專利名稱：基于數(shù)字化的紙幣防偽技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢驗紙幣、證券、債券或類似的有價紙幣的真實性的方法，尤 其涉及采用電裝置、磁裝置和采用光電檢測裝置的方法來改進紙幣的防偽技術(shù)。
背景技術(shù)：
中國是世界上使用紙幣最早的國家，目前世界上共有兩百多種紙幣，流通
于世界193個獨立國家和其他地區(qū)。紙幣作為主要的貨幣流通手段在人們的生 活中承擔(dān)著重要的角色，但隨之而來的各種各樣的假幣也同時地出現(xiàn)在人們的 生活中，給人們的生活增加了不和諧的音符。加之，金融犯罪日益嚴(yán)重，搶劫 運鈔車，搶劫銀行，搶劫行人的事件屢屢發(fā)生，不但擾亂社會秩序，也威脅到 了人們的生命安全與生活。因此，解決因假幣及其它金融犯罪所引起的問題， 不僅僅是解決鑒別真?zhèn)蔚膯栴}，同時也是有效的保護國家和人民的生命財產(chǎn)安 全，有效的遏制金融犯罪的問題。
隨著科技的進步和發(fā)展，紙幣的制造技術(shù)越來越先進，復(fù)雜程度也越來越 高，但是印刷技術(shù)、復(fù)印技術(shù)和電子掃描技術(shù)的飛速進步也使得假幣的制造技 術(shù)不斷升級，部分假幣甚至可以逃過防偽驗鈔機的檢測達到以假亂真的地步， 造成了嚴(yán)重的后果。為丫抵制假幣的泛濫同時也為保護消費者和商家的利益， 需要對紙幣的制造技術(shù)進行不斷的革新以因應(yīng)上述種種風(fēng)險。
傳統(tǒng)的紙幣防偽技術(shù)，基本上都采用材料防偽，屬于共性化防偽。例如， 被公認(rèn)為當(dāng)今最難仿造的日元紙幣即采用了磁性油墨印刷技術(shù)，防偽的關(guān)鍵點 在于油墨印刷的部位，用量以及配方等；新版的美元紙幣印刷時，使用一種特 別的油墨，印成的美鈔在轉(zhuǎn)動時會隨著光線的強弱變化而改變某一局部的顏色； 加拿大新版二十元紙幣lH面采用光學(xué)薄膜材料，在不同角度的光線照射下，由 金黃色逐漸變成綠色，這種材料耐化學(xué)性、耐皺折性、耐持久性均比較好，且 具有較強的光反射和折射性能。這些采用材料防偽的技術(shù)，其弱點在于一旦被 人仿冒，全線失守，后果難以設(shè)想。這也就是為什么很多名優(yōu)產(chǎn)品、有價證券 不斷更換防偽措施，但效果總不理想，而且極易造成識別過程的困難和混亂的 原因。概括的說，傳統(tǒng)防偽技術(shù)中的缺點主要是傳統(tǒng)的紙幣水印防偽由于需
4要特殊的設(shè)備制作防偽標(biāo)記，防偽標(biāo)記呈完全暴露狀態(tài)且不易修改，為造假者 復(fù)制其防偽標(biāo)記提供了可乘之機；傳統(tǒng)的紙幣熒光油墨防偽是將紙幣的面值用 熒光油墨印刷在紙幣的某個特定部位，在紫外線的照射下，該部位就會顯現(xiàn)出 熒光字樣，圖形直觀可見，容易被仿造；部分驗鈔機使用的磁性安全線防偽是 依靠檢測紙幣磁性安全線有無磁性來鑒偽的，該方法屬于定性的方法，不夠準(zhǔn) 確，以及部分驗鈔機的磁性安全線防偽是有規(guī)律的矩形波，極易被仿造。
在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天，將先進的高科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于紙幣防偽具有一 定的趨勢性。因此采用基于數(shù)字化手段改進紙幣的防偽技術(shù)，大幅提高紙幣的 安全性既具有重要的意義又勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的提出，旨在利用紙幣號碼的唯一性，通過數(shù)字化手段，改現(xiàn)有的 紙幣水印、熒光、磁性安全線防偽技術(shù)為數(shù)字化水印、熒光、磁性安全線防偽 一體化的綜合處理方法技術(shù)，使紙幣防偽技術(shù)向高科技的方向轉(zhuǎn)化，增加了紙 幣制造的復(fù)雜度，大幅度提高了紙幣的安全性。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的
一種基于數(shù)字化的紙幣防偽方法，包括在公知的計算機的Windows平臺上 裝入0++編程軟件的步驟，其特征在于還包括下述步驟
(1) 紙幣號碼的獲?。?br> (2) 數(shù)字化水印的嵌入與提??；
(3) 數(shù)字化熒光防偽加載與識別；和
(4) 數(shù)字化磁性安全線防偽加載與識別。 所述的數(shù)字化水印的嵌入過程包括下述步驟-
(2.1) 生成原始數(shù)字圖像；
(2.2) 將紙幣號碼作為水印圖像進行置亂變換；
(2.3) 將數(shù)字圖像分塊，對各塊進行多級離散小波變換以獲得相應(yīng)的小波 域系數(shù)；
(2.4) 利用水印信息修改步驟(2.3)中獲得的各個低頻小波域系數(shù)； (2. 5)將數(shù)字圖像的頻域系數(shù)經(jīng)反變換以獲得水印圖像。
所述的數(shù)字化水印的提取過程包括下述步驟
(3.1) 對(2.5)步驟生成的水印圖像進行掃描與平滑處理；
(3.2) 對(3.1)步驟的掃描圖像進行離散小波變換并提取水?。?3.3)對水印圖像進行反置亂，從而獲得識別碼。 所述的數(shù)字化熒光防偽的加載過程包括下述步驟 (4.1)對所述紙幣號碼信息進行加密；
(4. 2)將加密后的紙幣號碼信息按照QRCode 二維碼的編碼方式進行編碼，
用深色模塊單元表示二進制的"1"，用淺色模塊單元表示二進制的"0";
(4.3)對于編碼圖形的深色模塊，采用熒光油墨在紙幣的指定位置上進行 印刷；對于編碼圖形的淺色模塊，則不采用熒光油墨印刷。 所述的數(shù)字化熒光防偽的識別過程包括下述步驟
(5.1) 采用紫外線照射所述的紙幣，在涂有熒光油墨的位置上將顯現(xiàn)出防 偽圖形；
(5.2) 保存防偽圖形并進行二值化處理；
(5.3) 采用二維碼閱讀器分析識別防偽圖形，獲取對應(yīng)的數(shù)字序列；
(5.4) 對獲得的數(shù)字序列采取與加密算法相對應(yīng)的解密算法進行處理，以 獲得識別碼；
(5.5) 將識別碼與檢測到的鈔面號碼進行比較，相同則為真幣，不同則為假幣。
所述的數(shù)字化磁性安全線防偽加載與識別過程包括下述步驟
(6.1) 將紙幣的號碼按所對應(yīng)的十六進制數(shù)碼進行編碼，生成數(shù)字序列；
(6.2) 在磁性安全體上，對應(yīng)于二進制碼元"1"的位置，對安全線進行 磁性涂料涂覆操作，對應(yīng)于二進制碼元"0"位置則不進行涂覆操作。
所述的數(shù)字化磁性安全線的識別過程包括下述步驟 (7. l)采用磁敏傳感器接受磁信號，將磁頭接收到的信號進行放大、比較、 整形，獲得矩形波；
(7.2) 根據(jù)矩形波獲得數(shù)字序列；
(7.3) 采用與充磁過程相逆的編碼方式進行解碼、獲得識別碼；
(7.4) 將識別碼與鈔面上的紙幣號碼相比較；相同則為真幣，不同則為假幣。
與傳統(tǒng)的紙幣防偽技術(shù)相比較，木發(fā)明的優(yōu)點是顯而易見的，主要表現(xiàn)在
(1)數(shù)字化防偽是將紙幣圖文通過加密算法用數(shù)字信息加以實現(xiàn)，使造假 者無法判斷有否或識別防偽標(biāo)記，且因數(shù)字化水印的內(nèi)容易于修改或根據(jù)需要 改變水印信息的嵌入與提取方法，而提高了防偽的安全性。
6(2) 數(shù)字化熒光防偽采用一定的規(guī)則將紙幣自身信息轉(zhuǎn)換成編碼圖形，直 觀上無法辨識，編碼的對象及方式信息是造假者無法獲取的，因此可以有效的 避免仿造。
(3) 數(shù)字化磁性安全線防偽是利用數(shù)字化的紙幣號碼信息調(diào)整安全線的磁 性信兮的分布來鑒偽的，分布方式具有不可辨識性。


圖1為數(shù)字化水印嵌入算法流程框圖； 圖2為數(shù)字化水印提取算法流程框圖； 圖3為數(shù)字化熒光防偽加載與識別流程框圖； 圖4為數(shù)字化磁性安全線防偽加載與識別流程框圖； 圖5為紙幣檢測系統(tǒng)功能框圖。
具體實施例方式
如圖1 圖5所示的一種基于數(shù)字化的紙幣防偽方法，包括在公知計算機的 Windows系統(tǒng)下，采用〔++編程語言加以實現(xiàn)。具體工藝過程包括如下步驟
1、 紙幣號碼的獲取
紙幣的號碼是在紙幣的發(fā)行過程中對紙幣進行的編號，通常采用字母和數(shù) 字組合而成，反應(yīng)紙幣的發(fā)行數(shù)量及面值的大小，具有唯一性。由于本發(fā)明在 鑒偽的過程中需要利用到紙幣的號碼信息，所以需要對鈔面印有紙丁」號碼位置 的圖像進行拍照，然后采用圖像處理軟件進行識別以獲取紙幣號碼。這里對于 圖像的拍照和識別可以釆用現(xiàn)有的設(shè)備和方法，因此不再贅述。
2、 數(shù)字化水印防偽技術(shù)的具體實現(xiàn)方式 數(shù)字化水印的嵌入方法如下
(1) 生成原始數(shù)字圖像；
(2) 將紙幣號碼作為水印圖像，首先進行置亂變換；
(3) 將數(shù)字圖像分塊，對各塊進行多級離散小波變換以獲得相應(yīng)的小波域 系數(shù)；
(4) 利用水印信息修改步驟(3)中獲得的各個低頻小波域系數(shù)；
(5) 將數(shù)字圖像的頻域系數(shù)經(jīng)反變換以獲得水印圖像。 數(shù)字化水印的提取是嵌入的逆過程，具體實現(xiàn)方式如下
(1) 掃描印刷圖像并進行平滑處理；
(2) 對掃描圖像進行離散小波變換并提取水印；(3)對水印圖像進行反置亂，從而獲得識別碼。
也就是說，數(shù)字化水印防偽技術(shù)是采用紙幣的號碼信息作為水印信息來生 成水印圖像，然后采用數(shù)字化水印印刷技術(shù)來實現(xiàn)紙幣的數(shù)字化水印防偽。紙 幣鑒偽時，需采用與水印嵌入相逆的方法提取水印信息并與紙幣的號碼相比較， 相同則為真幣，不同則為假幣。
需要說明的是，水印的嵌入方式并不是唯一的，這里亦可以釆用諸如離散 余弦變換等其他的水印嵌入算法。
另外，為防止造假者使用高精度數(shù)字掃描儀復(fù)制數(shù)字水印圖像，在數(shù)字水 印嵌入時可以采用色譜當(dāng)量給定算法，這種方法可以使造假者在滿足工藝性調(diào) 整原圖的色彩時，無法避免改動色譜當(dāng)量，進而從根本上避免了被仿照。
3、數(shù)字化熒光防偽的
具體實施例方式
數(shù)字化熒光防偽的關(guān)鍵技術(shù)為其編碼方式，本發(fā)明采用二維碼的編碼方式。 二維碼具有信息容量大、可靠性高、可表示漢字及圖像等多種文字信息、保密
防偽性強等優(yōu)點。矩陣式二維碼QR Code除具有二維碼的上述特點外，還具有 超高速全方位識讀等特點。因此下面以矩陣式二維碼QR Code為例說明數(shù)字熒 光防偽的具體實施方式
。
數(shù)字熒光防偽圖形的生成方法如下
(1) 對紙幣號碼信息進行加密，這里加密算法不唯一；
(2) 將加密后的紙幣號碼信息按照QR Code 二維碼的編碼方式進行編碼， 用深色模塊單元表示二進制的"1"，用淺色模塊單元表示二進制的"0";
(3) 對于編碼圖形的深色模塊，采用熒光油墨在紙幣的指定位置上進行印 刷，對于編碼圖形的淺色模塊，不采用熒光油墨進行印刷；
基于數(shù)字化熒光防偽的鑒偽方法如下
(1) 采用紫外線照射紙幣，在涂有熒光油墨的位置上將顯現(xiàn)出防偽圖形；
(2) 保存防偽圖形并進行二值化處理；
(3) 采用二維碼閱讀器分析識別防偽圖形，獲取對應(yīng)的數(shù)字序列；
(4) 對獲得的數(shù)字序列采取與加密算法相對應(yīng)的解密算法進行處理，以獲 得識別碼；
(5) 將識別碼與檢測到的鈔面紙幣號碼進行比較，相同則為真幣，不同則 為假幣。
需要說明的是，二維碼可以分為行排式和矩陣式兩類，每一類又包含多種
8碼型，岡此數(shù)字化熒光防偽所采用的二維碼編碼碼型并不是唯一的，亦可以采
用Data Matrix、 PDF417等其他碼型。另外，上述對紙幣號碼信息的加密、解 密算法亦不唯一。
4、數(shù)字化磁性安全線防偽的具體實現(xiàn)方式
磁性安全線的充磁方式如下
(1) 將紙幣的號碼所對應(yīng)的十六進制數(shù)碼進行編碼，生成數(shù)字序列；
(2) 在安全線上，對應(yīng)于二進制碼元"1"的位置對安全線進行磁性涂料
涂敷操作，對應(yīng)于二進制碼元"o"的位置不進行涂敷操作。
需要說明的是，上述步驟l)中的編碼方式不是唯一的。
鑒偽方式如下
(1) 采用磁敏傳感器接收磁信號，將磁頭接收到的信號進行放大、比較、 整形，獲得矩形波；
(2) 根據(jù)矩形波獲得數(shù)字序列；
(3) 采用與充磁過程中相逆的編碼方式進行解碼,，獲得識別碼；
(4) 將識別碼與鈔面上的紙幣號碼相比較，相同則為真幣，不同則為假幣。 也就是說，由于不同的紙幣其號碼不同，岡此磁性安全線就不同。采用磁
性檢驗儀器進行檢驗的時候，在磁性涂料涂敷過的安全線處檢測出的磁通量與 沒有進行涂敷的安全線處檢測出的磁通量大小不同，再經(jīng)過電路的放人、比較、 整形后所獲得的信號就不同，從而有效的進行鑒偽。
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權(quán)利要求
1、一種基于數(shù)字化的紙幣防偽方法，包括在公知的計算機的Windows平臺上裝入C++編程軟件的步驟，其特征在于還包括下述步驟(1)紙幣號碼的獲??；(2)數(shù)字化水印的嵌入與提?。?3)數(shù)字化熒光防偽加載與識別；和(4)數(shù)字化磁性安全線防偽加載與識別。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于數(shù)字化的紙幣防偽方法，其特征在于所述的 數(shù)字化水印的嵌入過程包括下述歩驟(2.1) 生成原始數(shù)字圖像；(2.2) 將紙幣號碼作為水印圖像進行置亂變換；(2.3) 將數(shù)字圖像分塊，對各塊進行多級離散小波變換以獲得相應(yīng)的小波 域系數(shù)；(2.4) 利用水印信息修改步驟(2.3)中獲得的各個低頻小波域系數(shù)； (2. 5)將數(shù)字圖像的頻域系數(shù)經(jīng)反變換以獲得水印圖像。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)字化的紙幣防偽方法，其特征在于所述的 數(shù)字化水印的提取過程包括下述步驟(3.1) 對(2.5)步驟生成的水印圖像進行掃描與平滑處理；(3.2) 對(3.1)步驟的掃描圖像進行離散小波變換并提取水??；(3.3) 對水印圖像進行反置亂，從而獲得識別碼。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)字化的紙幣防偽方法，其特征在于所述的數(shù)字化熒光防偽的加載過程包括下述歩驟 (4.1)對所述紙幣號碼信息進行加密；(4. 2)將加密后的紙幣號碼信息按照QR Code 二維碼的編碼方式進行編碼，用深色模塊單元表示二進制的"1"，用淺色模塊單元表示二進制的"0";(4.3)對于編碼圖形的深色模塊，采用熒光油墨在紙幣的指定位置上進行 印刷；對于編碼圖形的淺色模塊，則不采用熒光油墨印刷。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于數(shù)字化的紙幣防偽方法，其特征在于所述的 數(shù)字化熒光防偽的識別過程包括下述歩驟(5.1)采用紫外線照射所述的紙幣，在涂有熒光油墨的位置上將顯現(xiàn)出防偽圖形；(5.2) 保存防偽圖形并進行二值化處理；(5.3) 采用二維碼閱讀器分析識別防偽圖形，獲取對應(yīng)的數(shù)字序列；(5.4) 對獲得的數(shù)字序列采取與加密算法相對應(yīng)的解密算法進行處理，以 獲得識別碼；(5.5) 將識別碼與檢測到的鈔面號碼進行比較，相同則為真幣，不同則為假幣。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于數(shù)字化的紙幣防偽方法，其特征在于所述的 數(shù)字化磁性安全線防偽加載與識別過程包括下述步驟(6.1) 將紙幣的兮碼按所對應(yīng)的十六進制數(shù)碼進行編碼，生成數(shù)字序列；(6.2) 在磁性安全線的對應(yīng)于二進制碼元"1"的位置，對安全線進行磁 性涂料涂覆操作，對應(yīng)于二進制碼元"0"位置則不進行涂覆操作。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于數(shù)字化的紙幣防偽方法，其特征在于所述的 數(shù)字化磁性安全線的識別過程包括下述步驟(7.1) 采用磁敏傳感器接受磁信號，將磁頭接收到的信號進行放大、比較、 整形，獲得矩形波；(7.2) 根據(jù)矩形波獲得數(shù)字序列；(7.3) 采用與充磁過程相逆的編碼方式進行解碼、獲得識別碼；(7.4) 將識別碼與鈔面上的紙幣號碼相比較；相同則為真幣，不同則為假幣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字化的紙幣防偽技術(shù)，旨在利用紙幣號碼信息，采用數(shù)字化手段對現(xiàn)有的紙幣水印、熒光、磁性安全線防偽技術(shù)進行改進。通過對紙幣數(shù)字化水印、熒光、磁性安全線三種技術(shù)的集成與綜合，使得紙幣的防偽技術(shù)向高科技方向轉(zhuǎn)化，增加了紙幣制造的高科技性和復(fù)雜性從而大幅度提高了紙幣防偽的安全性。
文檔編號G07D7/20GK101452589SQ20081024694
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者蘆金石, 昕 趙, 里紅杰, 陶學(xué)恒 申請人:大連工業(yè)大學(xué)