專利名稱：基于太赫茲時(shí)域光譜的人民幣可選多特征點(diǎn)透射鑒真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太赫茲技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種基于太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)的人 民幣可選多特征點(diǎn)透射鑒真方法。
背景技術(shù)：
太赫茲(Terahertz，THz)輻射通常指介于微波與紅外光之間，頻率在0. ITHz到 IOTHz (ITHz=I(^Hz)的電磁波，此波段的電磁輻射具有很多獨(dú)特的性質(zhì)。太赫茲波技術(shù)主 要具有以下特點(diǎn)(1)太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)采用相干測量技術(shù)，不僅能獲得太赫茲波瞬時(shí) 電場的幅值信息，同時(shí)還能獲得相位信息。( 太赫茲波段具有豐富的指紋特性，對應(yīng)著大 多數(shù)分子的轉(zhuǎn)動或振動能級，許多有機(jī)分子在太赫茲波段內(nèi)具有指紋譜，可用于物質(zhì)鑒定 或識別。( 太赫茲輻射能透過紙張、陶瓷、塑料、干木片等多種物質(zhì)，可用于這些材料的質(zhì) 量控制。(4)太赫茲輻射光子能量很小，頻率為ITHz的電磁波的光子能量只有-ev，是X 射線的百萬分之一，不會危害到輻射對象，可用于無損檢測。(5)利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù) 可以獲得亞皮秒、飛秒時(shí)間分辨率，而且通過取樣測量技術(shù)，能夠有效地抑制背景輻射噪聲 的干擾，信噪比可以達(dá)到io1Q。中國國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展引發(fā)人民幣現(xiàn)金的廣泛流通，紙質(zhì)人民幣因具有 重量輕，面值大，易攜帶等優(yōu)點(diǎn)，長期以來一直被廣泛使用和流通。但是，經(jīng)常有不法分子 制造的大量假人民幣出現(xiàn)在市面上，極大地干擾了正常的金融秩序，因此精確地鑒定人民 幣的真?zhèn)螌S護(hù)金融秩序、保持人民生活穩(wěn)定有著重要的意義?，F(xiàn)行的人民幣鑒真技術(shù)主 要有磁性鑒別技術(shù)、光學(xué)鑒別技術(shù)等。磁性技術(shù)主要通過檢測印制人民幣號碼時(shí)所用油墨 中氧化鐵、鈷等磁性物質(zhì)以及人民幣上磁性安全線的磁信號強(qiáng)度及磁信號分布來進(jìn)行鑒 別。光學(xué)技術(shù)主要通過檢測真假人民幣在紫外光或紅外光等光線下表現(xiàn)出的不同的透射或 反射光學(xué)特征信號來進(jìn)行鑒別?，F(xiàn)在不法分子制造假人民幣的技術(shù)也日益提高，經(jīng)常有假 幣騙過使用上述技術(shù)的點(diǎn)鈔機(jī)的報(bào)道，而太赫茲波具有的指紋性、紙張穿透性、高時(shí)間分辨 率、高信噪比等特點(diǎn)表明，太赫茲技術(shù)也可用于人民幣鑒真領(lǐng)域。專利文獻(xiàn)(公開號CN101231767A)中方法采用了連續(xù)太赫茲波成像技術(shù)，利用連 續(xù)太赫茲波上下、左右逐點(diǎn)掃描待鑒定疑似人民幣上各點(diǎn)，經(jīng)處理后得到待測幣的太赫茲 圖像，再與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)人民幣太赫茲圖像對比進(jìn)行鑒定。因該方法需逐點(diǎn)掃描待鑒定疑似 人民幣上所有各點(diǎn)，所以影響鑒定速度。另外，該方法采用了連續(xù)太赫茲波，雖然其太赫茲 輻射波長在40m到300 m可 調(diào)，但檢測時(shí)一般僅選用某單一特定波長的太赫茲波掃描各待測點(diǎn)，然后僅利用該波長太 赫茲波透過各待測點(diǎn)之后的光強(qiáng)信息進(jìn)行太赫茲成像，因而無法同時(shí)獲得待測點(diǎn)處物質(zhì)在 寬太赫茲波段范圍內(nèi)的吸收系數(shù)、折射系數(shù)等太赫茲指紋光譜信息，所以太赫茲波的指紋 譜特性并未被得到充分應(yīng)用。太赫茲波的指紋譜特性和紙張穿透性表明，利用離散太赫茲波透射穿過疑似人民 幣的某待測點(diǎn)獲得該待測點(diǎn)的吸收系數(shù)指紋波譜，并利用所獲吸收系數(shù)指紋波譜與正版人民幣上對應(yīng)點(diǎn)的吸收系數(shù)指紋波譜比對，從而鑒定出該待測點(diǎn)是否偽造的方法是可行的。 利用離散太赫茲波透射穿過疑似人民幣所有各點(diǎn)對整張疑似人民幣進(jìn)行鑒定在理論上也 是可行的，但是為獲得疑似人民幣上每一個(gè)透射點(diǎn)的吸收系數(shù)指紋波譜，透射時(shí)必須在每 個(gè)透射點(diǎn)停留一段時(shí)間記錄整個(gè)太赫茲波段電子脈沖的時(shí)域波形，而疑似人民幣上全部透 射點(diǎn)的數(shù)量巨大，導(dǎo)致透射穿過疑似人民幣上所有各點(diǎn)時(shí)所花費(fèi)的總時(shí)間成本過高，是鑒 定機(jī)構(gòu)完全不能接受的。太赫茲波的指紋特性也同時(shí)表明，透射穿過疑似人民幣上少數(shù)幾個(gè)具有不同特征 的透射點(diǎn)就可以對疑似人民幣進(jìn)行鑒定，透射穿過所有各點(diǎn)是完全沒有必要的。但是如果 少數(shù)幾個(gè)特征透射點(diǎn)的方位固定，一旦被造假者利用，反而不利于疑似人民幣的鑒定。因此 如果幾個(gè)特征透射點(diǎn)方位的選取方式由固定選取改為隨機(jī)選取，根據(jù)太赫茲波的指紋特性 以及特征點(diǎn)選取的隨機(jī)性，假幣要想順利通過太赫茲波透射鑒定，造假者制造出的假幣上 每一點(diǎn)的太赫茲吸收系數(shù)譜都必須與真幣上相應(yīng)各點(diǎn)的指紋譜完全一致，而造假者只有在 其制造假幣的技術(shù)、流程、參數(shù)和設(shè)備必須與國家造幣廠完全相同的條件下，才有可能制造 出來以假亂真的假幣，而絕大部分情況下造假者都達(dá)不到這樣的技術(shù)條件。即使造假者有 這樣的技術(shù)條件制造出能通過太赫茲波透射鑒定的假幣，他們制造假幣的成本也遠(yuǎn)高于銷 售假幣的獲得的利潤，故制造假幣得不償失的。所以基于太赫茲時(shí)域光譜的人民幣可選多 特征點(diǎn)透射鑒真方法是完全可行的。太赫茲波的指紋特性和紙張穿透性以及選定待測透射點(diǎn)的隨機(jī)性，可保證本方法 鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性。目前尚無利用離散脈沖太赫茲波且僅掃描待鑒定疑似人民幣上隨機(jī)選 取的少數(shù)幾個(gè)具有不同指紋譜的特征點(diǎn)，并利用正版人民幣各對應(yīng)特征點(diǎn)的太赫茲透射吸 收系數(shù)指紋譜對疑似人民幣的真假進(jìn)行鑒定的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)的人民幣可選多特征點(diǎn)透射鑒真 方法?；谔掌潟r(shí)域光譜的人民幣可選多特征點(diǎn)透射鑒真方法的步驟如下
1)選定正版百元人民幣上全部或若干特征點(diǎn)，構(gòu)建正版人民幣太赫茲指紋譜數(shù)據(jù)庫的 基本數(shù)據(jù)庫和分類數(shù)據(jù)庫；
2)按照正版人民幣太赫茲指紋譜分類數(shù)據(jù)庫中的分類數(shù)據(jù)，利用隨機(jī)方法選定待鑒定 真?zhèn)蔚囊伤迫嗣駧派? - 5個(gè)待測透射特征點(diǎn)；
3)將待鑒定疑似人民幣平鋪在固定架上，并放入THz時(shí)域光譜檢測系統(tǒng)的樣品池中， 使得太赫茲光路焦點(diǎn)位于每個(gè)選定的特征點(diǎn)上，開啟THz時(shí)域光譜檢測系統(tǒng)使離散脈沖太 赫茲波分別透射穿過疑似人民幣的每個(gè)選定的透射特征點(diǎn)，計(jì)算獲得待鑒定疑似人民幣各 選定透射點(diǎn)在0. 2-2. STHz波段范圍內(nèi)的太赫茲吸收系數(shù)光譜；
4)將疑似人民幣上各選定透射特征點(diǎn)的太赫茲吸收系數(shù)光譜與已有的正版人民幣太 赫茲指紋譜數(shù)據(jù)庫的分類數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)各特征點(diǎn)的類別數(shù)據(jù)，以及基本數(shù)據(jù)庫中的對應(yīng)各 特征點(diǎn)的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，判定疑似人民幣上每個(gè)透射點(diǎn)的歸屬，是屬于偽造點(diǎn)、疑 似偽造點(diǎn)還是非偽造點(diǎn)；
5)統(tǒng)計(jì)隨機(jī)選定的3— 5個(gè)透射特征點(diǎn)中偽造點(diǎn)、疑似偽造點(diǎn)和非偽造點(diǎn)的個(gè)數(shù)，判斷 出待鑒定疑似人民幣的真?zhèn)巍?br> 6
所述的正版人民幣太赫茲指紋譜數(shù)據(jù)庫的基本數(shù)據(jù)庫構(gòu)建方法為在THz時(shí)
域光譜檢測系統(tǒng)中，測量沒有放置樣品時(shí)的THz脈沖時(shí)域電場波形作為參考信號Er(t) ；選
定正版百元人民幣上全部或若干特征點(diǎn)；將正版人民幣平鋪在固定架上，并放入檢測系統(tǒng) 的樣品池中，按照特征點(diǎn)編號逐一調(diào)整特征點(diǎn)至太赫茲光路焦點(diǎn)位置，分別測量太赫茲波 垂直穿透正版人民幣上每個(gè)選定特征點(diǎn)之后的一組THz脈沖時(shí)域電場波形作為樣品信號
Es(t)；對時(shí)域參考信號Er(t)和每個(gè)不同特征點(diǎn)對應(yīng)時(shí)域樣品信號Es(t)分別進(jìn)行傅立葉
變換可得到相應(yīng)的頻域譜Er(ω)和Es(ω)利用理論公式計(jì)算出正版人民幣上各選定特征 點(diǎn)的折射率、吸收系數(shù)等光學(xué)參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種基于太赫茲時(shí)域光譜的人民幣可選多特征點(diǎn)透射鑒真方法，其特征在于它的步 驟如下1)選定正版百元人民幣上全部或若干特征點(diǎn)，構(gòu)建正版人民幣太赫茲指紋譜數(shù)據(jù)庫的 基本數(shù)據(jù)庫和分類數(shù)據(jù)庫；2)按照正版人民幣太赫茲指紋譜分類數(shù)據(jù)庫中的分類數(shù)據(jù)，利用隨機(jī)方法選定待鑒定 真?zhèn)蔚囊伤迫嗣駧派? - 5個(gè)待測透射特征點(diǎn)；3)將待鑒定疑似人民幣平鋪在固定架上，并放入THz時(shí)域光譜檢測系統(tǒng)的樣品池中， 使得太赫茲光路焦點(diǎn)位于每個(gè)選定的特征點(diǎn)上，開啟THz時(shí)域光譜檢測系統(tǒng)使離散脈沖太 赫茲波分別透射穿過疑似人民幣的每個(gè)選定的透射特征點(diǎn)，計(jì)算獲得待鑒定疑似人民幣各 選定透射點(diǎn)在0. 2-2. STHz波段范圍內(nèi)的太赫茲吸收系數(shù)光譜；4)將疑似人民幣上各選定透射特征點(diǎn)的太赫茲吸收系數(shù)光譜與已有的正版人民幣太 赫茲指紋譜數(shù)據(jù)庫的分類數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)各特征點(diǎn)的類別數(shù)據(jù)，以及基本數(shù)據(jù)庫中的對應(yīng)各 特征點(diǎn)的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，判定疑似人民幣上每個(gè)透射點(diǎn)的歸屬，是屬于偽造點(diǎn)、疑 似偽造點(diǎn)還是非偽造點(diǎn)；5)統(tǒng)計(jì)隨機(jī)選定的3— 5個(gè)透射特征點(diǎn)中偽造點(diǎn)、疑似偽造點(diǎn)和非偽造點(diǎn)的個(gè)數(shù)，判斷 出待鑒定疑似人民幣的真?zhèn)巍?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太赫茲時(shí)域光譜的人民幣可選多特征點(diǎn)透射鑒 真方法，其特征在于所述的正版人民幣太赫茲指紋譜數(shù)據(jù)庫的基本數(shù)據(jù)庫構(gòu)建方法為在 THz時(shí)域光譜檢測系統(tǒng)中，測量沒有放置樣品時(shí)的THz脈沖時(shí)域電場波形作為參考信號4· ；選定正版百元人民幣上全部或若干特征點(diǎn)；將正版人民幣平鋪在固定架上，并放入檢測系統(tǒng)的樣品池中，按照特征點(diǎn)編號逐一調(diào)整特征點(diǎn)至太赫茲光路焦點(diǎn)位置，分別測量 太赫茲波垂直穿透正版人民幣上每個(gè)選定特征點(diǎn)之后的一組THz脈沖時(shí)域電場波形作為樣品信號馬⑴；對時(shí)域參考信號艮 和每個(gè)不同特征點(diǎn)對應(yīng)時(shí)域樣品信號尾⑴分別進(jìn)行傅立葉變換可得到相應(yīng)的頻域譜盡( )和藎(￠)；利用理論公式計(jì)算出正版人民幣上各 選定特征點(diǎn)的折射率、吸收系數(shù)等光學(xué)參數(shù)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太赫茲時(shí)域光譜的人民幣可選多特征點(diǎn)透射鑒真 方法，其特征在于所述的正版人民幣太赫茲指紋譜數(shù)據(jù)庫的分類數(shù)據(jù)庫構(gòu)建方法為逐一分析正版人民幣各特征點(diǎn)吸收系數(shù)指紋譜中吸收峰的位置及吸收峰強(qiáng)度特征，首先對所有 特征點(diǎn)做出基本分類，即將具有相同或相近吸收峰位的特征點(diǎn)歸為同一個(gè)類別；然后在每 一個(gè)基本分類中，對其中的特征點(diǎn)繼續(xù)分類，將其中具有相近峰位且強(qiáng)度大小相近的多個(gè) 特征點(diǎn)歸為同一個(gè)子類別，特別要將其中具有相近峰位但強(qiáng)度明顯超大或超小的特征點(diǎn)單 獨(dú)歸為一個(gè)子類別等；最終構(gòu)建出正版人民幣太赫茲指紋譜數(shù)據(jù)庫的分類數(shù)據(jù)庫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太赫茲時(shí)域光譜的人民幣可選多特征點(diǎn)透射鑒真 方法，其特征在于所述的按照正版人民幣太赫茲指紋譜分類數(shù)據(jù)庫中的分類數(shù)據(jù)，利用隨 機(jī)方法選定待鑒定真?zhèn)蔚囊伤迫嗣駧派? — 5個(gè)待測透射特征點(diǎn)步驟，包括兩個(gè)隨機(jī)性，一 為正版人民幣特征點(diǎn)類別的隨機(jī)選取，二為每個(gè)選定的正版人民幣特征點(diǎn)類別中對應(yīng)的待 鑒定疑似人民幣上的待測透射特征點(diǎn)的隨機(jī)選取，即僅需掃描隨機(jī)選定的少數(shù)幾個(gè)具有不 同指紋譜的特征點(diǎn)而無需逐點(diǎn)掃描所有各點(diǎn)，具體為如果正版人民幣指紋數(shù)據(jù)庫特征點(diǎn) 的基本類別的個(gè)數(shù)大，則利用隨機(jī)數(shù)表或隨機(jī)數(shù)生成軟件直接從中隨機(jī)選取3 - 5個(gè)基本 類別，然后再利用隨機(jī)數(shù)表或隨機(jī)數(shù)生成軟件從每個(gè)選定的基本類別所含所有特征點(diǎn)中分 別隨機(jī)選取1個(gè)特征點(diǎn)，總計(jì)選取3 - 5個(gè)特征點(diǎn)；如果正版人民幣指紋數(shù)據(jù)庫特征點(diǎn)的基 本類別的個(gè)數(shù)小，則首先利用隨機(jī)數(shù)表或隨機(jī)數(shù)生成軟件從無子類別的基本類別中隨機(jī)選 取1 一 2個(gè)基本類別，并且從有子類別的基本類別中隨機(jī)選取1 一 2個(gè)基本類別，共計(jì)選取 2 - 3個(gè)基本類別，再利用隨機(jī)數(shù)表或隨機(jī)數(shù)生成軟件直接從每個(gè)選定的無子類別的基本 類別所含所有特征點(diǎn)中分別隨機(jī)選取1個(gè)特征點(diǎn)，而從每個(gè)選定的有子類別的基本類別中 隨機(jī)選取1 一 3個(gè)子類別，共計(jì)選取1 一 3個(gè)子類別，再利用隨機(jī)數(shù)表或隨機(jī)數(shù)生成軟件從 每個(gè)選定的子類別中所含所有特征點(diǎn)中分別隨機(jī)選取1個(gè)特征點(diǎn)，總計(jì)隨機(jī)選取3 — 5個(gè) 特征點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太赫茲時(shí)域光譜的人民幣可選多特征點(diǎn)透射鑒真 方法，其特征在于所述的將疑似人民幣上各選定透射特征點(diǎn)的太赫茲吸收系數(shù)光譜與已有 的正版人民幣太赫茲指紋譜數(shù)據(jù)庫的分類數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)各特征點(diǎn)的類別數(shù)據(jù)，以及基本數(shù) 據(jù)庫中的對應(yīng)各特征點(diǎn)的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，判定疑似人民幣上每個(gè)透射點(diǎn)的歸屬， 是屬于偽造點(diǎn)、疑似偽造點(diǎn)還是非偽造點(diǎn)步驟，包括對于疑似人民幣上每個(gè)透射點(diǎn)，計(jì)算 出透射點(diǎn)吸收系數(shù)譜中在0. 2-2. STHz波段范圍內(nèi)出現(xiàn)吸收峰位的總數(shù)及各個(gè)吸收峰的峰 位，判斷該透射點(diǎn)是否與正版人民幣上對應(yīng)特征點(diǎn)屬于同一基本類別，如果不屬同一基本 類別，判定此透射點(diǎn)為偽造點(diǎn)，如果同屬一個(gè)基本類別，則需繼續(xù)比照該透射點(diǎn)與正版人民 幣上對應(yīng)特征點(diǎn)的吸收峰位、峰強(qiáng)數(shù)據(jù)，兩系列數(shù)據(jù)如果不一致，則判定此透射點(diǎn)為疑似偽 造點(diǎn)，如果兩系列數(shù)據(jù)一致，則繼續(xù)比照在0. 2-2. STHz波段范圍內(nèi)的全部吸收系數(shù)大小， 如果吸收系數(shù)差異大，則判定此透射點(diǎn)為疑似偽造點(diǎn)，如果吸收系數(shù)差異不大，則判定此透 射點(diǎn)為非偽造點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太赫茲時(shí)域光譜的人民幣可選多特征點(diǎn)透射鑒真 方法，其特征在于所述的統(tǒng)計(jì)隨機(jī)選定的3 — 5個(gè)透射特征點(diǎn)中偽造點(diǎn)、疑似偽造點(diǎn)和非偽 造點(diǎn)的個(gè)數(shù)，判斷出待鑒定疑似人民幣的真?zhèn)尾襟E，包括首先統(tǒng)計(jì)隨機(jī)選定的3 — 5個(gè)透 射特征點(diǎn)中偽造點(diǎn)、疑似偽造點(diǎn)和非偽造點(diǎn)的個(gè)數(shù)，如果3 — 5個(gè)透射特征點(diǎn)中偽造點(diǎn)的個(gè) 數(shù)在一個(gè)或一個(gè)以上，則判定待鑒定疑似人民幣為假幣，如果3 — 5個(gè)透射特征點(diǎn)中疑似偽 造點(diǎn)的個(gè)數(shù)在兩個(gè)或兩個(gè)以上，判定待鑒定疑似人民幣為假幣，其他情況均判定待鑒定疑似人民幣為真幣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于太赫茲時(shí)域光譜的人民幣可選多特征點(diǎn)透射鑒真方法。該方法首先利用離散脈沖太赫茲波透射穿過百元正版人民幣中全部或選定特征點(diǎn)，構(gòu)建出正版人民幣太赫茲吸收系數(shù)指紋譜數(shù)據(jù)庫，然后根據(jù)其中的分類數(shù)據(jù)，利用隨機(jī)方法選定待鑒定真?zhèn)蔚囊伤迫嗣駧派蟽H3－5個(gè)待測透射點(diǎn)，使離散脈沖太赫茲波分別透射穿過每個(gè)選定透射點(diǎn)，獲得各透射點(diǎn)的太赫茲吸收系數(shù)光譜，再將各光譜與指紋譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對分析，判定出每個(gè)透射點(diǎn)是否偽造的歸屬，進(jìn)而判定待鑒定疑似人民幣的真?zhèn)?。太赫茲波的指紋特性和紙張穿透性以及選定待測透射點(diǎn)的隨機(jī)性，保證了鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性。本方法無需全局掃描，只需掃描少數(shù)幾個(gè)特征點(diǎn)，極大地縮短了鑒定時(shí)間。
文檔編號G07D7/12GK102147941SQ20111004770
公開日2011年8月10日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者侯迪波, 劉半藤, 周澤魁, 岳飛亨, 康旭升, 張光新, 陳錫愛, 黃平捷 申請人:浙江大學(xué)