狭缝光栅防伪方案的设计与实现
摘要：随着防伪技术的不断发展，光栅防伪技术因其防伪信息隐蔽性好、防伪性
能高等优点得到了印刷行业的极度重视，其基本原理是通过对半色调图像进行防伪处理，实现在半色调图像中隐藏防伪信息的目的。经过光栅防伪处理后的半色调图像印刷后与没有经过防伪处理的半色调图像没有明显的差别，但是如果将对应参数的光栅片覆盖于半色调图像上时，旋转光栅片到特定角度时就可以看到隐藏在半色调图像中的信息。本文主要介绍关于光栅防伪技术的背景意义，以及国内外研究现状，从而为狭缝光栅防伪方案的设计与实现奠定基础。
关键字：光栅防伪；半色调图像；光栅片；光栅隐形潜像
1 研究设计背景及意义
凭借销量高、利润大等优势，烟酒、食品、化妆品等高档包装印品长期稳据包装印刷领域的大半壁江山[1]，然而随着现代印刷技术的不断发展，盗版现象日益严重[2]。假包装及产品充斥市场，严重扰乱了正常的市场秩序，破坏了市场经济导致企业信誉下降、利润缩小、国家税收受损，对消费者心理及健康造成了巨大危害。产品的印刷便成为防伪的主要途径，由此派生的印刷防伪技术成为众多厂家及技术人员广泛关注的焦点。传统的印刷防伪技术主要是利用印刷材料和印刷工序如防伪油墨、特殊承印材料、组合印刷等。这类防伪方法的核心技术往往由材料生产商所掌控，需要购买专用防伪材料，工艺上要增加印刷色组，大大增加了使用成本[3]。同时，这类防伪技术由于其材料很容易采购，一旦被揭密，就会被大量复制，所以其防伪能力非常有限。针对目前防伪技术存在的问题，创造性地提出了光栅隐形潜像防伪技术。在印品的设计开发过程中，通过在印品的图像或平网中隐藏某种特定意义的图案(也可以是文字)信息，随主图案一起印刷出来的防伪技术称为位移潜像防伪技术。由于隐藏图片不会对原图片的层次还原产生明显的影响，因而仅凭肉眼看根本无法察觉到不同。如果使用频率相对应光栅片蒙在印刷品原图上，旋转光栅片角度与原图网线角度一致时，便显示出了隐藏图片的潜像信息，从而达到鉴别商标真假的目的[4]。在半色调图像加网中，设计不同于常用的加网角度，利用对应光栅在对应角度下才能观察到防伪信息，这种防伪方法称为变角度潜像防伪技术[5]。
2 国内外研究状况
2.1 国内研究现状
国内也有将光栅识别隐形图文防伪技术称作开锁式设计技术，但由于起步较晚，制作和应用的广度与深度均有待加强。国内已见诸市场的技术主要在产品包装和证件防伪上进行应用，以方便现场打假识别和认证真伪，采用扰视底纹安全设计技术，并使用解码片来识别包装物的真伪[6]。目前，北京圣德安讯科技发展有限公司已成功开发出“解锁防伪技术”，此技术为制版领域的更高端技术，特别适合于包装领域的应用[7]。其解锁防伪技术即是用一把特制的解锁工具看到在平网、实地色、渐变色、四色图像里面隐藏的文字以及图像信息。实际应用方面，在行业内光栅防伪技术也叫做开锁式防伪技术，多出现在产品包装、纸币防伪和证件防伪上。包装方面:贵州茅台就使用了这种开锁式防伪技术，每瓶酒配有专用的防伪识别器，将防伪识别器照射瓶盖，会在正品的盖顶上看到黑点出现，盖身的原图则会消退，转而出现防伪的隐藏文字“国酒茅台”等;深圳泛彩溢实业有限公司制作的光栅防伪标签，从材料、效果、制版、功能各个方面射击类防伪标签[8];苏州某包装公司，通过柔性版印刷机上的丝网印刷机组，将UV油墨印在香烟盒上形成莫尔条纹的防伪标志，同时制作书签形式的光栅检测器，检测时可以在香烟盒特定部位观察到纵向莫尔条纹。证件防伪方面:2014年的颁发的记者证正面就采用了无色光谱的印刷方式，在正常视觉前提下只能看出装饰花纹的轮廓，只有在紫外光照射下才能展现隐藏的彩色图像;二代居民身份证则有多项防伪技术，其中版纹防伪技术也与文本的研究有关，将精细复杂的花团、线条、缩微文字、浮雕等基本元素制作成多种多样的形态，同时加入防伪元素(比如缩微文字，也属于微结构防伪)来达到防伪效果。学术方面，近几年的研究成果主要体现在隐藏方式和数字光栅两个方面。在隐藏方式的研究方面:浙江东方职业技术学院的唐柱斌等人，根据半色调过程能够设置加网的角度这一原则，在潜像设置阶段，不改变网点相位，而是改变防伪信息的潜像的加网角度，使防伪母版上生成两种加网角度形成混合的半色调图像[9];陕西科技大学的郭凌华等人提出了异色对接的信息嵌入方式，即将防伪标志分为两部分分别嵌入在青版和品版中，最后四色通道叠加将完整的防伪标志拼接在一起，该方法提高了防伪标志的隐蔽性[10];天津科学技术大学的石潇文等人选取双防伪母版将防伪信息嵌入在宿主图像中，即同一个防伪标志经过两个防伪母版调制，光栅识别提取时有两个角度可以准确提取信息，实现了双重防伪功能[11]。在数字光栅的创新方面:陕西科技大学的郭凌华等人提出了一种网点式光栅检测片，即以网点代替原有的线型光栅。经过研究表明，网点式光栅在单色印刷品的防伪上有占有较好的优势，隐藏的信息能够被清晰准确地提取。该光栅制作工艺简单，不增加额外成本，为数字光栅的设计提供了参考;南京林业大学的王晓博等人，研究数字光栅与网点灰度的关系，在几个常用的加网线数下，通过数据分析得到两者之间的匹配函数，为数字光栅的狭缝宽度提供了科学的数据选择[12];北京化工大学的易军凯，在实现直线型光栅识别隐藏信息的基础上，增加光栅的参数设置，介绍了曲线光栅在防伪中的应用。曲线光栅不仅能够达到提取效果，而且还可以增加仿冒者的盗版成本，从一定程度上提高了防伪的可靠性。同时增加光栅参数，引入曲线光栅，增加隐藏信息破解成本，提高信息安全性[13]。
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