磁图像防伪系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种磁图像防伪系统，其用于对包含有磁图像的待测物进行检测，其特征在于，包括：磁性传感器，其用于对待测物进行扫描并得到待测物中的磁磁图像信号，所述磁性传感器包括多个用于同时检测待测物的磁图像信号磁性传感单元；图像分析模块，其用于接收所述磁性传感器输出的磁图像信号，并用于将所述磁图像信号与标准磁图像信号进行比对得到真伪结果。本发明采用上述结构和方法，通过检测磁图像实现了高级别的防伪。
【专利说明】磁图像防伪系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及防伪保密领域，特别涉及一种磁图像防伪方法及系统。
[0002]
【背景技术】
[0003] 在日常生活中，磁性保密技术应用非常广泛，如银行卡、支票、保密文件、钞票、超 市商品和图书馆的金属条等，都含有磁性材料用于防伪保密，现有的磁性保密技术为使用 磁头对使用磁性保密技术的物体的部分保密区域做粗略的扫描，得到简单的磁信号波形再 跟标准信号进行核对达到防伪保密的目的。如钞票的一段磁性条，支票的磁性油墨字符这 些比较简单的保密图形，随着近年来造假者的技术的提升，伪造简单的磁性保密图形和磁 性条已经成为一种常规技术，不难看出，现有的简单粗糙的磁性保密技术面对越来越先进 的制假技术已经不能够有效地实现保密效果。
[0004]
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明提供了一种磁图像防伪系统及方法，通过采用多个磁性传 感单兀以提1?防伪级别。
[0006] 本发明公开了一种磁图像防伪系统，其用于对包含有磁图像的待测物进行检测， 其特征在于，包括 ： 磁性传感器，其用于对待测物进行扫描并得到待测物中的磁图像信号，所述磁性传感 器包括多个用于同时对待测物的磁图像信号检测的磁性传感单元； 图像分析模块，其包括存储器以存储标准磁图像信号，还包括处理器以接收所述磁性 传感器输出的磁图像信号并将所述磁图像信号与标准磁图像信号进行比对得到结果。
[0007] 优选地，所述磁性传感器还包括用于对磁图像信号进行处理并将处理后的磁图像 信号传输至图像分析模块的电路模块。
[0008] 优选地，所述电路模块包括降噪单元、放大单元、模数转换单元中的一个或多个。
[0009] 优选地，所述磁性传感器还包括励磁。
[0010] 优选地，所述励磁为电磁铁或永磁体。
[0011] 优选地，所述磁性传感单元包括具有一个桥臂的单电阻、具有两个桥臂的半桥、具 有两个桥臂的梯度半桥、具有四个桥臂的全桥、具有四个桥臂的梯度全桥中的一种或几种。
[0012] 优选地，所述桥臂由一个或多个磁性传感元件串联和/或并联构成。
[0013] 优选地，所述磁性传感元件为霍尔元件、各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件或磁 性隧道结元件中的一种或多种。
[0014] 优选地，多个所述磁性传感单元呈线性或矩阵状排布，多个所述磁性传感单元被 配置为一具有工作平面的芯片，该工作平面与待测物的磁图像形成一不为〇或180°的夹 角。
[0015] 一种磁图像防伪方法，其用于对包含有磁图像的待测物进行检测，其特征在于，包 括以下步骤： 磁性传感器中的每个磁性传感单元对包含有磁图像的待测物进行扫描； 磁性传感器通过使用多个磁性传感单元扫描多路信号得到待测物中的磁图像信号； 磁性传感器将检测到的磁图像信号传输至图像分析模块； 图像分析模块将检测到的磁图像信号与标准的磁图像信号进行比对以得到结果。
[0016] 本发明采用上述结构和方法，通过采用多个磁性传感单元检测待测物以得到磁图 像?目号，从而提1? 了测量精度，进而提1? 了防伪级别。
[0017]
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本申请研发的磁性传感器扫描磁图像信号的数据图。
[0019] 图2是本申请的磁图像防伪系统的结构示意图。
[0020] 图3是本申请中磁图像传感器的电路图。
[0021]
【具体实施方式】
[0022] 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护 的范围。
[0023] 由上述【背景技术】我们可以知道现有的磁性防伪技术非常简单，防伪等级比较低， 针对这个问题，本发明披露了一种用检测磁图像级别分辨率的防伪方式来提高保密等级的 方法，其步骤如下： 首先，磁性传感器21中的多个磁性传感单元41通过扫描待测物11的信号图像12的 磁信号，然后磁性传感器21将原始磁信号处理(放大，降噪，模数转换等）后得到磁图像信 号，再将磁图像信号传递至图像分析模块22,图像分析模块22通过将磁图像信号和标准信 号对比以达到鉴伪的目的。
[0024] 图2是本申请的磁图像防伪系统的结构示意图。如图所示，该系统包含待测物11、 磁性传感器21以及图像分析模块22。待测物11具有信号图像12,该图像包含硬磁和/或 软磁材料。磁性传感器21包括多个磁性传感单元41和电路模块43,多个磁性传感单元41 可以对待测物11进行同时检测。每个磁性传感单元41的输出信号为一行随时间或路程变 化的信号，多路同时扫描的信号即形成多行随时间或路程变化的多路信号总图，可理解为 将多路磁信号组合成一个图像信号，单位空间内的磁性传感单元41越多，分辨率就越高， 测量精度就越高。多个磁性传感单元41和电路模块43可通过柔性PCB43(或PCB)电连接， 或电路模块43位于PCB上，磁性传感单元41和电路模块43通过焊线或焊球电连接。工作 时磁性传感单元41检测待测物11的信号图像12的漏磁场31，其输出信号可以通过电路 模块43进行处理。电路模块43可以包括降噪单元、放大单元、模数转换单元中的一个或多 个以对信号图像12进行放大、降噪、解码，并最终得到磁图像信号12。电路模块43还可以 将处理后的磁图像信号传输至图形分析模块22。图像分析模块，其包括用于存储标准磁图 像信号的存储器和用于将所述磁图像信号与标准磁图像信号进行比对得到结果的处理器。 图像分析模块22通过输入端接收磁性传感器21输出的磁图像信号并传输至处理器，处理 器通过写入的程序将该磁图像信号和标准信号对比以达到鉴别真伪的目的。图像分析模块 22还可以通过处理器对磁图像信号12进行拼接、旋转、叠加、删除、放大中的一种或几种等 处理。
[0025] 在一个优选的实施方式中，磁图像防伪系统还可以包括由电磁铁或永磁体制成 的励磁，励磁的作用是给软磁材料施加激励磁场以磁化软磁材料，软磁材料只有磁化后才 能被测量，因而采用本实施方式中的磁图像防伪系统可以对含有软磁材料的待测物进行检 测。常用的磁性介质多为硬磁材料，因此励磁可根据实际用途作为可选部件。图3是本申 请人研发的磁性传感器的电路图。如图所示，多个传感单元41的输出信号经过放大单元 AMP放大后传递至模拟开关64MUX1，模拟开关通过时钟单元CNT6控制逐一将每路信号输 出至图像分析模块22。图像分析模块22通常为一单片机，也可以是PC或其他信号处理设 备，其具有存储器存储标准信号数据，每路输出信号在输出时即可与标准信号核对，也可以 在所有信号输出后与标准信号核对，也可以选取部分信号与标准信号核对。
[0026] 待测物11在肉眼以及光学设备下无法识别信号图像12和背景，如图1左图所示， 该信号图像12为一高分辨率图形，扫描待测物的磁性传感器21也为一高分辨率磁性传感 器，可以实现对高分辨率磁图像的识别，附图1中的笑脸12为磁图像信号图的概念图，实际 测量中该磁图像信号为一高分辨率灰度图。磁图像信号为电信号(通常为电压)，每一个信 号点即为磁图像信号的一个点，图像分析模块可以是单片机，通过简单的标准信号对比即 可完成鉴伪。
[0027] 实现磁图像级别的扫描是目前应用中的一个问题，本发明采用多个磁性传感单元 41。多个磁性传感单元41排成单列或组成矩阵对待测物同时进行扫描，即可得到多路传感 单元的扫描信号，多组传感单元的电压-时间信号合在一起即可视为一个磁图像信号，单 位空间内集成的传感单元越多，扫描出来的磁图像信号的分辨率就越高。在本实施方式中， 考虑到成本、扫描精度等因素，相比简单的磁性条单路信号，磁图像信号精度更高，因此提 1? 了防伪等级。
[0028] 现有的主流磁性传感器是采用霍尔元件为敏感元件，其灵敏度、精度较低，且体积 较大，霍尔传感器难以制成密度较大的多路磁头，因此扫描的磁图像分辨率低，无法实现更 高精度的扫描。
[0029] 中国申请号为201310131834. 1和201310131459.0的专利披露了以MR (磁电阻） 元件，尤其是以各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件和磁性隧道结元件为敏感元件的磁性 传感器，由于该类传感元件具有高精度、体积小的特点，通过此类磁性传感器可以实现高分 辨率高精度的扫描。
[0030] 霍尔元件传感器单元的密度为每英寸内的个数通常为十到几十(虽然霍尔元件的 传感器分辨率较低，但是即便是分辨率较低的磁磁图像信号依旧比现有的磁条式磁性防伪 技术的精度要高得多）这个时候体积更小，精度更高的各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件 和磁性隧道结元件则成为了优先选择，理论上来说，采用磁性隧道结元件为敏感元件的磁 性传感单元间距可以达到几微米甚至纳米级别，其每英寸内的个数为上百乃至上万。由常 识可以知道当芯片倾斜或垂直于待测面时，所占用传感器内的空间最小，因此多个磁性传 感单元41与待测物11所在平面X-Y垂直或呈一夹角而不是平行，这样可以最大范围实现 高密度的集成。当一定空间内的传感单元越多，即高密度集成时，其磁图像信号的分辨率越 1?，测量精度就越1?，相应的，防伪等级就越
[0031] 磁性传感单元的结构优选的为半桥和全桥结构，考虑到抗干扰需求，可以是梯度 半桥或梯度全桥结构，也可以设置为单一电阻。上述的半桥和梯度半桥包含两个物理性质 相同的桥臂，全桥和梯度全桥包含四个桥臂，单电阻只有一个桥臂。其中每个桥臂由一个或 多个物理性质相同的磁性传感元件串联和/或并联而成。在实际应用中，采用梯度半桥或 梯度全桥结构为最优方案，因为梯度计结构可以极大的抗磁性干扰，具体可参考中国公开 号为102590768A的专利。而惠斯通全桥也是较优的方案，由于推挽全桥的四个电阻同时变 化，参考全桥相对的两个电阻同时变化，因此有较强的抗电子干扰能力。在传感器工业中， 由于桥式结构的特性为温度特性好（当温度影响电阻时，桥式传感器的所有电阻同时变化， 可抵消温度带来的影响)，往往作为优先选择。
[0032] 注：由于信号图像的磁信号转化为的磁图像信号和信号图像基本相同，在本申请 的说明书中，信号图像和磁图像信号采用相同的编号。
[0033] 应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的 而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记 载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1. 一种磁图像防伪系统，其用于对包含有磁图像的待测物进行检测，其特征在于，包 括： 磁性传感器，其用于对待测物进行扫描并得到待测物中的磁图像信号，所述磁性传感 器包括多个用于同时对待测物的磁图像信号检测的磁性传感单元； 图像分析模块，其包括存储器以存储标准磁图像信号，还包括处理器以接收所述磁性 传感器输出的磁图像信号并将所述磁图像信号与标准磁图像信号进行比对得到结果。
2. 根据权利要求1所述的磁图像防伪系统，其特征在于：所述磁性传感器还包括用于 对磁图像信号进行处理并将处理后的磁图像信号传输至图像分析模块的电路模块。
3. 根据权利要求2所述的磁图像防伪系统，其特征在于：所述电路模块包括降噪单元、 放大单元、模数转换单元中的一个或多个。
4. 根据权利要求1或2所述的磁图像防伪系统，其特征在于：所述磁性传感器还包括 励磁。
5. 根据权利要求4所述的磁图像防伪系统，其特征在于：所述励磁为电磁铁或永磁体。
6. 根据权利要求1或2所述的磁图像防伪系统，其特征在于：所述磁性传感单元包括 具有一个桥臂的单电阻、具有两个桥臂的半桥、具有两个桥臂的梯度半桥、具有四个桥臂的 全桥、具有四个桥臂的梯度全桥中的一种或几种。
7. 根据权利要求6所述的磁图像防伪系统，其特征在于：所述桥臂由一个或多个磁性 传感元件串联和/或并联构成。
8. 根据权利要求7所述的磁图像防伪系统，其特征在于：所述磁性传感元件为霍尔元 件、各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件或磁性隧道结元件中的一种或多种。
9. 根据权利要求1或2所述的磁图像防伪系统，其特征在于：多个所述磁性传感单元 呈线性或矩阵状排布，多个所述磁性传感单元被配置为一具有工作平面的芯片，该工作平 面与待测物的磁图像形成一不为〇或180°的夹角。
10. -种磁图像防伪方法，其用于对包含有磁图像的待测物进行检测，其特征在于，包 括以下步骤： 磁性传感器中的每个磁性传感单元对包含有磁图像的待测物进行扫描； 磁性传感器通过使用多个磁性传感单元扫描多路信号得到待测物中的磁图像信号； 磁性传感器将检测到的磁图像信号传输至图像分析模块； 图像分析模块将检测到的磁图像信号与标准的磁图像信号进行比对以得到结果。
【文档编号】G07D7/04GK104157071SQ201410359848
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】王建国, 白建民, 黎伟 申请人:无锡乐尔科技有限公司