字畫微觀紋理的圖像采集裝置及其采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及字畫真?zhèn)舞b定領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種字畫微觀紋理的圖像采集裝置及 其采集方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 防偽技術(shù)是指為了達到防偽目的而采取的措施，它在一定范圍內(nèi)能準(zhǔn)確鑒別真 偽，并不易被防止和復(fù)制的技術(shù)。傳統(tǒng)的字畫防偽的鑒別方式主要依賴專家對字畫風(fēng)格、運 筆等方面的感性判斷，該方式最大的缺點是主觀因素影響太多，缺少客觀的、可W量化的鑒 別手段。然而，隨著科技的進步和發(fā)展，造假技術(shù)也是日益提高，尤其是字畫方面，由于印刷 水平的提高，印刷品在宏觀形態(tài)上足假亂真。因此使用現(xiàn)代科技技術(shù)手段進行字畫真 偽鑒定W及字畫防偽是極為必要的。
[0003] 申請?zhí)枮镃N103065109A的中國發(fā)明專利說明書中公開了一種基于字畫微觀紋理 的防偽方法，利用宣紙紋理的獨特性，唯一性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)了微觀紋理圖像的自動化比 對。該防偽方法公開了在真品字畫上選取采樣點的步驟，具體是指在字畫作品上選取采樣 點，使用光學(xué)顯微鏡將某個點放大100倍，采集字畫微觀紋理的微觀紋理圖像，并存入數(shù)據(jù) 庫。當(dāng)需要鑒定時，在采樣點放大100倍，并采集字畫微觀紋理圖像，通過比對兩幅圖像的 相似性來判斷字畫的真?zhèn)涡?。然而，不同采樣點的微觀紋理圖像的清晰度不同并不相同，并 且顯微鏡采集的字畫微觀紋理往往在印泥W及墨跡處清晰，而在宣紙空白處模糊，因此如 何選取采樣點顯得至關(guān)重要。在上述發(fā)明中，由于顯微鏡放大倍數(shù)較高，人工操作會帶來較 大誤差，稍微移動可能就導(dǎo)致微觀紋理圖像完全不同。因此亟需一種能在字畫微觀紋理中 自動定位的采集方法和采集裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于W上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題在于提供一種字 畫微觀紋理的圖像采集裝置，該裝置可W對字畫微觀紋理圖像中的最優(yōu)特征點自動定位， 并自調(diào)整到最優(yōu)特征點的上方進行字畫微觀紋理圖像的自動采集。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種字畫微觀紋理的圖像采集裝置，包括=維運動 平臺、顯微鏡和計算機，所述顯微鏡固定連接在所述=維運動平臺上，所述顯微鏡、=維運 動平臺均與所述計算機相連接。
[0006] 優(yōu)選地，所述顯微鏡為手持式顯微鏡，所述顯微鏡的上端連接適配鏡，所述顯微鏡 的下端為放大倍數(shù)可切換的物鏡。
[0007] 優(yōu)選地，所述物鏡包括放大倍數(shù)為1倍、10倍和200倍的=組鏡頭。
[0008] 優(yōu)選地，所述適配鏡上設(shè)有圖像傳感器。
[0009] 本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題在于提供一種圖像采集裝置的字畫微觀紋理的 采集方法，該方法可W對字畫微觀紋理圖像中的最優(yōu)特征點進行精準(zhǔn)定位，并調(diào)整圖像采 集裝置的移動位置，W最優(yōu)特征點作為圖像中屯、點來自動采集字畫微觀紋理圖像。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種上述字畫微觀紋理的采集方法，包括如下步 驟：
[0011] S1、設(shè)定顯微鏡的放大倍數(shù)，通過顯微鏡拍攝字畫的第一全局圖像；
[0012] S2、在S維運動平臺的運動坐標(biāo)系內(nèi)，將顯微鏡在X'r平面內(nèi)移動一個向量a= 狂'i，r1)，然后拍攝字畫的第二全局圖像；
[0013] S3、在計算機中，將上述第一全局圖像和第二全局圖像放在同一個圖像坐標(biāo)系中， 設(shè)第一全局圖像的一個輪廓點在圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為狂1，Yi)，第二全局圖像的對應(yīng)輪廓 點在圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為狂2,Y2)，計算出第二全局圖像相對于第一全局圖像的偏移向量 為b=化-Xi，Y2-Yi)，計算出運動坐標(biāo)系與圖像坐標(biāo)系內(nèi)的向量映射關(guān)系M= ^，其中|a| 為向量a的模，|b|為向量b的模；
[0014] S4、在圖像坐標(biāo)系中，確定第二全局圖像的圖像中屯、點坐標(biāo)，設(shè)為狂4,Y4)，并利用 圖像灰度梯度特征，采用圖像處理算法，找到第二全局圖像中灰度變化最明顯的點，作為最 優(yōu)特征點，設(shè)最優(yōu)特征點的坐標(biāo)為狂3,Ys);
[0015] S5、S維運動平臺帶動顯微鏡在運動坐標(biāo)系的x'r平面內(nèi)移動，沿X'軸方向移動 M*化-X4)，沿r軸方向移動M*化-Y4)，此時顯微鏡到達最優(yōu)特征點的正上方；
[0016] S6、將顯微鏡的放大倍數(shù)放大為原來的n倍，然后拍攝字畫的第一局部圖像，在圖 像坐標(biāo)系中，確定第一局部圖像的中屯、點坐標(biāo)，設(shè)為狂Yg)，并利用圖像灰度梯度特征，采 用圖像處理算法，確定第一局部圖像中最優(yōu)特征點的坐標(biāo)，設(shè)為狂e，Ye);
[0017] S7、S維運動平臺帶動顯微鏡在運動坐標(biāo)系的x'r平面內(nèi)移動，沿X'軸方向移動 M*化-Xe)/n，沿r軸方向移動M*化-Ye)/n，此時顯微鏡移動到達最優(yōu)特征點的正上方； [001引 S8、進一步增大顯微鏡的放大倍數(shù)，然后拍攝字畫的第二局部圖像；
[0019] S9、利用圖像灰度梯度特征，采用圖像處理算法，找到第二局部圖像中灰度變化最 明顯的點，作為最優(yōu)特征點，將該最優(yōu)特征點處的微觀紋理圖像和坐標(biāo)保存到數(shù)據(jù)庫中。
[0020] 優(yōu)選地，在步驟S1、S2中，顯微鏡的放大倍數(shù)為1，在步驟S6中，顯微鏡的放大倍 數(shù)為10,在步驟S8中，顯微鏡的放大倍數(shù)為200。
[0021] 優(yōu)選地，在步驟S2中，將顯微鏡在X'r平面內(nèi)移動一個向量a=狂'1，r1)，然 后連續(xù)拍攝多帖字畫的第二全局圖像。
[0022] 優(yōu)選地，步驟S4、S6、S9中，通過圖像處理算法中的計算Harris角點的方法，找到 字畫圖像中灰度變化最明顯的點，作為最優(yōu)特征點。
[002引優(yōu)選地，步驟S4、S6、S9中，先將字畫圖像通過同態(tài)濾波和直方圖均衡化進行規(guī)范 化處理，再找出最優(yōu)特征點的坐標(biāo)。
[0024] 優(yōu)選地，步驟S3中，所述邊緣輪廓點為字畫全局圖像左下角的輪廓角點。
[0025] 如上所述，本發(fā)明設(shè)及的字畫微觀紋理的圖像采集裝置及采集方法，具有W下有 益效果：通過該采集方法和采集裝置可W對字畫微觀紋理圖像中的最優(yōu)特征點自動定位， 并自調(diào)整到最優(yōu)特征點的上方進行字畫微觀紋理圖像的自動采集。
【附圖說明】
[0026] 圖1為圖像采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖2為顯微鏡的移動圖。
[002引圖3為第二字畫全局圖像A2相對第一全局圖像A1的偏移圖。
[0029] 圖4為第二全局圖像A2的坐標(biāo)系。
[0030] 圖5為第一局部圖像A3的坐標(biāo)系。
[003U 圖6為第二局部圖像A4的坐標(biāo)系。
[0032] 元件標(biāo)號說明
[0033] 1 S維運動平臺
[0034] 2 顯微鏡
[003引 21 適配鏡
[0036] 22 物鏡
[0037] 3 計算機
[003引 4 載物臺
[0039] A1 第一全局圖像
[0040] A2 第二全局圖像
[0041] A3 第一局部圖像
[0042]A4 第二局部圖像
[0043]B1、B2、B3 最優(yōu)特征點
【具體實施方式】
[0044]W下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人±可由本說明 書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0045] 須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用W配合說明書所揭 示的內(nèi)容，W供熟悉此技術(shù)的人±了解與閱讀，并非用W限定本發(fā)明可實施的限定條件，故 不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明 所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范 圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中間"等的用語，亦僅為便于 敘述的明了，而非用W限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更 技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0046] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種字畫微觀紋理的圖像采集裝置，包括=維運動平臺 1、顯微鏡2和計算機3,所述顯微鏡2固定連接在所述=維運動平臺1上，所述顯微鏡2、= 維運動平臺1均與所述計算機3相連接。所述顯微鏡2的下方設(shè)有載物臺4,所述載物臺4 的上方置有待采集的字畫，所述=維運動平臺1可W帶動顯微鏡2在=維空間內(nèi)運動，顯微 鏡2將拍攝的字畫位置的數(shù)字信號傳輸?shù)接嬎銠C3,計算機3根據(jù)字畫的位置通過本發(fā)明 提供的采集方法輸出控制信號，顯微鏡2根據(jù)控制信號調(diào)整位置并采集字畫的微觀紋理圖 像。使用該裝置可W對字畫微觀紋理圖像中的最優(yōu)特征點自動定位，并自調(diào)整到最優(yōu)特征 點的上方進行字畫微觀紋理圖像的自動采集。字畫微觀紋理，包括字畫材質(zhì)纖維微觀紋理 和顏料、墨汁在材質(zhì)上的附著與擴散紋理。
[0047] 優(yōu)選地，所述顯微鏡2為手持式顯微鏡，所述顯微鏡的上端連接適配鏡21，所述顯 微鏡2的下端為放大倍數(shù)可切換的物鏡22。進一步地，所述物鏡22包括放大倍數(shù)為1倍、 10倍和200倍的=組