專利名稱：納米水印的數(shù)字化識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于防偽紙的識別方法，具體涉及一種采用分區(qū)數(shù)字命名工藝而形成的納米水印識別方法。
背景技術(shù)：
所謂納米水印是指微觀粒子在固體介質(zhì)中行進時所留下的痕跡，由于其尺度相當于納米級，所以稱之為納米水印，又由于其主要采用加速器加速原子核等帶電粒子所產(chǎn)生，因此又被稱之為核水印。2007年7月4日公開的發(fā)明專利《納米水印紙及其制作方法》(專利號為200510135566. 6)提供了其制作工藝，與傳統(tǒng)水印比較，其主要優(yōu)點是具有極強的防偽力度，由于納米水印是大量重帶電粒子隨機打入到固體介質(zhì)中而產(chǎn)生的群雕效果，目前人們還無法控制每個原子核的微觀狀態(tài)，所以即使產(chǎn)生納米水印所使用的設(shè)備，材料以及工藝全部公開，仍不能仿造出相同納米水印的微觀立體分布。如何確切識別納米水印，在2007年8月29日公開的發(fā)明專利《一種用于核徑跡檢測的核成像分析儀》(專利號為200610007952.1)中有詳細的描述，該儀器雖然可以根據(jù)微觀識別中心，確切識別徑跡分布圖的真?zhèn)?，但所需識別時間比較長，這在某些應(yīng)用場合則顯得是不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有數(shù)字化功能的納米水印識別方法，從而使納米水印不僅具有極強的防偽力度，還同時具有數(shù)字化傳輸功能和極快速的識別特征。以下是實現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案本發(fā)明的總體構(gòu)思是通過對一定面積上(如I平方厘米)的核徑跡分布圖進行分區(qū)數(shù)字命名建庫，把原來需要用分區(qū)圖像與總圖的比對，變成分區(qū)數(shù)字與庫中數(shù)碼比對，從而不僅使識別時間大大縮短，同時也增加了納米水印的信息化功能。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下—種納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于該方法包括以下步驟(I).在徑跡母版的納米水印表面，采用物理工藝、化學(xué)工藝、機械工藝、微電子工藝，分成預(yù)定的區(qū)間，其深度稍大于水印深度，連同納米水印一起構(gòu)成分區(qū)徑跡母版；(2).以常規(guī)電鑄工藝在分區(qū)徑跡母版上制成金屬母版；(3).將金屬母版翻鑄而制成中間版；(4).將中間版再翻鑄而制成工作版；(5).將工作版裝在拼版機上，在聚碳酸脂板上拼成預(yù)定圖案，而制成目標徑跡母版；(6).重復(fù)(2). (3). (4).步驟而制成目標工作版；(7).將目標工作版裝在市售的模壓機上對鑄涂紙進行模壓而制成納米水印紙；(8).采用市售的平移臺對納米水印紙上的納米水印進行建庫；(9).采用市售的核成像分析儀對納米水印進行識別。
所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的物理工藝是采用市售的激光打標機、光刻機或準直的離子束對納米水印區(qū)進行分區(qū)加工。所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的化學(xué)工藝是對納米水印區(qū)進行分區(qū)掩膜后再對分區(qū)徑跡母版進行蝕刻而使納米水印區(qū)形成分區(qū)溝槽。所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的機械工藝是采用市售的顯微鏡電動平移臺移動一個帶有一定壓力的劃針在納米水印區(qū)行走而成。所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的微電子工藝是采用市售的微電子設(shè)備對納米水印區(qū)進行分區(qū)而成。所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的拼版機為CE-PB450拼版機。
所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的平移臺為MS-300型顯微鏡自動平移臺。所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的核成像分析儀為MSEC-1型核成像分析儀。納米水印的數(shù)字化識別的過程如下在一塊長10厘米、寬8厘米、厚2毫米的聚碳酸脂板的中間位置，用加速器輻照一個邊長為6毫米的正方形核徑跡分布，徑跡密度控制為每平方厘米IO5個核徑跡，經(jīng)化學(xué)蝕亥IJ，使核徑跡直徑在O. 01-10 μ m范圍，而成為徑跡母版，在徑跡母版的納米水印區(qū)，采用物理工藝、化學(xué)工藝、機械工藝、微電子工藝分成面積相同或不同的小區(qū)，小區(qū)面積的確定以建庫用的顯微鏡自動平移臺的視野和自動識別儀采用的視野為準，即一個視野要采到一個完整的小區(qū)，分區(qū)的溝槽深度要稍大于核徑跡的深度，溝槽的寬度為核徑跡平均直徑的2倍，形成小區(qū)的水平線和垂直線逐漸加寬以使小區(qū)面積從小到大；相同面積的小區(qū)的區(qū)分有下面兩種形式一是在各個小區(qū)的X邊和Y邊加置不同數(shù)量的圓坑，圓坑的直徑大于溝槽的寬度，通過排列組合來區(qū)分各個小區(qū)；二是在小區(qū)內(nèi)設(shè)置一維或二維條碼以區(qū)分各區(qū)。分區(qū)后的徑跡母版為分區(qū)徑跡母版，將其化學(xué)浸銀，然后放在電鑄機的鍍槽內(nèi)電鑄2小時后取出，揭下徑跡母版上的鍍鎳層即為金屬母版，將金屬母版用電鑄機翻鑄而制成中間版，將中間版再翻鑄而制成工作版，將工作版裝在拼版機上，在聚碳酸脂板上拼成所設(shè)計的圖案，而成為目標徑跡母版，重復(fù)上述步驟而制成目標工作版，將目標工作版裝在模壓機上對鑄涂紙進行模壓而制成納米水印紙，采用顯微鏡電動平移臺對鈉米水印紙上的納米水印區(qū)進行建庫，由于納米水印的核徑跡群經(jīng)上述工藝已分成幾百個小區(qū)間，每個小區(qū)間又從核徑跡群變成一組數(shù)字，所以對納米水印建庫的過程即為從每個視野核徑跡圖像的拼接變成為每個視野的數(shù)字的迭加過程，在庫中建造的不再是納米水印的核徑跡立體圖像，而是納米水印中各小區(qū)代碼的數(shù)字總合，各小區(qū)的大小，以核成像分析儀設(shè)定的放大倍數(shù)為準，即以核成像分析儀中光學(xué)鏡頭每次攝取納米水印的視野必須包含一個完整的小區(qū)面積，并立即應(yīng)用核成像分析儀中的軟件將小區(qū)面積，內(nèi)含核徑跡分布坐標，各個核徑跡圓度等信息的數(shù)碼形成傳回并與庫中數(shù)據(jù)比較，以辨定真假。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下積極效果第一，大幅度提高了納米水印紙的防偽力度，納米水印紙中的核徑跡分布完全是隨機的，微小的和立體的，已經(jīng)大大超出了人們的偽造能力，現(xiàn)在又將這些立體的核徑跡群分成等面積或不等面積的小區(qū)，對于制作者而言，每個小區(qū)與小區(qū)內(nèi)外的核徑跡分布的特征又是隨機的，是容易制作的，但對于仿造者而言，則又附加了巨大的仿造難度。第二，大幅度降低了拼圖建庫的難度，眾所周知，光照總有邊緣效應(yīng)，因此在拼圖建庫進程中，每個視野的邊緣在總圖中將有明顯的邊緣痕跡。因此，一方面由于每個拼接視野邊緣是以核徑跡作為拼接依據(jù)而引起誤差，另一方面，由于每個拼接視野邊緣亮度減弱而引起比對困難。本發(fā)明的建庫由于各小區(qū)是獨立的，建庫時已將各個小區(qū)變?yōu)閿?shù)碼，也就是說，對于每個小區(qū)來說識別時即是再現(xiàn)建庫時核徑跡群的轉(zhuǎn)換狀態(tài)，因此將給拼圖帶來極大的方便和準確性的提升。第三，核徑跡這種微觀特征的數(shù)字化，使無法仿造的固有信息通信化，與IC卡和電話電碼相比，極大地突出了自身的優(yōu)勢。第四，極大地提高了識別速度，由于把圖像比對變化為數(shù)碼查找，大大減少了比對難度，降低了識別時間，同時又提高了識別精度和容錯率。第五，減小了識別儀體積和重量，降低了制作成本。


圖1是納米水印示意2是納米水印分區(qū)示意3是小區(qū)與內(nèi)含徑跡群數(shù)字化示意4是納米水印數(shù)字化識別工藝流程圖1.徑跡母版；2.納米水印；3.核徑跡；4.分區(qū)溝槽；5.分區(qū)徑跡母版；6.建庫和識別顯微鏡視野；7.納米水印中的任一小區(qū)；8.圓坑；9.金屬母版；10.中間版；11.工作版；12.目標徑跡母版；13.目標中間版；14.目標工作版；15.納米水印紙；16.平移臺；17.核成像分析儀。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細描述見圖1和圖2。取一塊厚2毫米的聚碳酸脂板，截成長10厘米寬8厘米大小，放在串列加速器的孔道上，利用氧離子經(jīng)過邊長為6毫米正方形準直孔打到上述塑料板，根據(jù)束流大小控制輻照時間，使其徑跡密度為每平方厘米IO5個核徑跡，然后放在70°C 6NNa0H水溶液中2小時，取出吹干后成為徑跡母版I。在徑跡母版I的水印區(qū)，采用市售的激光打標機或光刻機分割成邊長為260微米的正方形小區(qū)，小區(qū)邊長是寬10微米、深20微米的溝槽所溝成，小區(qū)的面積都相同，但是在小區(qū)X邊和y邊都有不同數(shù)量的圓坑分布，圓點直徑X邊為15微米y邊為20微米，通過X和Y的排列組合，使得各小區(qū)有不同的房間號，每個小區(qū)的房間號再加上所含核徑跡即組成該小區(qū)的代碼，每個核徑跡的代碼由它所在小區(qū)的X、Y坐標，該徑跡的面積、周長，深度和圓度所構(gòu)成，如圖3所示，徑跡母版I分區(qū)后為分區(qū)徑跡母版5。把分區(qū)徑跡母版5浸銀后放在電鑄槽中進行電鑄，取出后揭下鎳層即為金屬母版9，再放入電鑄槽內(nèi)電鑄即為中間版10，再一次電鑄即為工作版11，將工作版11裝在市售的拼版機上進行拼版即為目標徑跡母版12，目標徑跡母版12與徑跡母版I相比，同為PC(聚碳酸脂)板，只不過目標徑跡母版12的徑跡圖案是用戶要求的，并經(jīng)過了分區(qū)處理，重復(fù)上述工藝后得到目標工作版14，把目標工作版14裝在模壓機上即可生產(chǎn)出納米水印紙15，由于納米水印紙15上的納米水印2是拼版機拼出的相同圖案，所以只對某一個納米水印2建庫即可，因為對納米水印紙15識別是在用戶使用時進行的，所以建庫的納米水印2必需使用納米水印紙15上的納米水印2來進行。建庫用的平移臺16為MS-300型顯微鏡電動平移臺，設(shè)定好建庫面積后，建庫可自動完成。為了識別準確可靠，平移臺16的光學(xué)系統(tǒng)與核成像分析儀17的光學(xué)系統(tǒng)要完全相同，最后由核成像分析儀17給出判定真假的結(jié)果。從生產(chǎn)納米水印紙15到核成像分析儀17對其識別的整個過程見圖4，對徑跡母版I中的納米水印2進行分區(qū)處理和對納米水印紙15進行建庫是兩個關(guān)鍵的步驟，對納米水印2進行分區(qū)的實質(zhì)是使核徑跡群用物理、化學(xué)、機械、微電子等工藝將其分割成個個孤立的部分，并把個個孤立的徑跡群通過電轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)碼群，從而把圖像拼接和識別，變成數(shù)碼拼接和識另O，其中物理工藝主要采用激光打標機、光刻機或準直后的離子束；化學(xué)工藝則對徑跡群分區(qū)掩膜后，選擇性蝕刻出溝槽；機械工藝則使用顯微鏡電動平移臺帶動劃針進行分割；微電子工藝則采用市售的專門設(shè)備對徑跡群進行分割，總的要求是分區(qū)大小要根據(jù)識別儀視野大小來決定，如果識別系統(tǒng)物鏡為10倍，視野控制在長800微米，寬600微米面積上，則分區(qū)可為邊長300微米的正方形，區(qū)分各小區(qū)的辦法有兩種一種是小區(qū)面積從小到大，比如溝槽間距水平線從上到下逐漸增加，重直線從左到右逐漸增加，任何一個小區(qū)都有不同的面積，以小區(qū)面積大小來命名小區(qū)房間號；另一種是小區(qū)面積相等，但每個小區(qū)均有不同條碼以區(qū)分，還可以在小區(qū)7的分區(qū)溝槽4上同時設(shè)置不同數(shù)量的圓坑8，如圖3所示。實驗表明，使用10倍物鏡的識別系統(tǒng)，制作200-400個小區(qū)即可達到識別的目的，其小區(qū)面積的設(shè)定，應(yīng)使識別鏡頭放在納米水印2的任何位置，都有一個完整的小區(qū)進入識別視野，小區(qū)核徑跡圖像變?yōu)閿?shù)碼群的過程，建庫與識別是完全相同的，小區(qū)的房間號由小區(qū)X邊和Y邊上的圓坑經(jīng)過排列組合后設(shè)定，小區(qū)內(nèi)各個核徑跡則按XY坐標、核徑跡周長、面積、深度、角度、圓度等特征設(shè)定相應(yīng)數(shù)碼，最后，每個小區(qū)經(jīng)過建庫后都有一組固定的數(shù)碼，在識別時，不必再用識別視野的徑跡圖像去匹配納米水印2的整幅核徑跡圖像，而是快速光電轉(zhuǎn)換后根據(jù)小區(qū)房間號引導(dǎo)去數(shù)據(jù)庫中尋找相同房間號并核實相應(yīng)的核徑跡數(shù)碼即可。
權(quán)利要求
1.一種納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于該方法包括以下步驟 (1).在徑跡母版(I)的納米水印(2)表面，采用物理工藝、化學(xué)工藝、機械工藝、微電子工藝，分成預(yù)定的區(qū)間，其深度稍大于水印深度，連同納米水印(2) —起構(gòu)成分區(qū)徑跡母版(5)； (2).以常規(guī)電鑄工藝在分區(qū)徑跡母版(5)上制成金屬母版(9)； (3).將金屬母版(9)翻鑄而制成中間版(10)； (4).將中間版(10)再翻鑄而制成工作版(11)； (5).將工作版(11)裝在拼版機上，在聚碳酸脂板上拼成預(yù)定圖案，而制成目標徑跡母版(12)； (6).重復(fù)(2).(3). (4).步驟而制成目標工作版(14)； (7).將目標工作版(14)裝在市售的模壓機上對鑄涂紙進行模壓而制成納米水印紙(15)； (8).采用市售的平移臺(16)對納米水印紙(15)上的納米水印(2)進行建庫； (9).采用市售的核成像分析儀(17)對納米水印(2)進行識別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的物理工藝是采用市售的激光打標機、光刻機或準直的離子束對納米水印區(qū)進行分區(qū)加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的化學(xué)工藝是對納米水印區(qū)進行分區(qū)掩膜后再對分區(qū)徑跡母版(5)進行蝕刻而使納米水印區(qū)形成分區(qū)溝槽⑷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的機械工藝是采用市售的顯微鏡電動平移臺(16)移動一個帶有一定壓力的劃針在納米水印區(qū)行走而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的微電子工藝是采用市售的微電子設(shè)備對納米水印區(qū)進行分區(qū)而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的拼版機為CE-PB450拼版機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的平移臺(16)為MS-300型顯微鏡自動平移臺。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于所述的核成像分析儀(17)為MSEC-1型核成像分析儀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種納米水印的數(shù)字化識別方法，其特征在于采用物理、化學(xué)、機械、微電子工藝將納米水印分區(qū)并根據(jù)區(qū)內(nèi)核徑跡特征進行編碼建庫和識別，使核徑跡群的顯微圖像建庫與圖像匹配識別變?yōu)樾^(qū)數(shù)碼建庫和小區(qū)號引導(dǎo)的數(shù)碼識別，從而實現(xiàn)了核徑跡特征的信息化傳輸，并大幅度縮短了識別時間和大幅度提高了識別精度和容錯率。
文檔編號B41M3/10GK103009848SQ201110279
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者孟武, 馬振東 申請人:孟武, 馬振東