[发明专利]一种多角度光学特征检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种多角度光学特征检测方法及装置。

背景技术

多角度光学特征是指当光线从不同角度照射，或从不同角度观察被观察物时，被观察物呈现出不同的图像特征。采用多角度光学特征技术制作的印制品所看到的图像具有的动态变化的效果，无法用高清晰度扫描仪、彩色复印机及其他设备进行复制，加之其设计和生产技术极具专业性，制作工艺复杂，投资巨大，难以仿制，因此广泛的用于纸币、重要票据、商标的高端防伪。

目前所用的具有多角度光学特征的技术比较多，其中比较通用的有光干涉变色油墨、全息图像、隐形图案等。

光干涉变色油墨(简称光变油墨、又称变色油墨，OVI，Optical Variable Ink)是20世纪90年代问世的、具有动态变色效果的新型油墨。用它印刷的图文，从不同的角度观察能变幻出不同的颜色。特别在0度左右观察与在60度左右观察时会呈现出两种截然不同的颜色。自99版100元人民币使用该油墨以来，该防伪标记在假币上至今未被仿制，成为辨认真假人民币的重要标记。此外其他票据上也越来越多的光变油墨进行防伪。

全息图像是通过激光制版将影像制作到塑料薄膜上，产生五光十色的衍射效果，使图片具有二维、三维空间感。在普通光线下，图片中隐藏的图像、信息会重现，而当光线从某一特定角度照射时，图片上又会出现新的图像。目前包括欧元在内的多国纸币、商标等都在采用全息图像技术进行防伪。

隐形图案主要是基于凹印技术，根据凹印油墨线纹的方向不同，图案折光效果也不同。当倾斜观察时，因墨纹方向不同产生反射光线的强弱不同，看到的图像会观察到隐藏的图像信息。而当垂直观察时，反射光强弱与墨纹排列方向无关，图像中的隐形信息会被隐藏起来。隐形图像目前已经广泛的应用于多国的纸币，也被应用于各种面额的人民币防伪。

变色油墨OVI及全息图像等多角度光学特征主要设计为人眼视觉上的防伪点，因此目前利用变色油墨或全息图像等多角度光学特征的防伪绝大多数仍采用人眼来完成，人眼从不同角度观察，可呈现不同的颜色。也可采用光学装置通过在白光照射下从不同角度得到不同的光学特征来进行检测识别油墨呈现的颜色。不论是人眼变换角度观察或者多个摄像机从不同角度摄录字符或图像颜色进行鉴别，其本质都是通过角度的变化来达到多角度光学特征采集的目的。

现有的装置都采用基于互补金属氧化物半导体元件(CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor)或电荷耦合元件(CCD，ChargeCoupled Device)摄像头对纸币的多角度光学特征(如变色油墨或全息图像等)区域进行拍照，得到相关区域的图像，之后采用图像处理算法来鉴别该防伪点的真伪。这些装置具有以下的主要特点：

第一，在每个多角度光学特征区域可能出现的位置安装一套图像采集装置。一套装置要根据所拍摄到的多角度光学特征区域的位置，设计光源和摄像头的位置，使得摄像头可以同时获得纸币的正面图像(从大致垂直角度拍摄的图像)和侧面图像(从侧边以一定的倾斜角度拍摄的图像)。

第二，由于不同国家的纸币，不同的币种，多角度光学特征区域在钞票上所处的位置各不相同，所以一套设备往往只能适用于某一国纸币的一种或几种币种的多角度光学特征区域检测。

第三，由于采用CMOS或CCD的摄像头焦距都比较大，要拍摄一定范围的视野，都需要一定的拍摄距离，因此整个拍摄装置所需的体积往往都比较大。

由上述的特点也决定了采用CMOS或CCD摄像头检测多角度光学特征的设备会存在如下的问题：

在CMOS或CCD摄像头在拍摄时，纸币在走钞腔内运动与理论运动情况往往有一定的差异，这也决定了在摄像头进行图像拍摄时，多角度光学特征区域所处的位置与理论位置有一定的出入，从而也使得在呈像时，正面图像、侧面图像、多角度光学特征区域与光源的相对位置与设计有一定偏差。这也最终影响到变色油墨的识别效果。

而且，由于不同的币种，多角度光学特征区域所在钞票的位置各不相同，而CMOS或CCD装置必须要在多角度光学特征区域位置上进行安装，所以对于多角度光学特征区域不在同一位置上的纸币，只能通过多台不同的设备进行识别。而当发行新版本的纸币时，如果多角度光学特征区域的位置发生变化，则必须对原有的设备进行硬件重新设计更新。

另外，CMOS或CCD摄像头所需体积较大，而对于内部设计十分紧凑的点、验、清分设备来说，无疑大大地增加了设备的设计要求，也增加了整个设备的整体体积。

发明内容