專利名稱：防偽驗(yàn)票儀及其防偽方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防偽驗(yàn)票儀及其方法，尤其涉及一種通過對票面成像解碼識讀隱形條碼來判斷真?zhèn)蔚尿?yàn)票儀及其方法。
背景技術(shù)：
條碼技術(shù)用于門票和證卡防偽已經(jīng)有先例，例如中國專利CN1239258A《中文證卡、報(bào)表等防偽、自動錄入二維條碼制作及檢測方法》，提出在中文證卡、報(bào)表、票據(jù)上制作二維條碼增強(qiáng)保密性，并通過檢測該二維條碼實(shí)現(xiàn)防偽；和中國專利CN1284685A公開了《一種基于二維條碼技術(shù)的票務(wù)系統(tǒng)》，用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)輸入自己的信息和購票信息，完成了網(wǎng)上結(jié)算后，售票中心根據(jù)用戶請求自動生成含有用戶信息、售票信息明文、進(jìn)行了加密處理的PDF417二維條碼以及廣告的門票，發(fā)送給用戶，用戶打印后可直接使用該票，在驗(yàn)票處，只需掃描、識別、解密票上的二維條碼即可。
上述兩個專利將條碼技術(shù)用于門票和證卡防偽的缺點(diǎn)在于證卡使用者或者購票者必須要有計(jì)算機(jī)和專用軟件，或者必須通過網(wǎng)絡(luò)于售票服務(wù)器相連，還必須要有與計(jì)算機(jī)相連的打印機(jī)來生成二維條碼，限制了使用場合和使用者的類型。
發(fā)明方案本發(fā)明的目的在于提供一種通過對票面成像解碼識讀隱形條碼來判斷真?zhèn)蔚尿?yàn)票儀及其方法。
本發(fā)明公開了一種防偽驗(yàn)票儀，包括用于成像的鏡頭、將所成之像轉(zhuǎn)換成電信號的面陣圖像傳感器，以及上殼和與其配合共同組成有容置空間的外部殼體的下殼，在所述容置空間內(nèi)固定有包括所述防偽驗(yàn)票儀的控制電路和控制軟件的控制模塊；在所述容置空間內(nèi)還包括透過成像窗口為被成像之物提供均勻光照的紅外光源；所述紅外光源的結(jié)構(gòu)和位置保證其通過所述成像窗口和鏡頭所成之像在所述面陣圖像傳感器以外。
本發(fā)明還公開了一種防偽驗(yàn)票儀的防偽方法，包括如下步驟第一步，首先根據(jù)功能鍵輸入的信息或者根據(jù)功能條碼的輸入信息，生成并存儲標(biāo)準(zhǔn)票面信息，啟動掃描圖像；第二步，啟動紅外光源，獲得被成像之物的一幀圖像數(shù)據(jù)并傳送到CPU；第三步，CPU判斷幀圖像中是否有條碼；第四步，如果幀圖像中有條碼，則解碼，進(jìn)入下一步，否則回到第二步；第五步，將解碼結(jié)果和存儲的標(biāo)準(zhǔn)票面信息數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，相同則驗(yàn)票結(jié)果為真票，執(zhí)行相應(yīng)程序；否則驗(yàn)票結(jié)果為假票，回到第二步本發(fā)明通過對票面成像解碼識讀隱形條碼來判斷真?zhèn)蔚尿?yàn)票儀及其方法不需要與計(jì)算機(jī)相連，減少了使用者的投入成本。不涉及互聯(lián)網(wǎng)，防偽效果更好，因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)本身的安全性不能保證。本發(fā)明不需要購票者必須要有計(jì)算機(jī)且能通過網(wǎng)絡(luò)于售票服務(wù)器相連，不需要購票者必須要有與計(jì)算機(jī)相連的打印機(jī)，甚至根本不需要購票者會使用計(jì)算機(jī)及與計(jì)算機(jī)相關(guān)的系統(tǒng)。本發(fā)明使用紅外光源作為照明光源掃描紅外印刷的隱形條碼，保密和防偽效果好。
本發(fā)明使用專用條碼掃描和識讀作為信息輸入來完成對本防偽驗(yàn)票儀的初始化設(shè)置和功能設(shè)定甚至一些程序的修訂，利用軟件控制掃描頻率和采樣可以省去掃描的觸發(fā)開關(guān)，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高了設(shè)備的使用壽命。
本發(fā)明所述的二維條碼可以是已公開的標(biāo)準(zhǔn)碼如PDF417，QR等等，也可以是自有知識產(chǎn)權(quán)未公開的二維碼，增加了條碼偽造的難度。


圖1是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的工作流程圖；圖3是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的主要軟件流程圖；圖5是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的光路示意圖；圖6是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的光源位置示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的結(jié)構(gòu)示意圖，包括10-上殼，11-玻璃，12-功能鍵，13-LCD顯示屏，20-下殼，和31-控制主板，32-指示燈，33-鏡頭，34-面陣傳感器，35-光源，36-光源與PCB的電連接器件，蜂鳴器37。
如圖1所示，上殼10上具有本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的控制面板，并且和下殼20配合連接共同組成本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的外部殼體。位于上殼10上有一個成像窗口，在成像窗口上覆蓋透明的玻璃11，被成像的票據(jù)必須位于其上才能被檢驗(yàn)真?zhèn)?。上?0上還有可以顯示控制信息和工作進(jìn)程的LCD顯示屏13，和可以控制顯示內(nèi)容和控制本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的工作的功能鍵12，以及指示工作狀態(tài)的指示燈32。在本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的上殼10和下殼20組成的容置空間內(nèi)還固定有控制主板31，和用于成像的鏡頭33，位于鏡頭33背后、將鏡頭33所成之像轉(zhuǎn)換成電信號的面陣傳感器34，為被成像之物提供均勻光照、頂部為出光面的光源35，和控制主板31與光源35之間的電連接器件36。鏡頭33可以采用與普通相機(jī)類似的鏡頭，面陣傳感器34采用面陣CMOS或CCD圖像傳感器，光源35可以采用紅外光源；LCD顯示屏13可以顯示一級菜單，依次為歡迎信息(開機(jī)時顯示)、日歷、當(dāng)次解碼結(jié)果、電池電量顯示、總計(jì)數(shù)器、某一識別碼的計(jì)數(shù)器(包含累計(jì)時間)、本次識別碼設(shè)定界面等；功能鍵12可以包括三個向上箭頭鍵、向下箭頭鍵、和確認(rèn)鍵，通過向上/向下箭頭鍵在各個菜單中進(jìn)行選擇，“確定”按鍵用于通過專有CM2條碼權(quán)限卡片來設(shè)定當(dāng)前識別碼時的確定；控制主板31上有指示燈32和蜂鳴器37；上殼10上還可以設(shè)置有電源開關(guān)用于接通或者切斷電源。
如圖2所示是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的工作流程圖；當(dāng)系統(tǒng)開始工作，電源管理模塊給整個系統(tǒng)供電，自動初始化成像硬件(例如CMOS控制器，DMA控制模塊)；然后用戶通過功能鍵和LCD選擇功能菜單，或者通過專有CM2條碼權(quán)限卡片輸入信息，用作解碼比對信息存于FLASHA中啟動掃描圖像；此時位于控制主板31上的CPU通過電源控制模塊使紅外光源35工作，并照射到位于玻璃11的目標(biāo)條碼上，CMOS攝像頭(鏡頭33和面陣傳感器34)采集圖像，通過邏輯控制及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊將所得圖像數(shù)據(jù)傳送到CPU；CPU自動反復(fù)查詢是否獲得已經(jīng)完成成像的圖像，該幀圖像中是否有條碼，如果已經(jīng)獲得有條碼的幀圖像，則對幀圖像解碼；CPU開始解碼等工作，判斷解碼是否成功，即將解碼結(jié)果和存儲器內(nèi)部的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，解碼后的內(nèi)容與對比信息相同則驗(yàn)票通過，否則驗(yàn)票不能通過；CPU可以將一些數(shù)據(jù)信息在LCD上顯示，本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀預(yù)留串口通訊接口，和外界進(jìn)行通訊。
如圖3所示是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的電路結(jié)構(gòu)框圖；包括實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制、圖像處理和條碼解碼的，與CPU雙向連接的電源管理模塊、邏輯控制和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、串口通訊模塊和存儲器；邏輯控制和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊控制CMOS攝像頭的工作并傳送其獲得的數(shù)據(jù)；CPU還控制LCD顯示屏和LED指示燈；功能鍵將外部控制信息傳送給CPU。
本發(fā)明的防偽驗(yàn)票儀使用專用功能條碼輸入外部控制信息，通過軟件預(yù)先約定給每個功能設(shè)定一個特定的功能條碼，有特定特征模式，例如CM2條碼權(quán)限卡片，當(dāng)識讀設(shè)備讀取該條碼后，軟件判斷其條碼模式，如果是專用的功能條碼，根據(jù)條碼內(nèi)容而調(diào)用相應(yīng)約定的程序段，從而實(shí)現(xiàn)不同的功能。這樣作為信息輸入，對識讀設(shè)備初始化，或者一些參數(shù)、功能設(shè)定，甚至程序設(shè)定等。省去了人工按鍵輸入或外接設(shè)備輸入的設(shè)置操作，完全避免了人工輸入煩瑣的操作和由此引起的誤操作。專用功能條碼輸入的也可以是標(biāo)準(zhǔn)票面信息，當(dāng)進(jìn)行防偽驗(yàn)票時，只有符合標(biāo)準(zhǔn)票面信息的被成像物才判斷為真票。
也就是說，本發(fā)明控制軟件中具有設(shè)備初始化的功能、參數(shù)和功能設(shè)定的功能、以及程序設(shè)定的功能、和標(biāo)準(zhǔn)票面信息，這些不同的功能分別配置不同的索引代碼，當(dāng)通過所述鏡頭(33)成像的功能條碼的信息經(jīng)過所述控制軟件判斷與所述索引代碼相同時，所述防偽驗(yàn)票儀執(zhí)行相應(yīng)的功能。標(biāo)準(zhǔn)票面信息也可以直接通過功能條碼輸入。
本發(fā)明的防偽驗(yàn)票儀識讀票面上的條碼時其掃描頻率為2-5次每秒，同時持續(xù)判斷有無二維條碼。如圖4所示是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的主要軟件流程圖，軟件流程如下1、首先初始化成像次數(shù)計(jì)數(shù)器N＝C1，常數(shù)C1可以設(shè)為5；2、查詢是否退出(例如人為關(guān)機(jī))，是則退出程序；3、然后采集一幀圖像；檢測采集到的圖像中是否有二維條碼，沒有則將成像次數(shù)計(jì)數(shù)器N加一，回到第二步；有則進(jìn)入下一步；4、判斷N是否大于等于C1，否則將成像次數(shù)計(jì)數(shù)器N置零，然后返回步驟2；如果是則解碼驗(yàn)證是否符合預(yù)定的規(guī)格，如果解碼不成功則返回步驟2，如果解碼成功則進(jìn)入下一步；5、根據(jù)解碼結(jié)果執(zhí)行預(yù)定功能，例如用蜂鳴器提示解碼成功、計(jì)數(shù)器加1，存儲結(jié)果等等，同時將計(jì)數(shù)器N清零，返回步驟2。
在上述第三步中，當(dāng)檢測采集到的圖像中沒有二維條碼時，如果N大于C1可以將成像次數(shù)計(jì)數(shù)器N設(shè)置為C1，再回到第二步。
上述軟件流程執(zhí)行的結(jié)果是第一次掃描到條碼并解碼，所述防偽驗(yàn)票儀的內(nèi)部條碼計(jì)數(shù)器加一，當(dāng)檢測不到條碼的持續(xù)時間超過0.5秒至1秒時(指計(jì)數(shù)器N的值從0至C1的過程)，則開始下一次的掃描條碼并解碼。這樣的工作方式可以省掉一個每次掃描一張票據(jù)需要觸發(fā)一次掃描的觸發(fā)開關(guān)，以降低硬件成本和由于觸發(fā)開關(guān)帶來的機(jī)器故障或機(jī)器壽命問題。如果判斷為專用功能條碼，執(zhí)行預(yù)定功能。
如圖5所示是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的光路示意圖；本發(fā)明成像透鏡可以采用普通相機(jī)的透鏡，來自玻璃11的反射光通過透鏡成像在面陣傳感器34上。
如圖6所示是本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀的光源位置的一種實(shí)施例的示意圖，圖中的光源35直接采用LED。圖中鏡頭33離玻璃11的距離為a，在玻璃11上的成像半徑為b，保證掃描操作窗口與實(shí)際光學(xué)視場相匹配，鏡頭33對玻璃11的張角為α，所以b＝a*tgα，為了避免光源35在玻璃11上產(chǎn)生鏡面反射形成白點(diǎn)，所以光源35離鏡頭33的水平距離大于b。
本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀采用的紅外光源35的發(fā)光體及其外圍結(jié)構(gòu)能夠透過成像窗口為被成像之物提供均勻的光照；紅外光源35的位置保證其通過所述成像窗口和鏡頭33以后所成之像在所述面陣圖像傳感器34以外，避免形成與被成像物無關(guān)的白點(diǎn)。
本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀采用紅外光源運(yùn)用紅外識別技術(shù)識讀具有隱形條碼的防偽票據(jù)；防偽票據(jù)上使用的隱形條碼為一維碼或二維條碼，可以是已公開的標(biāo)準(zhǔn)碼如PDF417，QR等等，也可以是自有知識產(chǎn)權(quán)未公開的二維碼，用來存儲如時間和場地等信息。票據(jù)尺寸范圍為寬60～70mm，長180～210mm，其中條碼印刷大小為10mm×10mm，識讀分辨率大于等于300dpi，能夠適應(yīng)比較差的印刷分辨率；條碼內(nèi)容為數(shù)字，初步計(jì)劃為12位，可以包括年、月、日、時、分和場地。
被存儲在防偽票據(jù)上的信息如時間和場地等可以經(jīng)過機(jī)器的加密算法后生成一組(一次加密)數(shù)據(jù)，該被生成的信息再由二維條碼編碼軟件生成二維條碼，再使用人眼不可見的隱形油墨所印刷，所以在防偽票據(jù)上的信息相當(dāng)于被三次加密。
印刷在防偽票據(jù)上的二維條碼中可以包含有文字、圖像和聲音信息，被成像并解碼后的信息可通過其他有線或無線連接的媒體播放出來，這些文字、圖像和聲音信息可為票據(jù)持有者提供指示、說明或提醒等等服務(wù)。這些防偽信息印刷在定制的標(biāo)簽上，標(biāo)簽粘貼在票券的副券上，并在設(shè)備檢驗(yàn)后連同副券被撕去。
本發(fā)明防偽驗(yàn)票儀具有可以與計(jì)算機(jī)通訊的接口，通訊接口為RS232，3Pin圓柱插頭方式。
本發(fā)明的防偽驗(yàn)票儀使用的玻璃11可以是普通玻璃，也可以是鍍膜玻璃，如果是鍍膜玻璃可以是增透膜，也可以是濾光膜。具有濾光膜的玻璃能有效的濾除除工作波長以外的光，以達(dá)到減小背景光干擾的問題。
本發(fā)明的防偽驗(yàn)票儀還可以具有帶有一個電源指示燈的電源開關(guān)，作為接通電源按鍵。
本發(fā)明的防偽驗(yàn)票儀還可以采用電池供電，充電設(shè)備內(nèi)置，電池必須防爆(采用1800mAh充電電池模塊，非標(biāo)連接方式，防止其它類型電池放入)，可以邊充電邊工作；本發(fā)明的防偽驗(yàn)票儀采用照相方式成像，掃描解碼頻率為2～5次/秒，其中判斷有無標(biāo)識符號頻率不低于5次/秒；在掃描解碼成功后計(jì)數(shù)器加一，為防止已經(jīng)成像的票據(jù)沒有及時拿開而導(dǎo)致連續(xù)解碼成功擾亂計(jì)數(shù)器，在每次解碼成功設(shè)置一個時間段作為下一次成像解碼開始的條件；該時間段建議為0.8秒～1秒。
本發(fā)明的防偽驗(yàn)票儀中設(shè)置用于統(tǒng)計(jì)票數(shù)的驗(yàn)票計(jì)數(shù)器，在解碼成功時，驗(yàn)票計(jì)數(shù)器加一，蜂鳴器鳴叫一次，解碼失敗不鳴叫；同時有綠色指示燈，在解碼成功是快速閃爍，待機(jī)或解碼失敗時長亮。
權(quán)利要求
1.一種防偽驗(yàn)票儀，包括用于成像的鏡頭(33)、將所成之像轉(zhuǎn)換成電信號的面陣圖像傳感器(34)，以及上殼(10)和與其配合共同組成有容置空間的外部殼體的下殼(20)，在所述容置空間內(nèi)固定有包括所述防偽驗(yàn)票儀的控制電路和控制軟件的控制模塊；其特征在于，在所述容置空間內(nèi)還包括透過成像窗口為被成像之物提供均勻光照的紅外光源(35)；所述紅外光源(35)的結(jié)構(gòu)和位置保證其通過所述成像窗口和鏡頭(33)所成之像在所述面陣圖像傳感器(34)以外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防偽驗(yàn)票儀，其特征在于，所述控制軟件中具有設(shè)備初始化的功能、參數(shù)和功能設(shè)定的功能、以及程序設(shè)定的功能、和標(biāo)準(zhǔn)票面信息及其索引代碼，當(dāng)通過所述鏡頭(33)成像的功能條碼的信息經(jīng)過所述控制軟件判斷與所述索引代碼相同時，所述防偽驗(yàn)票儀執(zhí)行相應(yīng)的功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防偽驗(yàn)票儀，其特征在于，所述控制軟件在對所述鏡頭(33)所成之像解碼成功后，只有在所述防偽驗(yàn)票儀檢測不到條碼的時間大于預(yù)定時間以后才進(jìn)行下一次解碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防偽驗(yàn)票儀，其特征在于，所述成像窗口位于所述上殼(10)上并覆蓋紅外光透明的玻璃(11)，所述鏡頭(33)的位置對準(zhǔn)所述玻璃(11)；所述上殼(10)上還有顯示控制信息和工作進(jìn)程的LCD顯示屏(13)，和控制所述LCD顯示屏(13)的顯示內(nèi)容和選擇不同功能的功能鍵(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防偽驗(yàn)票儀，其特征在于，所述控制模塊還包括用于接通或者切斷電源的開關(guān)，以及指示工作狀態(tài)的指示燈(32)和蜂鳴器(37)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防偽驗(yàn)票儀，其特征在于，所述控制模塊還包括連接計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)通訊接口。
7.一種防偽驗(yàn)票儀的防偽方法，其特征在于，包括如下步驟第一步，首先根據(jù)功能鍵輸入的信息或者根據(jù)功能條碼的輸入信息，生成并存儲標(biāo)準(zhǔn)票面信息，啟動掃描圖像；第二步，啟動紅外光源，獲得被成像之物的一幀圖像數(shù)據(jù)并傳送到CPU；第三步，CPU判斷所述一幀圖像中是否有條碼；第四步，如果所述一幀圖像中有條碼，則解碼，進(jìn)入下一步，否則回到第二步；第五步，將解碼結(jié)果和存儲的所述標(biāo)準(zhǔn)票面信息數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，相同則驗(yàn)票結(jié)果為真票，執(zhí)行相應(yīng)程序；否則驗(yàn)票結(jié)果為假票，回到第二步。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防偽驗(yàn)票儀的防偽方法，其特征在于在所述第一步中首先初始化成像次數(shù)計(jì)數(shù)器N＝C1，C1為常數(shù)；在所述第四步中，如果所述幀圖像中有條碼，則首先判斷所述成像次數(shù)計(jì)數(shù)器N是否大于等于C1，是則解碼進(jìn)入第五步，否則設(shè)置所述成像次數(shù)計(jì)數(shù)器N為零后回到第二步；如果所述幀圖像中沒有條碼，則首先置所述成像次數(shù)計(jì)數(shù)器N加一，再回到第二步；在所述第五步中驗(yàn)票結(jié)果為真票時，先設(shè)置所述成像次數(shù)計(jì)數(shù)器N為零，再回到第二步。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的防偽驗(yàn)票儀的防偽方法，其特征在于設(shè)置驗(yàn)票計(jì)數(shù)器，當(dāng)所述第五步中驗(yàn)票結(jié)果為真票時，所述驗(yàn)票計(jì)數(shù)器加一，所述蜂鳴器發(fā)聲提示解碼成功。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的防偽驗(yàn)票儀的防偽方法，其特征在于當(dāng)所述第五步中驗(yàn)票結(jié)果為真票時，還通過LCD顯示器恢復(fù)所述被成像之物中包含的文字或字符和圖像，還通過喇叭恢復(fù)所述被成像之物中包含的聲音信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及防偽驗(yàn)票儀及其方法，包括用于成像的鏡頭和面陣圖像傳感器，上殼和與其配合共同組成有容置空間的外部殼體的下殼，在所述容置空間內(nèi)固定有所述防偽驗(yàn)票儀的控制模塊；在所述容置空間內(nèi)還包括透過成像窗口為被成像之物提供均勻光照的紅外光源。防偽方法包括根據(jù)功能鍵輸入的信息或者根據(jù)功能條碼的輸入信息，生成并存儲標(biāo)準(zhǔn)票面信息；啟動紅外光源照明和面陣圖像傳感器獲得被成像之物的一幀圖像數(shù)據(jù)并傳送到CPU；CPU自動判斷幀圖像中是否有條碼；如果是有條碼的幀圖像，則對幀圖像解碼，并將解碼結(jié)果和存儲器內(nèi)部的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，解碼后的內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)票面信息相同則為真票，否則為假票，再次獲取一幀圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號G06K9/20GK1655173SQ200410021858
公開日2005年8月17日 申請日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者顧成武, 張斧, 丁曉云, 呂迎豐, 常治國, 饒雄偉 申請人:深圳矽感科技有限公司