求出真伪度。可以把所有这些相乘后所得出的数据作为该证件的最终的真伪度。

这样的数值化而求出的真伪度，在其提取的过程中相乘的数值越多，则越接近“真实证件的1”、“伪造证件的0”，所以根据这些数值的结果可正确地进行真伪识别。特别是设定越多部位的基准特征量，则越能够提高真伪识别数据的精度，越能够获得可靠性高的识别结果。

尤其是，在求得特征函数的情况下，由于只根据真实证件的数据而求得，不需要大量的伪造证件的样本和对这些伪造证件样本的分析，所以简单地实现真伪识别功能。

而且，根据多个真实证件的拍摄图像而求出特征量，并根据该真实证件的特征量分布确定特征函数，由于可实现使用根据这样确定的多个特征函数求出真伪度的统计方法的运算处理，所以可减小受机器或证件的特性不一致的影响，从而可进行正确的证件真伪的识别。

并且，由于在这种情况下所存储的特征函数的数据量明显小于在现有的识别方法中所使用的样本图像的数据量，因此可减少存储容量。

而且，只要增加光源的种类可进一步提高识别性能。在这种情况下，只需根据使用追加的光源所取得的图像求出新的特征量，设定该特征函数便可，并且由于特征函数相互独立，所以可继续有效地使用以前的特征函数。因此，只需把数值相乘便可对该数值加以利用，具有良好的易扩展性。

因此，不再需要如对特征量的求得方法和基准数据进行全部的重新设定那样的工作。另外，能够把独立的特征函数以不同的模式进行组合，可设定成各种各样的识别基准。

上述的特征量为从通过照相装置拍摄的图像中提取的特征量，例如在驾驶证的情况下，是限定在其照片部分或文字的特定部分上的根据其辉度平均值的分布函数而求得，由于不是根据驾驶证的全体表面的辉度分布求得，所以具有上述的效果。

附图说明

图1是表示本发明的证件真伪识别装置的外观立体图。

图2是表示本发明的证件真伪识别装置的简要构成图。

图3是表示在本发明的证件真伪识别装置中使用的驾驶证的简要俯视图。

图4是表示本发明的证件真伪识别装置的图像读取处理动作的流程图。

图5是表示在本发明的红外线光线下的特征函数的形状例的说明图。

图6是表示本发明的在不同波长的多种光源下的真伪识别处理动作的流程图。

图中：11-证件真伪识别装置，15-透射光源，16-反射光源，17-驾驶证，19-CCD照相机，21-存储部，22-运算部，23-显示部。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施例进行说明。

附图表示用于识别驾驶证等的证件真伪的证件真伪识别装置，如图1所示，该证件真伪识别装置11在长方体的装置主体12的上面设有用于放置驾驶证等的证件的载置面13，在其上面配置有可开闭的单开式的开闭盖14。

所述载置面13具有通过使用透射光和反射光，以光学方式检测显示数据，而取得用于识别驾驶证真伪的图像数据的图像数据取得功能。

为了取得所述图像，设置平面的玻璃面，使驾驶证的正面朝下地把驾驶证放置在所述玻璃面的上面，并把该部分设定为图像取得位置。

图2表示具有上述图像取得功能的证件真伪识别装置11的内部结构。该证件真伪识别装置11所使用的光源包括配置在所述开闭盖14下面侧的透射光源15和配置在装置主体12内部的反射光源16。

而且，通过把所述两光源的光引导至载置面13，对平面放置在载置面13上的如图3所示的驾驶证17的图像进行部分地读取。

在透射光源15内使用可视光线的发光元件15a和红外线的发光元件15b的具有2中不同波长的发光元件15a、15b。

而且，在使用透射光时，从放置在载置面13上的驾驶证17的背面侧朝向正面侧使透射光15c从开闭盖14朝正下方透射过去。

此时，朝正下方透过驾驶证17的透射光15c行进至位于其下方位置的倾斜配置的发射镜18，由垂直方向向水平方向形成大致直角的折射，朝向大致水平方向行进，被引导至面向侧方的CCD照相机19。在这里，取得透过驾驶证17的透射光图像。

另一方面，发射光源16同样也使用可视光线的发光元件16a和红外线的发光元件16b的具有2中不同波长的发光元件16a、16b。而且，在使用反射光时，朝向放置在载置面13上的驾驶证17的正面侧从斜下方照射反射光16c。

此时，从斜下方向斜上方照射驾驶证17的照射光在驾驶证17的朝向下方的正面上形成朝向大致正下方的反射。该反射光16c在行进至位于下方的倾斜配置的反射镜18时形成从垂直方向朝向水平方向的折射，朝向大致水平方向行进，被引导至面向侧方的CCD照相机19，在这里取得驾驶证17的反射光图像。

由CCD照相机19取得的图像信号通过A/D(模拟信号/数字信号)转换部20被转换为数字图像信号数据，并把其作为图像数据存储在存储部21中。该图像数据在通过运算部22进行运算处理后，通过显示部23显示该运算结果。并且，运算部22与光源控制部24连接，分别对光源15、16进行图像取得的控制和光量控制等。

下面，结合图4的流程图，对这样构成的证件真伪识别装置11的图像读取动作进行说明。

首先，由使用者打开证件真伪识别装置11的开闭盖14，把驾驶证17的贴有照片的面(正面)向下地放置在该载置面13上的规定位置上，然后，关上开闭盖14，这样便完成了证件的放置。在完成放置后，当输入图像读取信号时，光源控制部24仅使反射光源16发光，由CCD照相机19取得从驾驶证17反射的反射光16a的反射图像(步骤n1、n2)。

在读取完该反射图像之后，光源控制部24仅使透射光源15发光，使其从载置面13透过驾驶证17。由CCD照相机19读取该透射光15a的透射图像(步骤n3、n4)。

在读取完图像之后，通过运算部22进行证件的真伪识别。然后把该识别结果显示在显示部23上(步骤n5)。

在进行上述的真伪识别时，作为图像数据，取得光源光的透过驾驶证17时的透射光或光源光的被驾驶证17反射时的反射光，由此可求出用于辨别真伪的特征量。

即，用专用印刷机印刷的真实的驾驶证17与用OA机器复制的伪造驾驶证之间由于墨水和纸面的特性不同，所以光的透射率和反射率存在着差别。并且，由于该差与光的波长相关，所以存在着具有在不同的波长下该差显著增大的特征的部位。

因此，能够通过使用这样的部位的图像数据而求出与透射率和反射率相关的特征，并把求出的该特征进行数值化，把这个数值化的特征定义为特征量。并且，对于经数值化的特征量，可以将真实证件所具有的特征量的概率、和与该概率的对应关系用特征函数来表示，并将这时的概率定义为真伪度。

所述特征函数是用于计算出真伪度的数据，是预先对真实证件的基准特征量数据进行分析，所储存的特征数据。在预先设定该真伪度时，是分别根据从真实的驾驶证17的预先指定的多个部位(照片部分、文字部分、边界部分等)的每个部位的基准特征量求得的特征函数来求出真伪度。可以把所有这些相乘后所得出的数据作为该驾驶证17的最终的真伪度。

通过这样数值化而求出的真伪度，在其提取的过程中相乘的数值越多，则越接近“真实证件的1”、“伪造证件的0”，所以根据这些数值的结果可正确地进行真伪识别。特别是设定越多部位的基准特征量，则越能够提高真伪识别数据的精度，越能够获得可靠性高的识别结果。

尤其是，在求得特征函数的情况下，由于只根据真实的驾驶证17的数据而求得，不需要大量的伪造证件的样本和对这些伪造证件样本的分析，所以简单地实现真伪识别功能。

下面，对在进行驾驶证17的真伪识别时的运算处理内容进行说明。

作为该真伪识别处理的依据的数据是由CCD照相机19所取得的反射图像及透射图像，从这些图像中提取出真实证件与伪造证件不同之处的特征量。

例如，在反射光源16中使用红外线的情况下，由于与可视光线相比，在图像数据中有时会生成浓度差，所以可选择照片部分的辉度平均值作为特征量。而且，作为特征函数，预先求出该特征量与真伪度的关系。

图5是表示具有代表性的特征函数的形状的曲线图。该特征函数可通过取得真实证件的基准特征量数据而实验性地求得。

例如，在把使用红外线取得的反射图像中的照片部分的辉度平均值作为特征量的情况下，其特征函数为如图5(A)所示的那样，真伪度的形状高度与特征量成正比。

另外，在透射图像中的把某一区域的辉度平均值作为特征量的情况下，如图5(B)所示，特征量即使不高，特征函数也可形成能够得到高精度真伪度的形状。

另外，例如在把红外线的反射图像中的文字部分的辉度平均值作为特征量的情况下，则如图5(C)所示，即使特征量低，特征函数也可形成可得到高精度真伪度的形状。

下面说明根据这样的特征函数计算出真伪度的计算方法。另外，参照图6的流程图对此时的计算真伪度的真伪识别处理动作进行说明。

运算部22把通过红外线、可视光线等的不同波长的多种光源的反射光拍摄的反射图像中的特征量设为a1、a2、…、am，把对应此时的各个特征量的特征函数设为f1、f2、…、fm(步骤n11)。

而且，把通过红外线、可视光线等的不同波长的多种光源的透射光拍摄的透射图像中的特征量设为b1、b2、…、bn，把对应此时的各个特征量的特征函数设为g1、g2、…、gn(步骤n12)。

对应反射图像的各个特征量的真伪度可以用f1(a1)、f2(a2)、…、fm(am)表示，对应透射图像的各个特征量的真伪度可以用g1(b1)、g2(b2)、…、gn(bn)表示(步骤n13)。

结果是，可以把最终的驾驶证的真伪度Gr定义为如下面算式表示的全部数值的乘积(步骤n14)

[算式1] $\mathrm{Gr}=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Π}}}{f}_i\left(a_i\right)\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Π}}}{g}_j\left(b_j\right)$

{＝f₁(a₁)×f₂(a₂)×…×fm(am)×g₁(b₁)×g₂(b₂)×…×gn(bn)}

另外，对于驾驶证的真伪度也可以通过单色光进行真伪度的识别，也可以用不同波长的多种光源进行真伪度的识别。

由于该真伪度Gr的值，在真实证件的情况下接近1，在伪造证件的情况下接近0，所以需要设定一个阈值(步骤n15)，根据设定的阈值进行真伪识别。此时如果真伪度的值大于阈值，则判定为真实证件(步骤n16)，如果不是大于阈值，则判定为伪造证件(步骤n17)。

另外，也可以不设定这样的阈值，而作为结果显示真伪度的值，由管理者根据该值进行真伪的判定。

在根据所述[算式1]的真伪度求得方法中，由于对应各个特征量的真伪度之间完全独立，而且分别对等，所以在为了提高识别性能而增加特征量的情况下，只要仅确定对应该特征量的特征函数，进行新的乘积运算边可求出真伪度，所以具有良好的扩张性的优点。

通过这样的方法，能够识别出通过复印机复印的驾驶证，和通过打印机打印的由扫描仪扫描的驾驶证的打印图像，或者是在真实的驾驶证上粘贴文字和照片的伪造证件。

如上所述，根据真实证件的拍摄图像而求出特征量，并根据该真实证件的特征量分布确定特征函数。由于可实现使用根据这样确定的多个特征函数求出真伪度的统计方法的运算处理，所以可减小受机器或驾驶证的特性不一致的影响，从而可进行正确的驾驶证真伪的识别。

在本发明与上述实施例的构成关系中，本发明的证件与实施例中的驾驶证对应，以下同样，光源与透射光源15和反射光源16对应，拍摄装置与CCD照相机对应，计算装置及真伪度检测装置与运算部22对应，存储装置与存储部21对应，输出装置与显示部23对应。

本发明可以根据本发明的技术构思进行广泛的应用，并不只限于所述的实施例。

根据本发明，由于发现了可进行高精度真伪识别的特征函数，从而可进行状态稳定、可靠性高的真伪识别。

Claims (6)

1.一种证件真伪识别装置，其特征在于：包括：具有不同波长的多种光源；通过接受所述多种光源光的透过证件的透射光或照射在证件上后被反射的反射光的至少一方的光，进行证件拍摄的照相装置；根据使用所述照相装置拍摄的在所述不同光源下的拍摄图像计算出在被识别证件上的预先指定的多个部位的特征量的计算装置；存储根据用所述计算装置计算出的作为基准的证件的基准特征量所求得的用于提取真伪度的特征函数的存储装置；以及根据使用所述计算装置计算出的被识别证件的特征量和预先存储在所述存储装置中的特征函数提取出被识别证件的真伪度的真伪度提取装置。

2.一种证件真伪识别装置，其特征在于：包括：具有不同波长的多种光源；通过接受所述多种光源光的透过证件的透射光及照射在证件上后被反射的反射光，进行证件拍摄的照相装置；根据使用所述照相装置拍摄的在所述不同光源下的拍摄图像计算出在被识别证件上的预先指定的多个部位的特征量的计算装置；存储根据用所述计算装置计算出的作为基准的证件的基准特征量所求出的用于提取真伪度的特征函数的存储装置；以及根据使用所述计算装置计算出的被识别证件的特征量和预先存储在所述存储装置中的特征函数分别计算出各种光源下的真伪度的数值化值，对该计算出的真伪度数值进行乘积运算提取出真伪度的真伪度提取装置。

3.根据权利要求1或2所述的证件真伪识别装置，其特征在于：所述特征函数是通过对由作为基准的多个不同证件所求得的基准特征量的分布进行统计而构成。

4.根据权利要求1或2所述的证件真伪识别装置，其特征在于：具有把根据所述被识别证件的特征量和预先存储的所述特征函数计算出的所述真伪度、与根据存储在所述存储装置中的基准特征量而设定的阈值进行比较，并输出通过比较而得出的真伪识别结果的输出装置。

5.一种证件真伪识别方法，其特征在于：包括：具有不同波长的多种光源；通过接受所述多种光源光的透过证件的透射光或照射在证件上后被反射的反射光的至少一方的光，进行证件拍摄的步骤；根据使用所述照相装置拍摄的在所述不同光源下的拍摄图像计算出在被识别证件上的预先指定的多个部位的特征量的计算步骤；存储根据用所述计算装置计算出的作为基准的证件的基准特征量所求出的用于提取真伪度的特征函数的存储步骤；以及根据使用所述计算装置计算出的被识别证件的特征量和预先存储在所述存储装置中的特征函数提取出被识别证件的真伪度的真伪度提取步骤。

6.一种证件真伪识别方法，其特征在于：包括：具有不同波长的多种光源；通过接受所述多种光源光的透过证件的透射光及照射在证件上后被反射的反射光，进行证件拍摄的照相步骤；根据使用所述照相装置拍摄的在所述不同光源下的拍摄图像计算出在被识别证件上的预先指定的多个部位的特征量的计算步骤；存储根据用所述计算装置计算出的作为基准的证件的基准特征量所求出的用于提取真伪度的特征函数的存储步骤；以及根据使用所述计算装置计算出的被识别证件的特征量和预先存储在所述存储装置中的特征函数分别计算出各种光源下的真伪度的数值化值，对该计算出的真伪度数值进行乘积运算提取出真伪度的真伪度提取步骤。

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