本發(fā)明涉及書(shū)畫(huà)鑒定設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多級(jí)放大倍數(shù)的書(shū)畫(huà)備案鑒定裝置。

背景技術(shù)：

書(shū)畫(huà)行業(yè)存在大量的贗品假貨，使得書(shū)畫(huà)市場(chǎng)混亂真假難分，藝術(shù)家被侵權(quán)、收藏愛(ài)好者受經(jīng)濟(jì)損失。為此，國(guó)家提倡為書(shū)畫(huà)等藝術(shù)品建立身份信息，書(shū)畫(huà)行業(yè)涌現(xiàn)了大量的備案鑒定方法和設(shè)備，但經(jīng)過(guò)5年左右的發(fā)展沒(méi)有普及，因?yàn)榇蟛糠謧浒歌b定方法系統(tǒng)復(fù)雜、效率低、失敗率高、防偽能力弱、成本高。

書(shū)畫(huà)放大數(shù)百倍會(huì)展示出內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，不同書(shū)畫(huà)或同一書(shū)畫(huà)不同區(qū)域的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)相同的概率非常小。書(shū)畫(huà)放大100X后會(huì)看到作品的細(xì)節(jié)，放大600X后會(huì)看到紙纖維的排列。不同的放大倍數(shù)會(huì)有相應(yīng)的鑒別角度和意義。

目前書(shū)畫(huà)行業(yè)的備案（建立數(shù)據(jù)庫(kù)保存書(shū)畫(huà)放大圖片）與鑒定（調(diào)取備案的圖片來(lái)比，一致則為原畫(huà)）多是備案放大100X~200X的孤立點(diǎn)，書(shū)畫(huà)普遍仿制的程度在100X以內(nèi)，僅備案若干孤立點(diǎn)無(wú)法保證備案的權(quán)威性，仍會(huì)導(dǎo)致大量高仿作品的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的備案鑒定方法是使用單個(gè)數(shù)碼顯微鏡，手動(dòng)調(diào)節(jié)數(shù)碼顯微鏡的高度、焦距以及光強(qiáng)，僅靠人工經(jīng)驗(yàn)來(lái)尋點(diǎn)和識(shí)別書(shū)畫(huà)作品的真?zhèn)?，該方法長(zhǎng)期以來(lái)嚴(yán)重依賴于人工經(jīng)驗(yàn)，備案鑒定效率很低。書(shū)畫(huà)行業(yè)一次備案多數(shù)在20min，按每天8h計(jì)算，每臺(tái)設(shè)備可備案4800副/年。備案和鑒定過(guò)程不確定因素多，難以保證備案的數(shù)據(jù)有相同的規(guī)范，易產(chǎn)生誤判。

而備案孤立點(diǎn)時(shí)，為提高備案的權(quán)威性，常需要在不同倍數(shù)下備案若干固定點(diǎn)，導(dǎo)致了備案效率低下，而鑒定時(shí)需要根據(jù)已備案的固定點(diǎn)進(jìn)行尋點(diǎn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。手動(dòng)調(diào)節(jié)尋點(diǎn)時(shí)，在不借助任何輔助測(cè)量工具的情況下，幾乎無(wú)法從宏觀尺度找到微觀尺度的一個(gè)點(diǎn)。例如，在600X條件下需要尋找0.1mm²的點(diǎn)，尋點(diǎn)步長(zhǎng)設(shè)置為0.01mm，即使通過(guò)計(jì)算機(jī)掃描1cm²的區(qū)域，則需要處理的像素比對(duì)單元數(shù)為100萬(wàn)個(gè)，借助肉眼幾乎是無(wú)法完成的，若采用運(yùn)算能力低下的比對(duì)系統(tǒng)，則會(huì)導(dǎo)致鑒定效率低，而且誤判率高；若采用運(yùn)算能力高的比對(duì)系統(tǒng)，雖然可顯著提高鑒定效率，但勢(shì)必會(huì)增加設(shè)備成本，不利于推廣使用。而通過(guò)特定算法在一定區(qū)域內(nèi)選取特定的點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)，由于減少了處理量，雖然無(wú)需運(yùn)算能力高的處理系統(tǒng)，一定程度上提高了鑒定效率，但算法的權(quán)威性則難以保證。

如申請(qǐng)公布號(hào)為CN104636733A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)的一種“基于圖像特征的書(shū)畫(huà)作品鑒定方法”，該技術(shù)方案主要包括以下步驟：首先建立數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)筆墨軌跡的形式化表現(xiàn)方式，以及分析局部的筆畫(huà)特征與紙張紋路構(gòu)圖之間的聯(lián)系，鎖定各書(shū)畫(huà)作品所特有的細(xì)微特征，隨后就可以采集待鑒定書(shū)畫(huà)作品的圖像數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)光照一致性處理后系統(tǒng)進(jìn)行提取角點(diǎn)操作，接著進(jìn)行特征匹配運(yùn)算以及異常點(diǎn)的排查和鑒定，最后得出真?zhèn)舞b定結(jié)果。該技術(shù)方案主要通過(guò)建立特征點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，隨后分析查找特征點(diǎn)數(shù)據(jù)的特異性并進(jìn)行比對(duì)，但不同的作品的特征點(diǎn)認(rèn)定存在差異，該算法的兼容性有待考證，且該特征點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的全部為300萬(wàn)像素以上的圖像作為備案，即倍數(shù)不變，因此無(wú)法在不同倍數(shù)下進(jìn)行比對(duì)，并不能有效保證鑒定權(quán)威性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于多級(jí)放大倍數(shù)的書(shū)畫(huà)備案鑒定裝置，從根本上解決了上述問(wèn)題。其具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、備案與鑒定效率高、鑒定結(jié)果可靠、鑒定成本低、防偽能力強(qiáng)、易于推廣等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：該基于多級(jí)放大倍數(shù)的書(shū)畫(huà)備案鑒定裝置包括殼體、主板、顯示屏、存儲(chǔ)單元以及圖像采集裝置，其技術(shù)要點(diǎn)是：所述圖像采集裝置為相對(duì)距離固定的放大倍數(shù)相同或相異的N個(gè)，N≥2，放大倍數(shù)相異的圖像采集裝置為M個(gè)，M≥2，N≥M。

所述鑒定裝置還包括匹配度分析模塊。

所述圖像采集裝置的焦距固定。

所述兩個(gè)以上放大倍數(shù)不同的圖像采集裝置中，相鄰倍數(shù)之間的倍數(shù)比為2~100。

所述殼體內(nèi)設(shè)有調(diào)光裝置。

本發(fā)明還提供了一種基于多級(jí)放大倍數(shù)的書(shū)畫(huà)備案鑒定方法，其技術(shù)要點(diǎn)是，包括以下步驟：

步驟1）備案：在待備案書(shū)畫(huà)上選取備案區(qū)域，通過(guò)N個(gè)的放大倍數(shù)相同或相異的相對(duì)距離固定的圖像采集裝置靜置下拍攝的多個(gè)倍數(shù)的圖片，存入數(shù)據(jù)庫(kù)，N≥2，放大倍數(shù)相異的圖像采集裝置為M個(gè)，M≥2，N≥M；

步驟2）鑒定：提取數(shù)據(jù)庫(kù)中備案的圖片，通過(guò)低倍圖片尋找待鑒定書(shū)畫(huà)上的備案區(qū)域，在同一備案區(qū)域通過(guò)逐級(jí)放大倍數(shù)的方法比對(duì)圖像采集裝置實(shí)時(shí)獲取的待鑒定書(shū)畫(huà)圖像信息與備案圖片，實(shí)時(shí)獲取待鑒定書(shū)畫(huà)圖像信息時(shí)，不斷調(diào)整所有圖像采集裝置的位置使其與備案區(qū)域相對(duì)應(yīng)，直至完成所有備案區(qū)域的比對(duì)。

所述步驟2）中，進(jìn)行不同放大倍數(shù)圖像特征點(diǎn)空間位置對(duì)應(yīng)關(guān)系的檢測(cè)。

所述步驟2）中，調(diào)整圖像采集裝置的位置時(shí)，使用圖像匹配算法計(jì)算出需要調(diào)整的方向和距離，使用者根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)調(diào)整儀器位置。

所述步驟2）中，調(diào)整圖像采集裝置位置時(shí)，通過(guò)圖像匹配算法計(jì)算出需要調(diào)整的方向和距離并保存，記錄調(diào)整的方向和距離，通過(guò)輔助判斷算法鑒定是否為備案的原畫(huà)。

所述輔助判斷算法為，a1為當(dāng)前倍數(shù)條件下實(shí)時(shí)圖像與備案圖片的偏差向量，b1為當(dāng)前倍數(shù)條件下實(shí)時(shí)圖像的移動(dòng)向量，a2為相鄰高倍數(shù)條件下實(shí)時(shí)圖像與備案圖片的偏差向量，c為相鄰高倍數(shù)條件下備案區(qū)域的最小邊長(zhǎng)；

當(dāng)|a1-b1-a2|≥c時(shí)，則判斷為非備案的原畫(huà)。

本發(fā)明的有益效果是：低倍圖像通過(guò)肉眼定位，快速準(zhǔn)確，省時(shí)省力，無(wú)需進(jìn)行全幅的掃描匹配。裝置殼體小巧，可操控性強(qiáng)，中倍或高倍圖像進(jìn)行比對(duì)時(shí)既可以通過(guò)肉眼辨別，節(jié)約制造與使用成本；也可以通過(guò)電子掃描匹配，掃描區(qū)域相對(duì)較小，信息處理量小，鑒定效率高。鑒定時(shí)的顯示屏中的圖像為實(shí)時(shí)圖像，便于實(shí)時(shí)調(diào)整拍攝位置直至與備案點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，以方便比對(duì)。為進(jìn)一步提高判斷的準(zhǔn)確度，將圖像的采集與鑒定設(shè)定在相同的照度下進(jìn)行。另外，還可通過(guò)不同放大倍數(shù)的圖像采集裝置，在多個(gè)不同放大倍數(shù)的圖片之間建立空間對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而進(jìn)一步提高判斷的準(zhǔn)確性。

采用了殼體的封閉結(jié)構(gòu)，因此可通過(guò)調(diào)光裝置有效控制圖像采集時(shí)的光照參數(shù)。而定焦圖像采集裝置的使用，無(wú)需人工調(diào)焦，鏡頭的拍攝高度固定，極大提高了圖像采集效率，將一組備案區(qū)域的備案時(shí)間縮至遠(yuǎn)小于1min，而焦距的固定同時(shí)方便了光照參數(shù)的設(shè)置，使數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)字圖像的參數(shù)保持一致，有效降低了誤判率。

綜上所述，本發(fā)明體積小巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可通過(guò)肉眼與電子掃描的有機(jī)結(jié)合，不但提高了鑒定效率、準(zhǔn)確度，能夠備案書(shū)畫(huà)作品的小區(qū)域、區(qū)域間關(guān)系、不同放大倍數(shù)之間的關(guān)系。鑒定采用備案數(shù)據(jù)之間的關(guān)系來(lái)逐級(jí)尋點(diǎn)，逐級(jí)放大小誤差消除大誤差，尋點(diǎn)快速精確，將一組備案區(qū)域的鑒定時(shí)間縮短至1min以內(nèi)。而且有效降低了鑒定成本，鑒定設(shè)備體積小巧，便于推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的透視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的備案原理示意圖；

圖4~圖6為本發(fā)明的在低中高倍條件下的鑒定原理示意圖；

圖7為本發(fā)明輔助判斷算法的原理示意圖；

圖8為圖像對(duì)應(yīng)關(guān)系鑒定的原理示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1殼體、2低倍攝像頭、3中倍攝像頭、4高倍攝像頭、5顯示屏、6調(diào)光裝置。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合圖1~8，通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。

實(shí)施例1

該基于多級(jí)放大倍數(shù)的書(shū)畫(huà)備案鑒定裝置包括底部設(shè)有開(kāi)口的半封閉的殼體1、設(shè)置在殼體內(nèi)的主板（圖中未示出）、與主板數(shù)據(jù)輸出端電性連接的顯示屏5、與主板數(shù)據(jù)輸入端電性連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、與主板數(shù)據(jù)輸入端電性連接的匹配度分析模塊、與主板數(shù)據(jù)輸出端相連的無(wú)線通訊模塊以及與主板數(shù)據(jù)輸入端電性連接的若干圖像采集裝置，圖像采集裝置為相對(duì)距離固定的放大倍數(shù)相同或相異的N個(gè)，N≥2，放大倍數(shù)相異的圖像采集裝置為M個(gè)，M≥2，N≥M。本實(shí)施例以放大倍數(shù)分別為1X，30X，600X的低倍攝像頭2、中倍攝像頭3、高倍攝像頭4為例。需要說(shuō)明的是，圖像采集裝置可采用攝像頭、數(shù)碼顯微鏡等變焦或定焦的可采集視頻信號(hào)的光學(xué)設(shè)備，但本實(shí)施例為達(dá)到最佳的實(shí)施效果而采用了定焦攝像頭。還在殼體內(nèi)設(shè)置了調(diào)光裝置，其主要包括感光單元，以及可調(diào)光光源，保證備案與鑒定時(shí)的準(zhǔn)確性。還可設(shè)置無(wú)線通訊裝置，可直接與上位機(jī)進(jìn)行交互，不受使用距離的限制，進(jìn)一步提升了體積小巧、易于攜帶、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。一方面，便于將數(shù)字化的圖像上傳至備案數(shù)據(jù)庫(kù)中，另一方面，方便從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取已備案圖片。

顯示屏可采用整塊屏幕，通過(guò)軟件進(jìn)行分屏顯示，也可采用與圖像采集裝置數(shù)量相同的顯示屏。匹配度分析模塊可采用簡(jiǎn)化SIFT算法進(jìn)行匹配，由于備案點(diǎn)的圖像信息處理量小，并配合一定的算法，無(wú)需采用運(yùn)算能力過(guò)高的處理系統(tǒng)，從而節(jié)約了鑒定成本，其具體內(nèi)容不再詳細(xì)陳述。

關(guān)于SIFT算法，已在下述期刊雜志中有所記載：1）劉佳,傅衛(wèi)平,王雯,李娜.基于改進(jìn)SIFT算法的圖像匹配［J］．儀器儀表學(xué)報(bào),2013.34(5):1107-1112；2）鄭永斌,黃新生,豐松江.SIFT和旋轉(zhuǎn)不變LBP相結(jié)合的圖像匹配算法[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào),2013.22(2)：286-292；3）白廷柱,侯喜報(bào).基于SIFT算子的圖像匹配算法研究[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2013.33(6):622-627，文中不再詳細(xì)闡述其內(nèi)容。匹配算法和檢測(cè)算法既可以在主板上運(yùn)算，也可以上傳至服務(wù)器運(yùn)算。

采用上述鑒定裝置的鑒定方法，包括以下步驟：

步驟1）建立作品圖像數(shù)據(jù)庫(kù)：如圖3所示，在待備案作品（例如達(dá)芬奇的油畫(huà)《蒙娜麗莎》）上隨機(jī)選取備案5cm²區(qū)域，將裝置置于區(qū)域上方，點(diǎn)擊屏幕上的備案按鈕（圖中未示出），最終獲得了多個(gè)備案區(qū)域的不同放大倍數(shù)的圖片。點(diǎn)擊一次備案按鈕可獲得與攝像頭數(shù)量相同的不同放大倍數(shù)的圖片，本實(shí)施例每點(diǎn)擊一次可獲得三張備案圖片。（圖3中共備案了兩組區(qū)域，共六張備案圖片），并以數(shù)字化的形式記錄在存儲(chǔ)設(shè)備中，該存儲(chǔ)設(shè)備可采用與設(shè)置在主板上的存儲(chǔ)模塊，也可采用與主板相連的上位機(jī)的存儲(chǔ)硬盤(pán)，也可采用與該主板數(shù)據(jù)輸出端通過(guò)無(wú)線通訊模塊相連的服務(wù)器的存儲(chǔ)單元等。需要說(shuō)明的是，由于不同倍數(shù)攝像頭之間的相對(duì)距離固定，同時(shí)或先后拍攝某一組備案區(qū)域的圖像后，會(huì)由于攝像頭間距而產(chǎn)生不同放大倍數(shù)圖像之間的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而可作為判定依據(jù)，提高判斷的準(zhǔn)確性。

步驟2）通過(guò)作品圖像數(shù)據(jù)庫(kù)鑒定：如圖4~6所示，通過(guò)軟件界面選擇數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)相應(yīng)的備案圖片，點(diǎn)擊屏幕上的鑒定按鈕（圖中未示出），從主板或服務(wù)器上的存儲(chǔ)設(shè)備中調(diào)取相應(yīng)作品備案點(diǎn)的最低倍數(shù)字化圖像信息，并將其顯示在顯示屏上，通過(guò)移動(dòng)裝置的殼體將攝像頭對(duì)準(zhǔn)備案區(qū)域，根據(jù)圖像和備案圖片差別來(lái)調(diào)整殼體的位置，使攝像頭的拍攝位置與顯示屏中備案圖片的位置相互匹配。

此時(shí)，點(diǎn)擊下一步按鈕，則屏幕上顯示該備案區(qū)域內(nèi)的中倍備案圖片，同時(shí)在顯示屏中實(shí)時(shí)顯示中倍攝像頭所拍攝的圖像，根據(jù)圖像和備案圖片差別來(lái)調(diào)整殼體的位置，通過(guò)肉眼或匹配度分析模塊判斷待鑒定作品的真?zhèn)巍?/p>

如匹配，繼續(xù)點(diǎn)擊下一張按鈕，屏幕上顯示該備案區(qū)域內(nèi)的高倍備案圖片，同時(shí)在顯示屏中實(shí)時(shí)顯示高倍攝像頭所拍攝的圖像，根據(jù)圖像和備案圖片差別來(lái)調(diào)整殼體的位置，通過(guò)肉眼或匹配度分析模塊逐級(jí)比對(duì)，判斷待鑒定作品的真?zhèn)?，若全部通過(guò)，則繼續(xù)鑒定其他的備案區(qū)域，直至得出鑒定結(jié)果。鑒定時(shí)所采用的照度條件應(yīng)與作品圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中的照度條件相同，即使存在略微的照度差異，鑒定過(guò)程仍可順利進(jìn)行。調(diào)整圖像采集裝置的位置時(shí)，圖像采集裝置之間的相對(duì)距離保持不變，并且與步驟1）中相對(duì)距離相同，圖像采集裝置的朝向不變，與步驟1）中的朝向相同。

為方便使用，可將顯示屏分成若干區(qū)域（本實(shí)施例為三塊），分別在各顯示區(qū)域上顯示備案圖片以及實(shí)時(shí)拍攝的圖像以及控制界面的內(nèi)容，可根據(jù)使用習(xí)慣而通過(guò)軟件自行設(shè)置各區(qū)域內(nèi)所需顯示的內(nèi)容。

另外需要說(shuō)明的是，為突出備案鑒定裝置顯示屏中的圖像，已對(duì)背景部分進(jìn)行了淡化處理，而為使能夠觀察到放大效果，圖中的放大倍數(shù)可能與實(shí)施例中描述的倍數(shù)并不相同，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明的構(gòu)思下，應(yīng)當(dāng)能夠理解。實(shí)施例中的備案點(diǎn)數(shù)量也并非窮舉，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，備案點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)備案作品的偽造難度，作品中的特異性部分選擇。

實(shí)施例2

在步驟2）中，在其中一組備案區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行空間對(duì)應(yīng)關(guān)系判斷，為簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)，減小屏幕的大小，此時(shí)鑒定裝置只針對(duì)空間參數(shù)進(jìn)行判斷，不會(huì)在顯示屏中顯示相應(yīng)的圖像（如屏幕夠大，則可同時(shí)顯示已備案的兩張空間關(guān)系對(duì)應(yīng)的不同倍數(shù)的圖片，實(shí)時(shí)顯示該區(qū)域相應(yīng)倍數(shù)的影像），例如，圖8中，在備案區(qū)域A中，在高倍和中倍攝像頭間距一定時(shí)，在高倍放大區(qū)域與中倍放大區(qū)域存在一對(duì)相互對(duì)應(yīng)的“△”和“○”，且當(dāng)其中一個(gè)特征（“△”或“○”）位置確定時(shí)，另一個(gè)特征（“○”或“△”）的位置也必然確定，這樣，當(dāng)鑒定作品時(shí)，即使仿制品仿制了兩個(gè)不同的特征（“△”和“○”），也會(huì)由于兩個(gè)特征點(diǎn)之間的距離存在細(xì)小的差距而被鑒別出來(lái)，由此提高了鑒定的準(zhǔn)確度。

相應(yīng)的，該鑒定過(guò)程則要求在備案時(shí)，確定不同倍數(shù)特征點(diǎn)在備案區(qū)域內(nèi)的坐標(biāo)，該坐標(biāo)主要包括特征點(diǎn)最側(cè)部距離備案區(qū)域各邊界的距離，共四個(gè)參數(shù)。檢測(cè)時(shí)則可通過(guò)SIFT算法進(jìn)行運(yùn)算判斷。

說(shuō)明書(shū)中所述的一組備案區(qū)域是指，點(diǎn)擊一次備案按鈕后，所有圖像采集裝置分別進(jìn)行一次圖像采集所包括的備案區(qū)域。

實(shí)施例3

如圖7所示，在輔助鑒定算法中，假設(shè)a1為當(dāng)前倍數(shù)(30X)條件下實(shí)時(shí)圖像與備案圖片的偏差向量，假設(shè)b1為當(dāng)前倍數(shù)(30X)條件下實(shí)時(shí)圖像的移動(dòng)向量，存在偏差a1-b1，假設(shè)a2為相鄰高倍數(shù)（600X）條件下實(shí)時(shí)圖像與備案圖片的偏差向量，存在偏差a1-b1-a2，設(shè)定c為相鄰高倍數(shù)（600X）條件下備案區(qū)域的最小邊長(zhǎng)，為常數(shù)。

設(shè)定當(dāng)|a1-b1-a2|≥c時(shí)，即高倍條件下偏差大于該備案區(qū)域的最小邊長(zhǎng)時(shí)，判斷為非備案的原畫(huà)。

實(shí)施例4

攝像頭共有四個(gè)，放大倍數(shù)依次為1X，10X，10X，400X。