全息透镜确定方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

1.本发明涉及防伪领域，尤其涉及一种全息透镜确定方法、装置、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.全息防伪是指制作一种具有动态感和层次感的可视图文信息进行防伪，目前全息透镜由于具有表观颜色清亮、凸感明显、立体效果好、边缘带有彩虹色彩等特点，被广泛应用于外包装的全息防伪领域。
3.通常全息透镜连续表面部分坍陷到一个平面上，在保留表面的弯曲度的基础上，除去了表面大部分的光学材料，使得透镜的折射能量仅发生在透镜表面，在很小的厚度范围内实现较大焦距的透镜效果。然而，全息透镜存在着容易被仿制的问题，在了解全息透镜的原理之后即可制造出相同的全息透镜，导致了全息透镜的防伪效果较低。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种全息透镜确定方法、装置、计算机设备及存储介质，以解决全息透镜的防伪效果低的问题。
5.第一方面，本技术提供一种全息透镜确定方法，所述方法包括：
6.构建球面透镜的模型，并通过所述球面透镜的模型确定透镜灰度图像；
7.基于预设扩大系数对所述透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像；
8.基于预设切割高度对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像；
9.根据所述球面透镜的菲涅尔透镜图像，得到具有类莫尔效应的全息透镜。
10.结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述基于预设切割高度对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像之后，还包括：
11.调整所述菲涅尔透镜图像的扩大系数和切割高度，直到所述菲涅尔透镜图像的条纹粗细值处于预设粗细范围内。
12.结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述构建球面透镜的模型，并通过所述球面透镜的模型确定透镜灰度图像，包括：
13.构建预设精度的球面透镜的模型，将所述球面透镜的高度属性作为透镜灰度图像的图像灰度，并将所述球面透镜的位置属性作为透镜灰度图像沿预设方向的距离，确定透镜灰度图像。
14.结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述基于预设扩大系数对所述透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像，包括：
15.基于预设扩大系数，通过正方形矩阵式的最邻近插值算法对所述透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像。
16.结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述基于预设切割高度对所述透镜
扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像，包括：
17.基于预设切割高度，通过菲涅尔透镜切割算法对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像。
18.结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述球面透镜的模型为沿半径的变焦球面透镜模型。
19.结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，所述球面透镜的模型为凹透镜凸透镜相连的球面透镜模型。
20.第二方面，本技术提供一种全息透镜确定装置，所述装置包括：
21.灰度图像确定模块，用于构建球面透镜的模型，并通过所述球面透镜的模型确定透镜灰度图像；
22.透镜图像扩大模块，用于基于预设扩大系数对所述透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像；
23.透镜图像切割模块，用于基于预设切割高度对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像；
24.全息透镜得到模块，用于根据所述球面透镜的菲涅尔透镜图像，得到具有类莫尔效应的全息透镜。
25.第三方面，本技术提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器执行时，实现如第一方面所述的全息透镜确定方法。
26.第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面所述的全息透镜确定方法。
27.本技术提供了一种全息透镜确定方法，所述方法包括：构建球面透镜的模型，并通过所述球面透镜的模型确定透镜灰度图像；基于预设扩大系数对所述透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像；基于预设切割高度对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像；根据所述球面透镜的菲涅尔透镜图像，得到具有类莫尔效应的全息透镜。通过本技术具有类莫尔效应的全息透镜进行防伪时，相对于现有的全息透镜，还可通过确认是否出现类莫尔效应的光学条纹进行防伪，提高了全息透镜的防伪效果。同时，还可以根据需求调整预设放大系数和预设切割高度，进一步提高了全息透镜的防伪效果。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
29.图1示出了本发明实施例提供的全息透镜确定方法的流程图；
30.图2示出了现有技术提供的球面透镜模型的透镜灰度图像的示意图；
31.图3示出了本发明实施例提供的球面透镜模型的透镜灰度图像的示意图；
32.图4示出了本发明实施例提供的图3中a处的局部放大图像的示意图；
33.图5示出了本发明实施例提供的全息透镜确定装置的结构示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
37.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
39.实施例1
40.请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的全息透镜确定方法的流程图。所述全息透镜确定方法包括以下步骤：
41.步骤110，构建球面透镜的模型，并通过所述球面透镜的模型确定透镜灰度图像。
42.球面透镜的光学作用可以使平行光线形成一个焦点，可对球面透镜进行等高切割或等间距切割得到全息透镜。基于球面透镜的高度和位置，构建球面透镜的数学模型。将三维的球面透镜图像转换为二维的球面透镜图像，通过球面透镜的模型确定球面透镜的透镜灰度图像，其中，透镜灰度图像中的灰度值用于表示球面透镜的高度。
43.作为一个示例，所述构建球面透镜的模型，并通过所述球面透镜的模型确定透镜灰度图像，包括：
44.构建预设精度的球面透镜的模型，将所述球面透镜的高度属性作为透镜灰度图像的图像灰度，并将所述球面透镜的位置属性作为透镜灰度图像沿预设方向的距离，确定透镜灰度图像。
45.构建表示球面透镜x、y、z三个方向的数学模型，其中z方向为球面透镜的高度方向，x方向和y方向为球面透镜的位置方向，为便于理解，本技术的实施例中，球面透镜的模型的预设精度为100nm的最小分辨率。同时，由于需求确定的是球面透镜的二维图像，将球面透镜的高度属性作为透镜灰度图像的图像灰度，并将球面透镜的位置属性作为透镜灰度图像沿预设x方向和y方向的距离，确定二维的透镜灰度图像。通过等高切割透镜灰度图像，
得到全息透镜。
46.记球面透镜中每一点的高度为h，将球面透镜的高度属性作为透镜灰度图像的图像灰度。为便于理解，本技术的实施例中，将计算出的球面透镜中每一点的高度h归一化到对应的灰度值0至255之间。由受光刻机的识别的灰度范围影响，将球面透镜最大高度作为透镜灰度图像的255灰度值，将球面透镜最低高度作为透镜灰度图像的0灰度值，透镜灰度图像的灰度值为0至255均匀渐变灰度。
47.请参阅图2，图2示出了现有技术提供的球面透镜模型的透镜灰度图像的示意图。作为一个示例，所述球面透镜的模型为沿半径的变焦球面透镜模型。
48.为便于理解，本技术的实施例中球面透镜中心沿x方向的距离为m，沿y方向的距离为n，即球面透镜中心点为(m，n)，则球面透镜的模型投影到xy平面上每一点与透镜中心的距离为：
[0049][0050]
其中，(i，j)为球面透镜的到xy平面上除球面透镜中心外的每一点，(m，n)为球面透镜的透镜中心点，r为球面透镜的到xy平面上每一点与透镜中心的距离。
[0051]
通常现有技术提供的球面透镜模型中每一点的高度为：
[0052][0053]
其中，f为球面透镜的焦距，h为球面透镜每一个的高度，r为球面透镜的到xy平面上每一点与透镜中心的距离。
[0054]
如图2所示，球面透镜模型的透镜灰度图像进行扩大后，透镜灰度图像中条纹粗细变化过程中是剧烈快速，不利于全息透镜产生类莫尔效应的光学条纹，进而会影响得到的全息透镜的视觉效果。
[0055]
本技术的实施例中，球面透镜的模型为沿半径的变焦球面透镜模型，其中，沿半径的变焦球面透镜的透镜焦距随着半径增大而逐渐增大。具体地，透镜焦距的变化过程可表示为：
[0056][0057]
其中，f1为沿半径的变焦球面透镜的焦距的变化值，f为沿半径的变焦球面透镜的初始焦距，a为沿半径的变焦球面透镜的初始半径，t为沿半径的变焦球面透镜的半径变化值。
[0058]
由于沿半径的变焦球面透镜的透镜焦距是动态变化的，沿半径的变焦球面透镜的每一点的高度为：
[0059][0060]
其中，h1为沿半径的变焦球面透镜的每一点的高度，f1为沿半径的变焦球面透镜的焦距的变化值，r为沿半径的变焦球面透镜的到xy平面上每一点与透镜中心的距离。
[0061]
请参阅图3，图3示出了本发明实施例提供的球面透镜模型的透镜灰度图像的示意图。本技术构建了半径的变焦球面透镜，在不影响中心区域的全息透镜的凹凸感的基础上，
球面透镜模型的透镜灰度图像的条纹粗细不会出现剧烈快速的变化，有利于全息透镜产生类莫尔效应的光学条纹。
[0062]
作为一个示例，所述球面透镜的模型为凹透镜凸透镜相连的球面透镜模型。
[0063]
凹透镜凸透镜相连的球面透镜中，靠近透镜中心的为凸透镜，远离透镜中心的凹透镜。为便于理解，本技术的实施例中，凸透镜为球面透镜总直径的三分之二，凹透镜为球面透镜总直径的三分之一。球面透镜的总直径三分之二以内为凸透镜，球面透镜的总直径三分之二以外为凹透镜。凹透镜凸透镜相连的球面透镜中凸透镜每一点的高度为：
[0064][0065]
其中，ha为凸透镜每一点的高度，fa为凸透镜的焦距，r为凸透镜的到xy平面上每一点与透镜中心的距离。
[0066]
凹透镜凸透镜相连的球面透镜中凹透镜每一点的高度为：
[0067][0068]
其中，hb为凹透镜每一点的高度，fb为凹透镜的焦距，r为凹透镜的到xy平面上每一点与透镜中心的距离，r
max
为凹透镜凸透镜相连的球面透镜的总直径。
[0069]
请一并参阅图4，图4示出了本发明实施例提供的图3中a处的局部放大图像的示意图。
[0070]
需要理解的是，本实施中，球面透镜的模型可以是凹透镜凸透镜相连的球面透镜模型，也可以是沿半径的变焦球面透镜模型，在此不做限定。沿半径的变焦球面透镜模型的透镜灰度图像进行扩大后，或凹透镜凸透镜相连的球面透镜模型的透镜灰度图像进行扩大后，图3中a处的球面透镜模型的透镜灰度图像的局部放大图像的条纹粗细均匀发生变化，有利于全息透镜产生类莫尔效应的光学条纹。
[0071]
步骤120，基于预设扩大系数对所述透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像。
[0072]
需要理解的是，预设扩大系数是根据实际需求设置的，在此不做限定。为便于理解，本技术的实施例中，预设扩大系数为3倍至5倍范围中的取值。基于预设扩大系数对透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像，其中，透镜扩大图像接近需要得到全息透镜的尺寸，在此不做限定。
[0073]
作为一个示例，所述基于预设扩大系数对所述透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像，包括：
[0074]
基于预设扩大系数，通过正方形矩阵式的最邻近插值算法对所述透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像。
[0075]
具体地，以扩大系数的若球面透镜的模型的一个位置精度为100*100nm为例。若预设扩大系数为3倍，则基于预设扩大系数，通过正方形矩阵式的最邻近插值算法对透镜灰度图像进行等比例扩大，得到位置精度为300*300nm的透镜扩大图像。若预设扩大系数为5倍，则基于预设扩大系数，通过正方形矩阵式的最邻近插值算法对透镜灰度图像进行等比例扩大，得到位置精度为500*500nm的透镜扩大图像。基于预设扩大系数，通过正方形矩阵式的
最邻近插值算法对透镜灰度图像进行等比例扩大，得到的透镜扩大图像中条纹粗细不会出现剧烈快速的变化，有利于全息透镜产生类莫尔效应的光学条纹。
[0076]
步骤130，基于预设切割高度对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像。
[0077]
基于预设切割高度对透镜扩大图像进行等高切割，得到的球面透镜的菲涅尔透镜图像中。使得采用菲涅尔原理等高切割后的透镜模型，部分条纹会出现类莫尔效应的光学条纹。同时，由于条纹的宽度是缓慢均匀变化的，类莫尔效应的光学条纹在部分位置出现又会逐渐消失，不会影响通过菲涅尔透镜图像得到的全息透镜的凸感。
[0078]
作为一个示例，所述基于预设切割高度对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像，包括：
[0079]
菲涅尔透镜在保留表面的弯曲度的基础上，除去了表面大部分的光学材料，使得透镜的折射能量仅发生在透镜表面，在很小的厚度范围内实现较大焦距的透镜效果。基于预设切割高度，通过菲涅尔透镜切割算法对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像。
[0080]
为便于理解，本技术的实施例中，切换后得到菲涅尔透镜图像中条纹深度为2um至3um。基于预设切割高度，通过菲涅尔透镜切割算法对透镜扩大图像进行等高切割，得到球面透镜的菲涅尔透镜图像。相对于普通的透镜，菲涅尔透镜能够传递更多的光。
[0081]
步骤140，根据所述球面透镜的菲涅尔透镜图像，得到具有类莫尔效应的全息透镜。
[0082]
具体地，根据球面透镜的菲涅尔透镜图像，对光刻胶进行曝光、显影、电铸及模压等，得到具有类莫尔效应的全息透镜。需要理解的是，莫尔条纹是图形中两个空间频率相近的周期性光栅纹样重叠后，形成的不同原始图形的第三种可见纹样。类莫尔效应即人眼无法分辨原始图形，并观察到莫尔条纹的光线现象。相对于现有的全息透镜，本技术得到具有类莫尔效应的全息透镜，会出现类莫尔效应的动态随机变化的光学条纹，具有更强的景深感。通过具有类莫尔效应的全息透镜进行防伪时，若未出现类莫尔效应的光学条纹，则确定为伪制的全息透镜。可确认是否出现类莫尔效应的光学条纹进行防伪，提高了全息透镜的防伪效果。同时，还可以根据需求调整预设放大系数和预设切割高度，得到多种不同的具有类莫尔效应的全息透镜，进一步提高了全息透镜的防伪效果。
[0083]
作为一个示例，所述基于预设切割高度对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像之后，还包括：
[0084]
调整所述菲涅尔透镜图像的扩大系数和切割高度，直到所述菲涅尔透镜图像的边缘条纹粗细值处于预设粗细范围内。
[0085]
若步骤130之后得到菲涅尔透镜图像的边缘条纹粗细值处于预设粗细范围内，则不调整菲涅尔透镜图像的扩大系数和切割高度。由于实际得到菲涅尔透镜图像过程中存在误差，若得到菲涅尔透镜图像的边缘条纹粗细值不处于预设粗细范围内，则调整菲涅尔透镜图像的扩大系数和切割高度，以调整尔透镜图像的边缘条纹粗细值，直到菲涅尔透镜图像的条纹粗细值处于预设粗细范围内。
[0086]
需要理解的是，预设粗细范围是根据全息透镜的实际尺寸设置的，在此不做限定。为便于理解，本技术的实施例中，预设粗细范围为500nm至500um。调整菲涅尔透镜图像的扩
大系数和切割高度，直到菲涅尔透镜图像的条纹粗细值处于500nm至500um内。最细的边缘条纹粗细值为500nm，由于最细的边缘条纹与最粗的边缘条纹周期接近，透镜中较细的条纹的切割线与透镜的分辨率矩阵接近时，透镜能够产生类莫尔效应的光学条纹。观察具有类莫尔效应的全息透镜时，相对于普通的全息透镜，可以观察到万花筒般的视觉效果，提高了全息透镜的防伪效果。
[0087]
本技术提供了一种全息透镜确定方法，所述方法包括：构建球面透镜的模型，并通过所述球面透镜的模型确定透镜灰度图像；基于预设扩大系数对所述透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像；基于预设切割高度对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像；根据所述球面透镜的菲涅尔透镜图像，得到具有类莫尔效应的全息透镜。通过本技术具有类莫尔效应的全息透镜进行防伪时，相对于现有的全息透镜，还可通过确认是否出现类莫尔效应的光学条纹进行防伪，提高了全息透镜的防伪效果。同时，还可以根据需求调整预设放大系数和预设切割高度，进一步提高了全息透镜的防伪效果。
[0088]
实施例2
[0089]
请参阅图5，图5示出了本发明实施例提供的全息透镜确定装置的结构示意图。图5中的全息透镜确定装置200包括：
[0090]
灰度图像确定模块210，用于构建球面透镜的模型，并通过所述球面透镜的模型确定透镜灰度图像；
[0091]
透镜图像扩大模块220，用于基于预设扩大系数对所述透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像；
[0092]
透镜图像切割模块230，用于基于预设切割高度对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像；
[0093]
全息透镜得到模块240，用于根据所述球面透镜的菲涅尔透镜图像，得到具有类莫尔效应的全息透镜。
[0094]
作为一个示例，所述全息透镜确定装置200，还包括：
[0095]
菲涅尔透镜图像调整模块，用于调整所述菲涅尔透镜图像的扩大系数和切割高度，直到所述菲涅尔透镜图像的条纹粗细值处于预设粗细范围内。
[0096]
作为一个示例，所述灰度图像确定模块210，还用于构建预设精度的球面透镜的模型，将所述球面透镜的高度属性作为透镜灰度图像的图像灰度，并将所述球面透镜的位置属性作为透镜灰度图像沿预设方向的距离，确定透镜灰度图像。
[0097]
作为一个示例，所述透镜图像扩大模块220，还用于基于预设扩大系数，通过正方形矩阵式的最邻近插值算法对所述透镜灰度图像进行等比例扩大，得到透镜扩大图像。
[0098]
作为一个示例，所述透镜图像切割模块230，还用于基于预设切割高度，通过菲涅尔透镜切割算法对所述透镜扩大图像进行等高切割，得到所述球面透镜的菲涅尔透镜图像。
[0099]
作为一个示例，所述球面透镜的模型为沿半径的变焦球面透镜模型。
[0100]
作为一个示例，所述球面透镜的模型为凹透镜凸透镜相连的球面透镜模型。
[0101]
全息透镜确定装置200用于执行上述的全息透镜确定方法中的对应步骤，各个功能的具体实施，在此不再一一描述。此外，实施例1中可选示例也同样适用于实施例2的全息
透镜确定装置200。
[0102]
本技术实施例还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器执行时，实现如实施例1所述的全息透镜确定方法。
[0103]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如实施例1所述的全息透镜确定方法。
[0104]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0105]
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
[0106]
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0107]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。