一種紙幣鑑偽的方法及裝置與流程
2023-06-27 19:08:06 2
本發明實施例涉及紙幣檢驗技術領域，尤其涉及一種紙幣鑑偽的方法及裝置。
背景技術：
假幣的存在和泛濫為人們的生活帶來了不良影響，更對金融業安全運行帶來了威脅，甚至會釀成經濟與社會危機，幹擾國家正常經濟秩序。隨著科技的進步，研究人員提供了許多種紙幣鑑偽方法。
一般可以利用鑑別紙幣的水印、冠字號、螢光特性以及金屬線等特徵判斷紙幣的真偽，但是當紙幣為拼接紙幣且拼接的部分均由真幣組成時，常規的鑑偽方式則無法有效地判斷其真偽，造成鑑偽結果不準確的問題。
技術實現要素：
本發明實施例提供一種紙幣鑑偽的方法及裝置，以實現對紙幣的鑑偽，提高鑑偽的準確度。
第一方面，本發明實施例提供了一種紙幣鑑偽的方法，包括：
獲取待鑑偽紙幣的可見光下圖像，並按照第一預設區域選取第一圖案區域,按照第二預設區域選取第二圖案區域，所述第一預設區域和所述第二預設區域為相互分離的兩個區域，且在真幣中，所述第一預設區域的第一預設圖案與所述第二預設區域的第二預設圖案連續；
將所述第一圖案區域和所述第二圖案區域進行拼接，組成第三圖案區域；
在所述第三圖案區域中確定目標圖案，其中，所述目標圖案包括所述第一圖案區域和所述第二圖案區域的拼接邊界；
對所述目標圖案進行邊緣檢測，獲取所述目標圖案的邊緣；
對所述邊緣進行擬合，生成擬合曲線，並判斷所述擬合曲線是否光滑；
當所述擬合曲線光滑時，判斷所述待鑑偽紙幣為真幣。
進一步地，判斷所述擬合曲線是否光滑包括：
對所述擬合曲線求取一階導數，並利用所述一階導數是否可導判斷所述擬合曲線是否光滑。
進一步地，對所述目標圖案進行邊緣檢測，獲取所述目標圖案的邊緣包括：
對所述目標圖案進行傅立葉變換處理，並進行去噪處理；
進行傅立葉反變換，得到處理後圖案；
對所述處理後圖案進行邊緣檢測，獲取所述處理後圖案的邊緣。
進一步地，在進行傅立葉反變換，得到處理後圖案之後，獲取所述處理後圖案的邊緣之前還包括：
計算所述目標圖案的梯度幅值。
進一步地，對所述邊緣進行擬合包括：
利用最小二乘曲線擬合方法生成擬合曲線。
第二方面，本發明實施例還提供了一種紙幣鑑偽的裝置，該裝置包括：圖像獲取模塊，用於獲取待鑑偽紙幣的可見光下圖像，並按照第一預設區域選取第一圖案區域,按照第二預設區域選取第二圖案區域，所述第一預設區域和所述第二預設區域為相互分離的兩個區域，且在真幣中，所述第一預設區域的第一預設圖案與所述第二預設區域的第二預設圖案連續；
圖案拼接模塊，用於將所述第一圖案區域和所述第二圖案區域進行拼接，組成第三圖案區域；
目標圖案確定模塊，用於在所述第三圖案區域中確定目標圖案，其中，所述目標圖案包括所述第一圖案區域和所述第二圖案區域的拼接邊界；
邊緣檢測模塊，用於對所述目標圖案進行邊緣檢測，獲取所述目標圖案的邊緣；
邊緣擬合模塊，用於對所述邊緣進行擬合，生成擬合曲線，並判斷所述擬合曲線是否光滑；
紙幣鑑偽模塊，用於當所述擬合曲線光滑時，判斷所述待鑑偽紙幣為真幣。
進一步地，所述邊緣擬合模塊具體用於：
對所述擬合曲線求取一階導數，並利用所述一階導數是否可導判斷所述擬合曲線是否光滑。
進一步地，所述邊緣檢測模塊包括：
圖案去噪單元，用於對所述目標圖案進行傅立葉變換處理，並進行去噪處理；
圖案反變換單元，用於進行傅立葉反變換，得到處理後圖案；
邊緣獲取單元，用於對所述處理後圖案進行邊緣檢測，獲取所述處理後圖案的邊緣。
進一步地，所述圖案去噪單元，具體用於在進行傅立葉反變換，得到處理後圖案之後，獲取所述處理後圖案的邊緣之前，計算所述目標圖案的梯度幅值。
進一步地，所述邊緣擬合模塊具體用於：
利用最小二乘曲線擬合方法生成擬合曲線。
本發明實施例通過利用真幣中包括可拼接成一個連續圖案的特性，提取由待鑑偽紙幣中兩個圖案拼接的目標圖案並擬合其邊緣曲線，通過判斷擬合曲線是否光滑的方式實現對拼接紙幣的識別，使紙幣鑑偽更有針對性，提高鑑偽效率。
附圖說明
圖1為本發明實施例一提供的一種紙幣鑑偽的方法的流程圖；
圖2a是本發明實施例一提供的一種紙幣鑑偽的方法中的第一圖案區域示意圖；
圖2b是本發明實施例一提供的一種紙幣鑑偽的方法中的第二圖案區域示意圖；
圖3是本發明實施例一提供的一種紙幣鑑偽的方法中的第三圖案區域示意圖；
圖4是本發明實施例二提供的一種紙幣鑑偽的方法的流程圖；
圖5是本發明實施例三提供的一種紙幣鑑偽的方法流程圖；
圖6是本發明實施例三提供的一種紙幣鑑偽的方法中的目標圖案傅立葉變換頻譜圖；
圖7是本發明實施例三提供的一種紙幣鑑偽的方法中的梯度圖像示意圖；
圖8是本發明實施例四提供的一種紙幣鑑偽的方法流程圖；
圖9是本發明實施例五提供的一種紙幣鑑偽的裝置示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便於描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。
實施例一
圖1為本發明實施例一提供的一種紙幣鑑偽的方法的流程圖，本實施例可適用於對紙幣進行鑑偽的情況，該方法可以由紙幣鑑偽裝置來執行，該裝置可由軟體和/或硬體來實現，具體包括如下步驟：
S110、獲取待鑑偽紙幣的可見光下圖像，並按照第一預設區域選取第一圖案區域,按照第二預設區域選取第二圖案區域。
其中，所述第一預設區域和所述第二預設區域為相互分離的兩個區域，且在真幣中，所述第一預設區域的第一預設圖案與所述第二預設區域的第二預設圖案連續。
其中，在各個版本的紙幣中，包括很多可拼接成同一連續圖案的分離區域，因此可利用這一特點對紙幣進行鑑偽。已知在真幣中，第一預設圖案為第一預設區域坐標範圍內對應的圖案，第二預設圖案為第二預設區域坐標範圍內對應的圖案，第一預設圖案與第二預設圖案能夠拼接成連續圖案。本實施例的紙幣鑑偽方法可認為是在已知待鑑偽紙幣的幣種、面向和版本等先驗知識的基礎上進行。由於在紙幣的防偽技術中採用了光變油墨等防偽油墨技術，使紙幣在紅外光或紫外光的照射下紙幣的一部分信息被隱藏，因此本方法中為了保證獲取圖案的完整顯示，獲取待鑑偽紙幣在可見光下的圖像，可以利用第一預設區域和第二預設區域的坐標位置選取待鑑偽紙幣中的第一圖案區域和第二圖案區域。示例性地，圖2a是本發明實施例一提供的一種紙幣鑑偽的方法中的第一圖案區域示意圖，圖2b是本發明實施例一提供的一種紙幣鑑偽的方法中的第二圖案區域示意圖，其中，圖2a中的第一圖案區域是位於待鑑偽紙幣正朝向的左上方區域，圖2b中的第二圖案區域是位於待鑑偽紙幣正朝向的右上方區域。其中，第一圖案區域中包括第一不完整圖案，第二圖案區域中包括第二不完整圖案，如圖2a中左半部分中多個半橢圓構成的不完整圖案可以為第一不完整圖案，圖2b中右半部分中多個半橢圓構成的不完整圖案可以為第二不完整圖案。若待鑑偽紙幣為真幣時，第一不完整圖案和第二不完整圖案可組成完整且連續的多個橢圓圖案。
S120、將所述第一圖案區域和所述第二圖案區域進行拼接，組成第三圖案區域。
其中，第一預設區域在真幣上的第一預設圖案與第二預設區域在真幣上的第二預設圖案連續，因此在真幣上，第一預設圖案與第二預設圖案可拼接成一個連續的圖案，也可以獲得二者的可拼接方向。根據第一圖案區域和第二圖案區域的位置選取以及使得拼接後出現新的完整圖案即可確定二者的拼接方向。將待鑑偽紙幣中第一圖案區域和第二圖案區域按照該方向拼接在一起，組成第三圖案區域。示例性地，圖3是本發明實施例一提供的一種紙幣鑑偽的方法中的第三圖案區域示意圖，圖3中的第三圖案區域是由圖2a中的第一圖案區域和圖2b中的第二圖案區域拼接而成。
S130、在所述第三圖案區域中確定目標圖案。
其中，目標圖案包括第一圖案區域與第二圖案區域的拼接邊界。拼接邊界可以是第一圖案區域和第二圖案區域拼接時，二者重合的邊界線。可根據行和投影以及列和投影的方法分別定位目標圖案的上下邊界和左右邊界。示例性地，在圖3中，區域310是圖3中第三圖案區域對應的目標圖案。在圖3中，截取右邊國徽位置區域，根據國徽位置行和投影確定國徽位置上下邊界坐標，由於國徽區域亮度明顯偏暗，可以根據行和投影特徵計算出國徽的上下邊界。同樣可以利用列和投影特徵確定出「100」字樣的右邊界、國徽位置的左邊界。目標圖案的上下邊界即為國徽位置的上下邊界，左邊界為「100」字樣的右邊界，右邊界為國徽區域的左邊界。
S140、對所述目標圖案進行邊緣檢測，獲取所述目標圖案的邊緣。
其中，邊緣檢測的目的是標識圖像中灰度變化明顯的點，圖像邊緣檢測大幅度地減少了數據量，並且剔除了可以認為不相關的信息，保留了圖像重要的結構屬性。邊緣檢測的方法大致可分為兩類：基於搜索和基於零交叉。基於搜索的邊緣檢測方法首先計算邊緣強度，通常用一階導數表示，用計算估計邊緣的局部方向，通常採用梯度的方向，並利用此方向找到局部梯度模的最大值。基於零交叉的方法找到由圖像得到的二階導數的零交叉點來定位邊緣。通常用拉普拉斯算子或非線性微分方程的零交叉點。其中，目標圖案的邊緣可以是圖案的外側邊緣，也可以是圖案內部中的目標、背景的邊緣。
S150、對所述邊緣進行擬合，生成擬合曲線，並判斷所述擬合曲線是否光滑。
其中，圖像的邊緣帶有豐富的局部信息，是圖像的一種描述，但邊緣曲線不規則，難以描述及應用，因此需要對邊緣曲線進行擬合。示例性的，首先對邊緣點進行判斷，確定邊緣點時可以採用索貝爾邊緣檢測算法，利用全部邊緣點生成外部邊緣，再對外部邊緣進行擬合，擬合邊緣的方法可以有很多種，例如可以用直線對邊緣進行擬合。在本實施例中，由於外側邊緣中包括的邊緣特徵點較多，便於擬合。因此，可以選取圖像中的外側邊緣進行擬合。
S160、當所述擬合曲線光滑時，判斷所述待鑑偽紙幣為真幣。
其中，當擬合曲線光滑時，則為正常鈔票，否則為假鈔。此方法可以用於鑑別拼接的紙幣，由於不同批次印刷時位置有差異，如果是不同批次的兩張紙幣拼湊，則拼接圖案無法完全吻合，提取的拼接圖案外邊界曲線會是斷裂的曲線。此時待鑑偽紙幣為假幣。
本發明實施例通過利用真幣中包括可拼接成一個連續圖案的特性，提取由待鑑偽紙幣中兩個圖案拼接的目標圖案並擬合其邊緣曲線，通過判斷擬合曲線是否光滑的方式實現對拼接紙幣的識別，使紙幣鑑偽更有針對性，提高鑑偽效率。
實施例二
圖4是本發明實施例二提供的一種紙幣鑑偽的方法的流程圖，本發明實施例是在上述實施例基礎上進行的優化，對步驟「判斷所述擬合曲線是否光滑」進行了進一步細化，該方法包括：
S410、獲取待鑑偽紙幣的可見光下圖像，並按照第一預設區域選取第一圖案區域,按照第二預設區域選取第二圖案區域。
S420、將所述第一圖案區域和所述第二圖案區域進行拼接，組成第三圖案區域。
S430、在所述第三圖案區域中確定目標圖案。
S440、對所述目標圖案進行邊緣檢測，獲取所述目標圖案的邊緣。
S450、對所述邊緣進行擬合，生成擬合曲線，並對所述擬合曲線求取一階導數，並利用所述一階導數是否可導判斷所述擬合曲線是否光滑。
其中，在正常情況下，對邊界點進行擬合時，得到的結果應該為一個圓心的橢圓函數，而異常情況下對邊界點進行擬合時，得到的結果則為兩個橢圓函數。可根據擬合結果對紙幣的真偽進行判斷，再判斷擬合曲線是否光滑時，可以利用求取一階導數是否可導的方法。
S460、當所述擬合曲線光滑時，判斷所述待鑑偽紙幣為真幣。
本發明實施例通過利用真幣中包括可拼接成一個連續圖案的特性，提取由待鑑偽紙幣中兩個圖案拼接的目標圖案並擬合其邊緣曲線，通過求取擬合曲線一階導數的方式判斷擬合曲線是否光滑，進而實現對拼接紙幣的識別，求取一階導數判斷擬合曲線是否光滑這種方法簡單易實現，使紙幣鑑偽更有針對性，提高鑑偽效率。
實施例三
圖5是本發明實施例三提供的一種紙幣鑑偽的方法流程圖，本發明實施例是在上述實施例基礎上進行的優化，對步驟「對所述目標圖案進行邊緣檢測，獲取所述目標圖案的邊緣」進行了進一步細化，該方法包括：
S510、獲取待鑑偽紙幣的可見光下圖像，並按照第一預設區域選取第一圖案區域,按照第二預設區域選取第二圖案區域。
S520、將所述第一圖案區域和所述第二圖案區域進行拼接，組成第三圖案區域。
S530、在所述第三圖案區域中確定目標圖案。
S540、對所述目標圖案進行傅立葉變換處理，並進行去噪處理，進行傅立葉反變換，得到處理後圖案，對所述處理後圖案進行邊緣檢測，獲取所述處理後圖案的邊緣。
其中，對目標圖案進行傅立葉變換的目的在於將圖像從空間域轉為頻域之後提取高頻噪聲係數去除噪聲，在去噪後再進行傅立葉反變換，將圖像轉回空間域，繼續其他處理。示例性地，圖6是本發明實施例三提供的一種紙幣鑑偽的方法中的目標圖案傅立葉變換頻譜圖。
S550、對所述邊緣進行擬合，生成擬合曲線，並判斷所述擬合曲線是否光滑。
S560、當所述擬合曲線光滑時，判斷所述待鑑偽紙幣為真幣。
本發明實施例的技術方案採用傅立葉變換的方式將圖像由空間域轉為頻域，進行去噪處理，提高信噪比，使鑑偽結果更加準確。通過利用真幣中包括可拼接成一個連續圖案的特性，提取由待鑑偽紙幣中兩個圖案拼接的目標圖案並擬合其邊緣曲線，通過判斷擬合曲線是否光滑的方式實現對拼接紙幣的識別，使紙幣鑑偽更有針對性，提高鑑偽效率。
在上述技術方案的基礎上，在進行傅立葉反變換，得到處理後圖案之後，獲取所述處理後圖案的邊緣之前還包括：
計算所述目標圖案的梯度幅值。
其中，梯度值可以理解成圖像灰度值的顯著變化的地方，不同的算子對應不同的求梯度的方法，計算梯度圖像時可以採用多種算子，例如可以選擇Sobel算子。在獲取處理後圖案的邊緣之前，計算目標圖案的梯度幅值的目的在於對圖像邊緣進行一下增強，使邊緣更加突出。示例性地，圖7是本發明實施例三提供的一種紙幣鑑偽的方法中的梯度圖像示意圖。
實施例四
圖8是本發明實施例四提供的一種紙幣鑑偽的方法流程圖，本發明實施例是在上述實施例基礎上進行的優化，對步驟「對所述邊緣進行擬合」進行了進一步細化，該方法包括：
S810、獲取待鑑偽紙幣的可見光下圖像，並按照第一預設區域選取第一圖案區域,按照第二預設區域選取第二圖案區域。
S820、將所述第一圖案區域和所述第二圖案區域進行拼接，組成第三圖案區域。
S830、在所述第三圖案區域中確定目標圖案。
S840、對所述目標圖案進行邊緣檢測，獲取所述目標圖案的邊緣。
S850、利用最小二乘曲線擬合方法生成曲線，並判斷所述擬合曲線是否光滑。
其中，按偏差平方和最小的原則選取擬合曲線，並且採用二項式方程為擬合曲線的方法，稱為最小二乘曲線擬合方法，可利用這種方法生成擬合曲線。
S860、當所述擬合曲線光滑時，判斷所述待鑑偽紙幣為真幣。
本發明實施例的技術方案通過利用真幣中包括可拼接成一個連續圖案的特性，提取由待鑑偽紙幣中兩個圖案拼接的目標圖案並利用最小二乘曲線擬合方法擬合其邊緣曲線，採用最小二乘曲線擬合方法得到的擬合結果準確度高，通過判斷擬合曲線是否光滑的方式實現對拼接紙幣的識別，使紙幣鑑偽更有針對性，提高鑑偽效率。
實施例五
圖9是本發明實施例五提供的一種紙幣鑑偽的裝置示意圖，該裝置包括：
圖像獲取模塊910，用於獲取待鑑偽紙幣的可見光下圖像，並按照第一預設區域選取第一圖案區域,按照第二預設區域選取第二圖案區域，所述第一預設區域和所述第二預設區域為相互分離的兩個區域，且在真幣中，所述第一預設區域的第一預設圖案與所述第二預設區域的第二預設圖案連續；
圖案拼接模塊920，用於將所述第一圖案區域和所述第二圖案區域進行拼接，組成第三圖案區域；
目標圖案確定模塊930，用於在所述第三圖案區域中確定目標圖案，其中，所述目標圖案包括所述第一圖案區域和所述第二圖案區域的拼接邊界；
邊緣檢測模塊940，用於對所述目標圖案進行邊緣檢測，獲取所述目標圖案的邊緣；
邊緣擬合模塊950，用於對所述邊緣進行擬合，生成擬合曲線，並判斷所述擬合曲線是否光滑；
紙幣鑑偽模塊960，用於當所述擬合曲線光滑時，判斷所述待鑑偽紙幣為真幣。
進一步地，所述邊緣擬合模塊950具體用於：
對所述擬合曲線求取一階導數，並利用所述一階導數是否可導判斷所述擬合曲線是否光滑。
進一步地，所述邊緣檢測模塊940具體包括：
圖案去噪單元，用於對所述目標圖案進行傅立葉變換處理，並進行去噪處理；
圖案反變換單元，用於進行傅立葉反變換，得到處理後圖案；
邊緣獲取單元，用於對所述處理後圖案進行邊緣檢測，獲取所述處理後圖案的邊緣。
進一步地，所述圖案去噪單元，具體用於在進行傅立葉反變換，得到處理後圖案之後，獲取所述處理後圖案的邊緣之前，計算所述目標圖案的梯度幅值。
進一步地，所述邊緣擬合模塊950具體用於：
利用最小二乘曲線擬合方法生成擬合曲線。
上述紙幣鑑偽的裝置可執行本發明任意實施例所提供的紙幣鑑偽的方法，具備執行紙幣鑑偽的方法相應的功能模塊和有益效果。
注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限於這裡所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護範圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限於以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的範圍由所附的權利要求範圍決定。