一种微观编码图像提取装置及提取图像后鉴别真伪的方法
技术领域
本发明实施例涉及微观编码图像技术，尤其涉及一种微观编码图像提取装置及提取微观编码图像后鉴别真伪的方法。
背景技术
微观编码图像，可以是由多个点按一定规则排列构成的、微小的图像，可由专用设备提取其图像并解码。通常是将油墨印刷在纸张薄膜等介质表面构成编码图像，油墨会吸收专用设备发出的特定波长的光，而其余区域则将光线反射，再用摄像头捕获其图像，有油墨的地方会在图像中形成暗点，从而获取到微观编码图像的像。
金属反光表面的凹凸微观编码图像，可用激光雕刻的方法形成。用激光将点雕刻在金属反光表面，会形成凹点；如果将码点用激光雕刻在模具上，通过压铸工艺可使被压铸的目标金属表面形成凸点。
金属反光表面的凹凸微观编码图像由多个码点组成，每个码点为凹点或凸点。每个码点微观上看具有凹面镜或凸面镜的反光特性。码点周边为平面，具有平面镜的反光特性。
凹面镜的光学特性是可将平行射入的光反射且聚集后再发散，凸面镜的光学特性是可将平行射入的光反射且发散。
这样的光学特性有别于常见的将吸光性油墨附着于商品或外包装表面而形成的微观编码图像(有墨点的地方会吸光，在得到图像中呈现暗点)，需要设计专用的装置才能更好地提取其编码图像。
在用激光雕刻到金属反光表面时，可通过控制激光的强度等参数来控制雕刻出的点的大小，而想要伪造同样的微观编码图像到金属反光表面则是很困难的，特别是同一个微观编码图像中包含多种码点大小的时候，想要将所有的码点大小还原就变得更加困难。要想正确鉴别金属反光表面的凹凸微观编码图像的真伪，就需要获取到更真实的图像、以及合适的算法。
发明内容
本发明实施例提供一种微观编码图像提取装置及提取微观编码图像后鉴别真伪的方法，以更好地提取金属反光表面的凹凸微观编码图像并鉴别其真伪，以实现溯源及鉴伪的目的。
第一方面，本发明实施例提供了一种微观编码图像提取装置，包括壳体和成像装置，所述壳体包括相对的至少两个侧壁和连接至少两个侧壁的顶壁，所述壳体和顶壁相反的一侧设置有检测开口，所述至少两个侧壁设置光源，所述顶壁内侧设置有吸光层，所述顶壁设置有成像开口，所述成像装置的镜头固定于所述成像开口并朝向所述检测开口设置。
可选的，所述侧壁的个数为4-8个。
可选的，所述侧壁与所述顶壁的夹角大于90度。
可选的，所述光源为设置于所述侧壁的面光源或光源矩阵。
可选的，所述成像装置包括光学镜头和图像传感器；
所述光学镜头采集所述光源照射出所述检测开口后反射回的光线，映射到所述图像传感器形成微观编码图像。
第二方面，本发明实施例还提供了一种提取微观编码图像后鉴别真伪的方法，包括：
以第一角度发射光线照射待检测表面，所述待检测表面包括多个间隔设置的凸点或凹点；
成像装置以第二角度拍摄待检测表面获取微观编码图像，所述微观编码图像包括多个对应凸点或凹点的亮点；
根据所述微观编码图像和预设的标准微观编码图像判断待检测表面的真伪。
可选的，所述根据所述微观编码图像和预设的标准微观编码图像判断待检测表面的真伪，包括：
获取所述微观编码图像中所有亮点的位置信息及大小信息；
判断所有亮点的位置信息是否与预设的标准微观编码图像的位置关系相匹配；
若是，则确认找到对应的微观编码图像单元；
根据预设规则确认所述微观编码图像单元的所有亮点的大小等级，其中，每个大小等级的亮点对应一个大小范围；
判断每个大小等级的所有亮点的大小的平均值是否介于预设的范围；
若是，则进一步判断每个大小等级的亮点中超出对应大小等级预设的亮点大小范围的亮点数量是否在预设要求的范围内；
若是，则确认所述微观编码图像为真实的图像。
可选的，所述获取所述微观编码图像中所有亮点的位置信息及大小信息，包括：
获取所述微观编码图像中每个像素的亮度值；
计算每个像素的亮度值相对于周边像素的亮度值的比值以确认每个亮点的位置信息及大小信息。
本发明实施例的技术方案，通过控制光源发出光线照射到待提取平面反射到成像装置提取微观编码图像，更准确地鉴别其真伪。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种微观编码图像提取装置的示意图；
图2是本发明实施例一中的待提取平面上某个反光点为平面时的光路的装置示意图；
图3是本发明实施例一中的待提取平面上某个反光点为凹点时的光路的装置示意图；
图4是本发明实施例二中的一种提取微观编码图像后鉴别真伪的方法的流程示意图；
图5是本发明实施例二中的微观编码图像单元的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一速度差值称为第二速度差值，且类似地，可将第二速度差值称为第一速度差值。第一速度差值和第二速度差值两者都是速度差值，但其不是同一速度差值。术语“第一”、“第二”等不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
实施例一
图1是本发明实施例一中的一种微观编码图像提取装置的示意图，本发明实施例可适用于提取微观编码图像的情况。参照图1，本发明实施例的微观编码图像提取装置，具体包括壳体1和成像装置2。所述壳体1包括相对的至少两个侧壁11和连接至少两个侧壁11的顶壁12，可选的，所述侧壁的个数可以为4-8个。所述侧壁11与所述顶壁12的夹角大于90度。所述壳体1和顶壁12相反的一侧设置有检测开口13，所述至少两个侧壁11设置光源14，所述光源14为设置于所述侧壁11的面光源或光源矩阵。所述顶壁12内侧设置有吸光层15，用于吸收照射至其吸光面的光线。所述顶壁12设置有成像开口16，所述成像装置2的镜头固定于所述成像开口16并朝向所述检测开口13设置。所述成像装置2包括光学镜头21和图像传感器22；所述光学镜头21采集所述光源14照射出所述检测开口13后反射回的光线，映射到所述图像传感器22形成微观编码图像。
在提取微观编码图像时，将本装置的检测开口13置于待提取平面上，由于待提取平面上存在凹点和凸点，光源14发出的光经过待提取平面反射后到达光学镜头21及图像传感器22形成图像，图像传感器22根据凹点和凸点的光学特性的不同，将该图像转换成相应的图像信号。
下面分别描述待提取平面上某个反光点为平面、凹点两种情况时的光路的装置示意图。
如图2所示，当所述待提取平面上某个反光点为平面时，从吸光层15上任一点以特定角度发出的光(反射光)达到待提取平面后，反射至光学镜头21后到达图像传感器22。由于吸光层15的吸光特性，使得该条光线很微弱，即图像传感器2上呈现的点为较暗的点。吸光层15由无数个这样的点组成了吸光面，吸光面上的无数个这样的点映射到图像传感器中将形成较暗的图像。
如图3所示，当所述待提取平面上某个反光点为凹点时，由于凹点微观上类似凹面镜，凹点区域内绝大多数面积上的反光点的法线都不垂直于待提取平面，即会使得光源14上的某个发光点发出的射向该反光点的光线经反射后经光学镜头21到达图像传感器22。由于光源14本身自发光，其亮度要比吸光层15上的反射光大得多，所以最终得到的图像中该凹点处的亮度要明显高于其周边，形成亮点。类似的，当所述待提取平面上某个反光点为凸点时，基于类似的原理，最终得到的图像中该凸点处的亮度明显高于其周边，形成亮点。
需要说明的是，由于凹面镜和凸面镜的成像原理，从微观上看每个凹点或凸点最终在图像传感器中的图像的部分区域(吸光层及镜头的像)是暗的，但由于单个凹点或凸点很小，所以单个凹点或凸点的图像中的这个较暗区域的影响可以忽略，可以看做一个亮点。
本发明的装置可以很好地提取到镜面反光表面上由凹点或凸点作为码点构成的微观编码图像的影像，更准确地鉴别其真伪。
实施例二
图4是本发明实施例二中的一种提取微观编码图像后鉴别真伪的方法的流程示意图。在提取微观编码图像之前，需要在金属反光表面生成微观编码图像。在生成微观编码原始图像时，根据预设算法，使生成的微观编码图像单元中的各个码点的大小不完全相同，即可以有两种及以上的码点大小，而每个码点的大小是其中的哪一种则由预设算法来决定。如图5所示，微观编码图像单元中的各个码点的大小不完全一样。这样，在将该图像通过激光雕刻至金属反光表面或者模具上时，就可以控制金属反光表面或者模具上的各个码点的大小。将生成的微观编码原始图像通过一定的技术工艺(例如激光雕刻)刻在金属反光表面，或者刻在模具上再压铸至目标金属表面。在目标金属表面生成微观编码图像之后，就可以通过本发明实施例一的微观编码图像提取装置获取金属反光表面上的微观编码图像并鉴别真伪。参照图4，本发明实施例的提取微观编码图像后鉴别真伪的方法，包括：
步骤S110、以第一角度发射光线照射待检测表面，所述待检测表面包括多个间隔设置的凸点或凹点。具体的，光源以第一角度发射光线照射待检测表面，使得待检测表面反射回的光线能够进入成像开口到达成像装置。
步骤S120、成像装置以第二角度拍摄待检测表面获取微观编码图像，所述微观编码图像包括多个对应凸点或凹点的亮点。具体的，成像装置的光学镜头采集反射回的光线，映射到所述图像传感器形成微观编码图像。
步骤S130、根据所述微观编码图像和预设的标准微观编码图像判断待检测表面的真伪。
具体的，在图像传感器生成微观编码图像后，包括：
步骤S131、获取所述微观编码图像中所有亮点的位置信息及大小信息。
具体的，获取所述微观编码图像中每个像素的亮度值；计算每个像素的亮度值相对于周边像素的亮度值的比值以确认每个亮点的位置信息及大小信息。具体的，遍历图像中每个像素，计算其亮度值相对于其周边像素的值并判断其是否为一个亮点。当判断其为一个亮点时，计算该亮点的中心坐标，以及计算该亮点的大小。依次判断出图像中所有的亮点并计算其中心坐标及大小，并保存。
步骤S132、判断所有亮点的位置信息是否与预设的标准微观编码图像的位置关系相匹配。
具体的，遍历每个亮点及其周边亮点的位置关系，是否与预设的标准微观编码图像的位置关系相匹配。
步骤S133、若是，则确认找到对应的微观编码图像单元。
具体的，当与设定的位置关系匹配时，说明已找到一个微观编码图像单元，则进一步计算出该微观编码图像单元所包含的信息。若否，则说明金属反光表面上没有对应的微观编码图像。
步骤S134、根据预设规则确认所述微观编码图像单元的所有亮点的大小等级，其中，每个大小等级的亮点对应一个大小范围。
例如，按照预设规则，微观编码图像单元的亮点的大小等级包括小码点和大码点两种等级，其中小码点为9个，其大小范围是60～70，大码点为5个，其大小范围是120～140。实际计算得到的一帧图像中的14个码点中的9个小码点的大小分别为66、60、63、71、68、58、61、64、70，5个大码点的大小分别为112、134、128、138、132。
步骤S135、判断每个大小等级的所有亮点的大小的平均值是否介于预设的范围。
例如，实际计算得到的一帧图像中的9个小码点大小分别为66、60、63、71、68、58、61、64、70，其平均值为(66+60+63+71+68+58+61+64+70)/9＝64.56，介于预设的小码点大小范围60～70之间；而5个大码点的大小分别为112、134、128、138、132，其平均值为(112+134+128+138+132)/5＝128.8，介于预设的大码点的大小范围120～140之间，则可以进行下一步骤。如果计算得到的平均值并不介于预设的范围，则判定鉴伪不通过，说明该微观编码图像可能是伪造的图像，或者可能是受到随机干扰如灰尘、图像噪点等导致鉴伪不通过。
步骤S136、若是，则进一步判断每个大小等级的亮点中超出对应大小等级预设的亮点大小范围的亮点数量是否在预设要求的范围内。
例如，按照预设规则，小码点中超出预设的码点大小范围60～70的码点个数不能超过2个，大码点中超过预设的码点大小范围120～140的码点个数不能超过1个。该帧图像中，码点大小分别为71、58的两个小码点超过预设的码点大小范围60～70,其数量为2，在允许的范围内，码点大小为112的大码点超过预设的码点大小范围120～140，其数量为1，在允许的范围内，则判定鉴伪通过。
步骤S137、若是，则确认所述微观编码图像为真实的图像。
具体的，如果每个大小等级的亮点中超出对应大小等级预设的亮点大小范围的亮点数量在预设要求的范围内，则确认所述微观编码图像为真实的图像；如果每个大小等级的亮点中超出对应大小等级预设的亮点大小范围的亮点数量没有在预设要求的范围内，则判定鉴伪不通过，说明该微观编码图像可能是伪造的图像，或者可能是受到随机干扰如灰尘、图像噪点等导致鉴伪不通过。
本发明实施例中，允许一定数量的码点大小超出其等级预设的范围，是鉴于实际生产中的容错需求，这样即对图像的精度有严格要求，也允许一定程度的生产公差。
本发明实施例的技术方案，通过判断微观编码图像的亮点的大小等级，更准确地鉴别真伪。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
