磁圖像防偽系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁圖像防偽系統(tǒng)，其用于對包含有磁圖像的待測物進行檢測，其特征在于，包括：磁性傳感器，其用于對待測物進行掃描并得到待測物中的磁磁圖像信號，所述磁性傳感器包括多個用于同時檢測待測物的磁圖像信號磁性傳感單元；圖像分析模塊，其用于接收所述磁性傳感器輸出的磁圖像信號，并用于將所述磁圖像信號與標準磁圖像信號進行比對得到真?zhèn)谓Y(jié)果。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)和方法，通過檢測磁圖像實現(xiàn)了高級別的防偽。
【專利說明】磁圖像防偽系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及防偽保密領(lǐng)域，特別涉及一種磁圖像防偽方法及系統(tǒng)。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 在日常生活中，磁性保密技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，如銀行卡、支票、保密文件、鈔票、超 市商品和圖書館的金屬條等，都含有磁性材料用于防偽保密，現(xiàn)有的磁性保密技術(shù)為使用 磁頭對使用磁性保密技術(shù)的物體的部分保密區(qū)域做粗略的掃描，得到簡單的磁信號波形再 跟標準信號進行核對達到防偽保密的目的。如鈔票的一段磁性條，支票的磁性油墨字符這 些比較簡單的保密圖形，隨著近年來造假者的技術(shù)的提升，偽造簡單的磁性保密圖形和磁 性條已經(jīng)成為一種常規(guī)技術(shù)，不難看出，現(xiàn)有的簡單粗糙的磁性保密技術(shù)面對越來越先進 的制假技術(shù)已經(jīng)不能夠有效地實現(xiàn)保密效果。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提供了一種磁圖像防偽系統(tǒng)及方法，通過采用多個磁性傳 感單兀以提1?防偽級別。
[0006] 本發(fā)明公開了一種磁圖像防偽系統(tǒng)，其用于對包含有磁圖像的待測物進行檢測， 其特征在于，包括 ： 磁性傳感器，其用于對待測物進行掃描并得到待測物中的磁圖像信號，所述磁性傳感 器包括多個用于同時對待測物的磁圖像信號檢測的磁性傳感單元； 圖像分析模塊，其包括存儲器以存儲標準磁圖像信號，還包括處理器以接收所述磁性 傳感器輸出的磁圖像信號并將所述磁圖像信號與標準磁圖像信號進行比對得到結(jié)果。
[0007] 優(yōu)選地，所述磁性傳感器還包括用于對磁圖像信號進行處理并將處理后的磁圖像 信號傳輸至圖像分析模塊的電路模塊。
[0008] 優(yōu)選地，所述電路模塊包括降噪單元、放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中的一個或多個。
[0009] 優(yōu)選地，所述磁性傳感器還包括勵磁。
[0010] 優(yōu)選地，所述勵磁為電磁鐵或永磁體。
[0011] 優(yōu)選地，所述磁性傳感單元包括具有一個橋臂的單電阻、具有兩個橋臂的半橋、具 有兩個橋臂的梯度半橋、具有四個橋臂的全橋、具有四個橋臂的梯度全橋中的一種或幾種。
[0012] 優(yōu)選地，所述橋臂由一個或多個磁性傳感元件串聯(lián)和/或并聯(lián)構(gòu)成。
[0013] 優(yōu)選地，所述磁性傳感元件為霍爾元件、各向異性磁電阻元件、巨磁電阻元件或磁 性隧道結(jié)元件中的一種或多種。
[0014] 優(yōu)選地，多個所述磁性傳感單元呈線性或矩陣狀排布，多個所述磁性傳感單元被 配置為一具有工作平面的芯片，該工作平面與待測物的磁圖像形成一不為〇或180°的夾 角。
[0015] 一種磁圖像防偽方法，其用于對包含有磁圖像的待測物進行檢測，其特征在于，包 括以下步驟： 磁性傳感器中的每個磁性傳感單元對包含有磁圖像的待測物進行掃描； 磁性傳感器通過使用多個磁性傳感單元掃描多路信號得到待測物中的磁圖像信號； 磁性傳感器將檢測到的磁圖像信號傳輸至圖像分析模塊； 圖像分析模塊將檢測到的磁圖像信號與標準的磁圖像信號進行比對以得到結(jié)果。
[0016] 本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)和方法，通過采用多個磁性傳感單元檢測待測物以得到磁圖 像?目號，從而提1? 了測量精度，進而提1? 了防偽級別。
[0017]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本申請研發(fā)的磁性傳感器掃描磁圖像信號的數(shù)據(jù)圖。
[0019] 圖2是本申請的磁圖像防偽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖3是本申請中磁圖像傳感器的電路圖。
[0021]

【具體實施方式】
[0022] 為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實 施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護 的范圍。
[0023] 由上述【背景技術(shù)】我們可以知道現(xiàn)有的磁性防偽技術(shù)非常簡單，防偽等級比較低， 針對這個問題，本發(fā)明披露了一種用檢測磁圖像級別分辨率的防偽方式來提高保密等級的 方法，其步驟如下： 首先，磁性傳感器21中的多個磁性傳感單元41通過掃描待測物11的信號圖像12的 磁信號，然后磁性傳感器21將原始磁信號處理(放大，降噪，模數(shù)轉(zhuǎn)換等）后得到磁圖像信 號，再將磁圖像信號傳遞至圖像分析模塊22,圖像分析模塊22通過將磁圖像信號和標準信 號對比以達到鑒偽的目的。
[0024] 圖2是本申請的磁圖像防偽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該系統(tǒng)包含待測物11、 磁性傳感器21以及圖像分析模塊22。待測物11具有信號圖像12,該圖像包含硬磁和/或 軟磁材料。磁性傳感器21包括多個磁性傳感單元41和電路模塊43,多個磁性傳感單元41 可以對待測物11進行同時檢測。每個磁性傳感單元41的輸出信號為一行隨時間或路程變 化的信號，多路同時掃描的信號即形成多行隨時間或路程變化的多路信號總圖，可理解為 將多路磁信號組合成一個圖像信號，單位空間內(nèi)的磁性傳感單元41越多，分辨率就越高， 測量精度就越高。多個磁性傳感單元41和電路模塊43可通過柔性PCB43(或PCB)電連接， 或電路模塊43位于PCB上，磁性傳感單元41和電路模塊43通過焊線或焊球電連接。工作 時磁性傳感單元41檢測待測物11的信號圖像12的漏磁場31，其輸出信號可以通過電路 模塊43進行處理。電路模塊43可以包括降噪單元、放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中的一個或多 個以對信號圖像12進行放大、降噪、解碼，并最終得到磁圖像信號12。電路模塊43還可以 將處理后的磁圖像信號傳輸至圖形分析模塊22。圖像分析模塊，其包括用于存儲標準磁圖 像信號的存儲器和用于將所述磁圖像信號與標準磁圖像信號進行比對得到結(jié)果的處理器。 圖像分析模塊22通過輸入端接收磁性傳感器21輸出的磁圖像信號并傳輸至處理器，處理 器通過寫入的程序?qū)⒃摯艌D像信號和標準信號對比以達到鑒別真?zhèn)蔚哪康摹D像分析模塊 22還可以通過處理器對磁圖像信號12進行拼接、旋轉(zhuǎn)、疊加、刪除、放大中的一種或幾種等 處理。
[0025] 在一個優(yōu)選的實施方式中，磁圖像防偽系統(tǒng)還可以包括由電磁鐵或永磁體制成 的勵磁，勵磁的作用是給軟磁材料施加激勵磁場以磁化軟磁材料，軟磁材料只有磁化后才 能被測量，因而采用本實施方式中的磁圖像防偽系統(tǒng)可以對含有軟磁材料的待測物進行檢 測。常用的磁性介質(zhì)多為硬磁材料，因此勵磁可根據(jù)實際用途作為可選部件。圖3是本申 請人研發(fā)的磁性傳感器的電路圖。如圖所示，多個傳感單元41的輸出信號經(jīng)過放大單元 AMP放大后傳遞至模擬開關(guān)64MUX1，模擬開關(guān)通過時鐘單元CNT6控制逐一將每路信號輸 出至圖像分析模塊22。圖像分析模塊22通常為一單片機，也可以是PC或其他信號處理設(shè) 備，其具有存儲器存儲標準信號數(shù)據(jù)，每路輸出信號在輸出時即可與標準信號核對，也可以 在所有信號輸出后與標準信號核對，也可以選取部分信號與標準信號核對。
[0026] 待測物11在肉眼以及光學(xué)設(shè)備下無法識別信號圖像12和背景，如圖1左圖所示， 該信號圖像12為一高分辨率圖形，掃描待測物的磁性傳感器21也為一高分辨率磁性傳感 器，可以實現(xiàn)對高分辨率磁圖像的識別，附圖1中的笑臉12為磁圖像信號圖的概念圖，實際 測量中該磁圖像信號為一高分辨率灰度圖。磁圖像信號為電信號(通常為電壓)，每一個信 號點即為磁圖像信號的一個點，圖像分析模塊可以是單片機，通過簡單的標準信號對比即 可完成鑒偽。
[0027] 實現(xiàn)磁圖像級別的掃描是目前應(yīng)用中的一個問題，本發(fā)明采用多個磁性傳感單元 41。多個磁性傳感單元41排成單列或組成矩陣對待測物同時進行掃描，即可得到多路傳感 單元的掃描信號，多組傳感單元的電壓-時間信號合在一起即可視為一個磁圖像信號，單 位空間內(nèi)集成的傳感單元越多，掃描出來的磁圖像信號的分辨率就越高。在本實施方式中， 考慮到成本、掃描精度等因素，相比簡單的磁性條單路信號，磁圖像信號精度更高，因此提 1? 了防偽等級。
[0028] 現(xiàn)有的主流磁性傳感器是采用霍爾元件為敏感元件，其靈敏度、精度較低，且體積 較大，霍爾傳感器難以制成密度較大的多路磁頭，因此掃描的磁圖像分辨率低，無法實現(xiàn)更 高精度的掃描。
[0029] 中國申請?zhí)枮?01310131834. 1和201310131459.0的專利披露了以MR (磁電阻） 元件，尤其是以各向異性磁電阻元件、巨磁電阻元件和磁性隧道結(jié)元件為敏感元件的磁性 傳感器，由于該類傳感元件具有高精度、體積小的特點，通過此類磁性傳感器可以實現(xiàn)高分 辨率高精度的掃描。
[0030] 霍爾元件傳感器單元的密度為每英寸內(nèi)的個數(shù)通常為十到幾十(雖然霍爾元件的 傳感器分辨率較低，但是即便是分辨率較低的磁磁圖像信號依舊比現(xiàn)有的磁條式磁性防偽 技術(shù)的精度要高得多）這個時候體積更小，精度更高的各向異性磁電阻元件、巨磁電阻元件 和磁性隧道結(jié)元件則成為了優(yōu)先選擇，理論上來說，采用磁性隧道結(jié)元件為敏感元件的磁 性傳感單元間距可以達到幾微米甚至納米級別，其每英寸內(nèi)的個數(shù)為上百乃至上萬。由常 識可以知道當(dāng)芯片傾斜或垂直于待測面時，所占用傳感器內(nèi)的空間最小，因此多個磁性傳 感單元41與待測物11所在平面X-Y垂直或呈一夾角而不是平行，這樣可以最大范圍實現(xiàn) 高密度的集成。當(dāng)一定空間內(nèi)的傳感單元越多，即高密度集成時，其磁圖像信號的分辨率越 1?，測量精度就越1?，相應(yīng)的，防偽等級就越
[0031] 磁性傳感單元的結(jié)構(gòu)優(yōu)選的為半橋和全橋結(jié)構(gòu)，考慮到抗干擾需求，可以是梯度 半橋或梯度全橋結(jié)構(gòu)，也可以設(shè)置為單一電阻。上述的半橋和梯度半橋包含兩個物理性質(zhì) 相同的橋臂，全橋和梯度全橋包含四個橋臂，單電阻只有一個橋臂。其中每個橋臂由一個或 多個物理性質(zhì)相同的磁性傳感元件串聯(lián)和/或并聯(lián)而成。在實際應(yīng)用中，采用梯度半橋或 梯度全橋結(jié)構(gòu)為最優(yōu)方案，因為梯度計結(jié)構(gòu)可以極大的抗磁性干擾，具體可參考中國公開 號為102590768A的專利。而惠斯通全橋也是較優(yōu)的方案，由于推挽全橋的四個電阻同時變 化，參考全橋相對的兩個電阻同時變化，因此有較強的抗電子干擾能力。在傳感器工業(yè)中， 由于橋式結(jié)構(gòu)的特性為溫度特性好（當(dāng)溫度影響電阻時，橋式傳感器的所有電阻同時變化， 可抵消溫度帶來的影響)，往往作為優(yōu)先選擇。
[0032] 注：由于信號圖像的磁信號轉(zhuǎn)化為的磁圖像信號和信號圖像基本相同，在本申請 的說明書中，信號圖像和磁圖像信號采用相同的編號。
[0033] 應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行的詳細說明是示意性的 而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明說明書的基礎(chǔ)上可以對各實施例所記 載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并 不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種磁圖像防偽系統(tǒng)，其用于對包含有磁圖像的待測物進行檢測，其特征在于，包 括： 磁性傳感器，其用于對待測物進行掃描并得到待測物中的磁圖像信號，所述磁性傳感 器包括多個用于同時對待測物的磁圖像信號檢測的磁性傳感單元； 圖像分析模塊，其包括存儲器以存儲標準磁圖像信號，還包括處理器以接收所述磁性 傳感器輸出的磁圖像信號并將所述磁圖像信號與標準磁圖像信號進行比對得到結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁圖像防偽系統(tǒng)，其特征在于：所述磁性傳感器還包括用于 對磁圖像信號進行處理并將處理后的磁圖像信號傳輸至圖像分析模塊的電路模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁圖像防偽系統(tǒng)，其特征在于：所述電路模塊包括降噪單元、 放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中的一個或多個。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁圖像防偽系統(tǒng)，其特征在于：所述磁性傳感器還包括 勵磁。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁圖像防偽系統(tǒng)，其特征在于：所述勵磁為電磁鐵或永磁體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁圖像防偽系統(tǒng)，其特征在于：所述磁性傳感單元包括 具有一個橋臂的單電阻、具有兩個橋臂的半橋、具有兩個橋臂的梯度半橋、具有四個橋臂的 全橋、具有四個橋臂的梯度全橋中的一種或幾種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁圖像防偽系統(tǒng)，其特征在于：所述橋臂由一個或多個磁性 傳感元件串聯(lián)和/或并聯(lián)構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁圖像防偽系統(tǒng)，其特征在于：所述磁性傳感元件為霍爾元 件、各向異性磁電阻元件、巨磁電阻元件或磁性隧道結(jié)元件中的一種或多種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁圖像防偽系統(tǒng)，其特征在于：多個所述磁性傳感單元 呈線性或矩陣狀排布，多個所述磁性傳感單元被配置為一具有工作平面的芯片，該工作平 面與待測物的磁圖像形成一不為〇或180°的夾角。
10. -種磁圖像防偽方法，其用于對包含有磁圖像的待測物進行檢測，其特征在于，包 括以下步驟： 磁性傳感器中的每個磁性傳感單元對包含有磁圖像的待測物進行掃描； 磁性傳感器通過使用多個磁性傳感單元掃描多路信號得到待測物中的磁圖像信號； 磁性傳感器將檢測到的磁圖像信號傳輸至圖像分析模塊； 圖像分析模塊將檢測到的磁圖像信號與標準的磁圖像信號進行比對以得到結(jié)果。
【文檔編號】G07D7/04GK104157071SQ201410359848
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】王建國, 白建民, 黎偉 申請人:無錫樂爾科技有限公司