專利名稱：一種纖維圖像防偽方法
技術領域：
本發明涉及一種防偽技術，特別是涉及一種檢測熒光纖維紙中的熒光纖維圖像真實性的方法。
背景技術：
紙張是現代社會中各種貨幣、有價證券、票據等流通領域的重要物質技術基礎。為了防止假冒，現階段已開發出各種類型的防偽紙，并廣泛用于如鈔票、賬單、支票、股票、債券、禮券、各種票據、卡片，以及護照等領域。
熒光纖維紙是近年來開發出的一種有效的防偽用紙，它是通過將熒光材料染著在化學纖維載體上，并在造紙過程中把這種熒光纖維按照一定的比例添加到紙漿中而制成熒光纖維紙。這種防偽紙張表面看起來與普通紙一樣，但只要經鑒偽上的紫光燈一照，紙張里加進的熒光纖維就能立即呈現出某一顏色的熒光。
雖然熒光纖維紙具有高效的防偽特性，但由于用其制作出的有價證券及票據往往具有巨大的經濟價值，在經濟利益的誘惑下，依然會出現各種仿造。比如，針對熒光纖維紙，發現有利用熒光油墨(甚至熒光筆)模仿熒光纖維紙所表現出的熒光纖維圖像，人為地印刷或打印出仿制品，即所稱的“熒光克隆”。而通過“熒光克隆”所制作出的紙張，在紫外燈下也能呈現熒光纖維紙類似的纖維圖像，肉眼無法分辨真偽。這樣，便給利用熒光纖維紙所制作的有價證券及票據等帶來巨大的安全隱患。
發明內容
本發明的目的就是為了解決以上問題，提供一種驗證熒光纖維紙中的熒光纖維圖像真實性的防偽方法。
為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案本發明公開了一種纖維圖像防偽方法，所述方法包括步驟提取真實纖維圖像的信息并生成真實纖維圖像數據庫，通過將待驗證纖維圖像與數據庫中的真實纖維圖像進行比較從而確定待驗證纖維圖像的真實性。
所述纖維圖像是指熒光纖維紙中的熒光纖維在熒光激發狀態下所呈現的圖像。
所述將待驗證纖維圖像與真實纖維圖像進行比較的具體步驟包括(1)提取纖維圖像中每條纖維的亮度信息；(2)根據亮度大小排列纖維的順序；(3)將待驗證纖維圖像與真實纖維圖像的亮度排列順序進行比較，如差別在預先設定的閾值范圍之內，則認為待驗證纖維圖像與真實纖維圖像是一致的，如差別超過預先設定的閾值范圍，則認為待驗證纖維圖像為仿造的。
所述預先設定的閾值是指預先確定的可接受的順序誤差。
所述步驟(1)中提取每條纖維亮度信息的具體步驟包括a、將纖維圖像進行灰度化，并獲取圖像中每個象素的灰度值；b、將灰度化圖像進行二值化得到二值圖像，所述二值化是指根據整個圖像的灰度情況，預先設定一個二值化閥值，當圖像中任意一個像素的灰度值大于該二值化閥值時，將該像素設置為白色，否則為黑色；c、圖像中每條纖維所在區域的像素表現為白色相連并形成連通域，給予每個不同的連通域一個唯一的標號；d、對于每條纖維，計算其所占連通域的面積上灰度的平均值，該平均值就是該纖維的亮度。
所述步驟a中，圖像中每個象素的灰度值是根據公式G＝0.299*r+0.587*g+0.114*b計算得到，其中(r，g，b)為每個像素的紅綠藍三元組的數值。
由于采用了以上的方案，使本發明具備的有益效果在于利用本發明的方法，能夠有效地鑒別出熒光纖維圖像是真正熒光纖維紙上的纖維圖像還是由熒光油墨“克隆”出的熒光圖像。由于在大多數的纖維圖像中，每條纖維的灰度值都是有差別的，各個纖維之間的灰度(平均灰度)，按照從小到大或從大到小的排列具有一定的穩定性。而在熒光油墨圖像中，克隆的纖維灰度要受到各種因素的影響，無法印刷出指定灰度的圖像。因此，用本發明的方法，通過預先設置真實纖維圖像的數據庫，并將待驗證纖維圖像與數據庫中的真實纖維圖像進行比較，從而能夠精確地判斷出待驗證纖維圖像的真實性。
通過比較真實圖像與待驗證圖像的纖維亮度順序，來作為進一步的防偽標準，能夠從根本上克服在紫外燈下用肉眼分辨熒光纖維紙真實性的不足，消除熒光纖維紙在防偽應用中的安全性隱患，保證了熒光纖維紙制作的有價證券及票據等的可靠性。同時，本發明通過比較纖維亮度順序，而不是直接按常規思維比較每條纖維的亮度，克服了熒光纖維在被激發時由于每次激發源(紫外燈)強度的不同導致纖維熒光亮度不同，而在比較時造成巨大誤差的缺點，提高了驗證的準確性。此外，通過預先設定可以接收的順序誤差作為比較時的閾值，減小了纖維圖像中相鄰亮度的熒光纖維由于亮度接近而導致的順序排列誤差，同樣也提高了驗證的準確性。
圖1是一幅真實熒光纖維的原始圖像。
圖2是圖1對應的灰度圖像。
具體實施例方式
發明人通過對熒光纖維紙中纖維圖像的灰度進行大量的分析后，總結出纖維灰度分布的一些規律性的東西在大多數纖維圖像中，每條纖維的灰度值是有差別的，各個纖維之間的亮度(平均灰度)，按從小到大或從大到小的排列具有一定的穩定性。
而在熒光油墨圖像中，通過模仿熒光纖維紙的纖維圖像“克隆”仿制出的熒光纖維的灰度要受到很多因素的影響，這些因素主要包括1)從印刷角度而言，為了實現不同的亮度級別，熒光油墨中的熒光劑比例要變化；2)印刷或打印時下墨量的多少影響熒光的亮度。
3)油墨可能會出現“骯點”，即在線條外，出現很多熒光墨點。
基于上述原因，可以說，利用熒光油墨仿制熒光纖維時，幾乎無法印刷指定灰度的圖像，例如，要求這次印刷灰度為190(灰度從0-255，其值越大，圖像越亮)的纖維，下次印成灰度為198的纖維，這是不可能的。
從現有的技術看來，熒光油墨不能象普通印刷油墨那樣，做出各種灰度或顏色的效果。
在上述研究的基礎上，發明人開發出本發明的驗證熒光纖維圖像真實性的方法，通過比較待驗證纖維圖像與真實纖維圖像之間的纖維亮度的排列順序，從而鑒別出待驗證纖維圖像為真實的還是仿造的。
下面通過具體的實施例對本發明作進一步詳細的描述。
圖1和圖2分別表示一幅真實熒光纖維原始圖像以及對應的灰度圖像。
將圖1的圖像灰度化根據該原始彩色圖像上每個像素的紅綠藍三元組(r，g，b)的數值，采用標準的灰度化方法，即通過公式G＝0.299*r+0.587*g+0.114*b，計算出圖像上每個像素的灰度值G。其中r、g、b以及G均為255范圍內的非零整數。
將灰度化后的圖像二值化得到二值圖像二值化的方法是，根據圖像的灰度情況，設定一個二值化閥值，對于圖像中的每個像素，當灰度值大于二值化閥值時，將該像素設為白色(用1表示)，否則設為黑色(用0表示)，這樣，就得到了二值化圖像。
將圖像從上到下，從左到右掃描各個像素，圖像中每條纖維所在區域的像素表現為白色相連并形成連通域，給予每個不同的連通域一個唯一的標號，該標號即為該纖維的序號，同時通過這一過程也得到了纖維的條數。
對于每條纖維，計算其所占連通域的面積上灰度的平均值，該平均值就是該纖維的亮度。
圖1及圖2的圖像中，共有8條纖維，它們呈現出亮度的差別，根據上述的方法得到各纖維序號以及對應的亮度值分別如下表所示
按照亮度從小到大對纖維進行排序，這些纖維序號排列如下T1-7-6-2-3-4-8-5上述圖2以及其中的纖維條數、各纖維對應的序號和亮度值、排列T等均存儲于真實纖維圖像數據庫中。
另外，有兩份待驗證的纖維圖像A與B，都是具有8條纖維，并且8條纖維在圖像上的排布與上述圖1中的纖維排布基本相同。按照上面的方法指定該兩份待驗證纖維圖像中每條纖維的序號并計算纖維的亮度。指定序號時，在圖像上排布位置基本相同的纖維指定的序號相同。將A與B中8條纖維按照亮度從小到大進行排列，分別得到各自的纖維排列順序A1-6-7-2-3-4-8-5B1-2-6-7-3-4-8-5在進行纖維排列順序比較時，如相鄰的兩個序號調換位置，則定義差別為1；如相隔一個位置的兩個序號調換位置，則定義差別為2；如相隔兩個位置的兩個序號調換位置，則定義差別為3。照此類推，順序比較時的各種差別均可由一個數值來表示。
之前，經過對圖1真實纖維圖像的大量試驗并通過模式識別的方法，假如在該例中得到了可以接受的識別順序誤差為1。因此在將待驗證纖維圖像與真實纖維圖像進行比較時，預先設定順序差別的閾值為1，當差別小于或等于該閾值時，認為待驗證纖維圖像與真實纖維圖像是一致的，如差別大于該閾值時，則認為待驗證纖維圖像為仿造(“克隆”)的。
由此，將A與B的纖維排列順序與圖1真實纖維圖像的纖維排列順序T進行對比時，得到A與T的差別為1(相鄰的纖維6、7被調換了位置)，B與T的差別為2(相隔的纖維7、2被調換了位置)，從而認為A與圖1的真實纖維圖像是一致的，識別通過，B為克隆的纖維圖像，不能通過識別。
此外，為了提高識別的準確性，還可以進一步將相鄰纖維的亮度之差作為計算順序誤差的考慮因素。例如，A與T的差別在于相鄰的纖維6、7被調換了位置，而在T中，6與7的亮度之差為183.1866-171.3969＝11.7897，該差別不大，6與7的位置調換有可能是由于測量時的誤差導致的。而B與T的差別在于7、2調換了位置，而在T中，2與7的亮度之差為190.1167-171.3969＝18.7198，該差別較大，由于誤差導致7、2位置調換的可能性不大。在具體實施時，可以將這種灰度值的差別作為加權值，來計算順序誤差，然后再利用計算出的順序誤差與可以接受的識別順序誤差進行比較，從而判斷真偽。
權利要求
1.一種纖維圖像防偽方法，其特征在于，所述方法包括步驟提取真實纖維圖像的信息并生成真實纖維圖像數據庫，通過將待驗證纖維圖像與數據庫中的真實纖維圖像進行比較從而確定待驗證纖維圖像的真實性。
2.根據權利要求1所述的一種纖維圖像防偽方法，其特征在于所述纖維圖像是指熒光纖維紙中的熒光纖維在熒光激發狀態下所呈現的圖像。
3.根據權利要求1或2所述的一種纖維圖像防偽方法，其特征在于所述將待驗證纖維圖像與真實纖維圖像進行比較的具體步驟包括(1)提取纖維圖像中每條纖維的亮度信息；(2)根據亮度大小排列纖維的順序；(3)將待驗證纖維圖像與真實纖維圖像的亮度排列順序進行比較，如差別在預先設定的閾值范圍之內，則認為待驗證纖維圖像與真實纖維圖像是一致的，如差別超過預先設定的閾值范圍，則認為待驗證纖維圖像為仿造的。
4.根據權利要求3所述的一種纖維圖像防偽方法，其特征在于所述預先設定的閾值是指預先確定的可接受的順序誤差。
5.根據權利要求3所述的一種驗證熒光纖維圖像真實性的方法，其特征在于所述步驟(1)中提取每條纖維亮度信息的具體步驟包括a、將纖維圖像進行灰度化，并獲取圖像中每個象素的灰度值；b、將灰度化圖像進行二值化得到二值圖像，所述二值化是指根據整個圖像的灰度情況，預先設定一個二值化閥值，當圖像中任意一個像素的灰度值大于該二值化閥值時，將該像素設置為白色，否則為黑色；c、圖像中每條纖維所在區域的像素表現為白色相連并形成連通域，給予每個不同的連通域一個唯一的標號；d、對于每條纖維，計算其所占連通域的面積上灰度的平均值，該平均值就是該纖維的亮度。
6.根據權利要求5所述的一種纖維圖像防偽方法，其特征在于所述步驟a中，圖像中每個象素的灰度值是根據公式G＝0.299*r+0.587*g+0.114*b計算得到，其中(r，g，b)為每個像素的紅綠藍三元組的數值。
全文摘要
本發明公開一種纖維圖像防偽方法，所述方法包括步驟提取真實纖維圖像的信息并生成真實纖維圖像數據庫，通過將待驗證纖維圖像與數據庫中的真實纖維圖像進行比較從而確定待驗證纖維圖像的真實性。用本發明的方法，能夠從根本上克服在紫外燈下用肉眼分辨熒光纖維紙真實性的不足，消除熒光纖維紙在防偽應用中的安全性隱患，保證了熒光纖維紙制作的有價證券及票據等的可靠性。
文檔編號G07D7/00GK1811831SQ20051012110
公開日2006年8月2日 申請日期2005年12月29日 優先權日2005年12月29日
發明者李志剛 申請人:兆日科技(深圳)有限公司