一種紙幣鑑別方法及裝置的製作方法

2023-07-04 23:30:01

專利名稱：一種紙幣鑑別方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理及識別技術領域，具體涉及一種紙幣鑑別方法及裝置。
背景技術：
維護金融秩序以及社會公眾利益，嚴防假幣流入市場，紙幣的鑑偽是金融管理機 構尤為關注的問題。在傳統點鈔機、清分機具中基於磁性等傳統鑑偽的方式被大量採用，基 於圖像檢測的方式主要集中在新舊，幣種，汙漬，編碼識別，輔助鑑偽，輔助厚度檢測中。另 外，有些鑑偽特徵，如，05版100元人民幣背面的人民大會堂圖形，在紅外光下大會堂信息 等特徵點可以作為輔助鑑偽手段。但由於這類圖像防偽點容易被仿製導致其鑑偽水平不 尚ο目前在圖像鑑偽的相關技術中，多數鑑偽能力不是很強，在點鈔機和清分機中多 數為輔助鑑偽。如，利用人民幣的紅外圖像防偽，在05版人民幣背面的大會堂圖像為半個， 有些假幣為全部大會堂信息都具備，或沒有。據此可以進行鑑偽。但此特徵在使用紅外油 墨的假幣中很容易被仿製。其他基於圖像的鑑偽點如縮微文字或雕刻凹版印刷等則因為只適合於靜態高分 辨率的圖像識別，在高速點鈔的驗鈔機或清分機裡，由於難以拍攝出高清晰度的圖像而無 法應用在高速點鈔的金融機具中。因此在鑑偽中，傳統的磁鑑偽和螢光鑑偽等方式仍然為 主要的鑑偽方式。此類方式已經是業內的成熟方案，但同樣假幣突破驗鈔機等金融機具的 鑑偽關也是通過高仿磁信息，螢光信息而在實際金融市場裡流通。由於假幣製造技術越來越高明，針對現有的檢驗手段，假幣製作者也在不斷的更 新，採用相應的技術手段應對，可謂「道高一尺，魔高一丈」。為了提高鑑偽水平，快速應對不 斷更新發展的假幣製造手段，必須在現有檢驗手段基礎上，利用當前流通的紙幣上已有的 防偽標識或特徵信息，採用新的檢測鑑偽技術，提高金融機具的鑑別性能，遏制假幣流通， 以維護金融秩序以及社會公眾利益。

發明內容
有鑑於此，本發明提供一種紙幣鑑別方法及裝置，採用透射光獲取紙幣上防偽標 識的圖像，並根據該防偽標識進行紙幣鑑別。本發明實施例提供的一種紙幣鑑別方法，在採用的紙幣鑑別裝置中設置有圖像獲 取單元、光源及走鈔通道，所述圖像獲取單元與光源分別位於紙幣識別裝置的走鈔通道的 兩側，該方法包括
在待測紙幣通過走鈔通道過程中，所述光源照射所述待測紙幣，所述圖像獲取單元利 用所述光源透過所述紙幣的透射光採集所述紙幣上預定位置的防偽標識圖像； 對所採集到的防偽標識圖像進行處理； 根據處理後的防偽標識圖像判定所述紙幣的真偽。本發明實施例還提供一種紙幣鑑別裝置，具有圖像獲取單元、光源、走鈔通道，所述圖像獲取單元與光源分別位於紙幣識別裝置的走鈔通道的兩側；在待測紙幣通過走鈔通 道過程中，所述光源照射所述待測紙幣，所述圖像獲取單元利用所述光源透過所述紙幣的 透射光採集所述紙幣上防偽標識的圖像； 該裝置還包括
圖像處理單元，用於對所採集到的防偽標識圖像進行處理；
判定單元，用於根據所述圖像處理單元處理後的防偽標識圖像判定所述紙幣的真偽。本發明提供的一種紙幣鑑別方法及裝置，採用透射光獲取紙幣上防偽標識的圖 像，通過對所獲取的防偽標識的圖像進行識別，來判定所述紙幣的真偽。可克服反射式成像 下算法處理的局限性。本發明提供的紙幣檢測方案，易於實現，實現成本較低，檢測快捷而 準確，從而可快速檢測出假幣，效果更為明顯。說明書附圖


圖1是本發明實施例提供的紙幣鑑別方法流程圖； 圖2是本發明實施例中提供的紙幣鑑別裝置的架構示意圖； 圖3是本發明實施例提供的一種紙幣鑑別方法中的處理流程圖； 圖4Aa分別為本發明實施例中採集的真假幣的互補對印圖案的圖像； 圖4 分別為本發明實施例中提供的真假幣的互補對印圖案的灰度圖像； 圖4Cc分別為本發明實施例中提供的經去噪及二值化處理後的真假幣互補對印古錢 幣圖案的圖像；
圖4Dd分別為本發明實施例中提供的真假幣互補對印古錢幣圖案的邊緣二值圖； 圖4Ee分別為本發明實施例中提供的真假幣互補對印古錢幣圖案的灰度二值圖； 圖5ab分別為本發明實施例中提供的真假幣互補對印古錢幣圖案的二值投影曲線圖。
具體實施例方式鑑於現有技術中存在的不足，本發明提供的一種紙幣鑑別方法及裝置，採用透射 光獲取紙幣上防偽標識的圖像，通過對所獲取的防偽標識的圖像進行識別，來判定所述紙 幣的真偽。可克服反射式成像下算法處理的局限性。本發明提供的紙幣檢測方案，易於實 現，實現成本較低，檢測快捷而準確，從而可快速檢測出假幣，效果更為明顯。由於真幣互補對印特徵為正面背面一次印刷技術，對印圖案可以精確重合。一般 假幣為正面、背面兩次印刷，因而無法精確重合在互補對印圖案，經常發生錯位，重疊等，只 有在透射情況下才能檢測。本發明提供的一種紙幣鑑別技術方案中，在紙幣識別裝置中設置有圖像獲取單 元、光源及走鈔通道，所述圖像獲取單元與光源分別位於紙幣識別裝置的走鈔通道兩側，參 照圖1，該方法包括如下步驟
SO1，利用光源透過紙幣的透射光採集紙幣上防偽標識的圖像； 在待測紙幣通過走鈔通道過程中，光源照射待測紙幣，圖像獲取單元利用光源透過紙 幣的透射光採集紙幣上防偽標識的圖像；
其中，採集紙幣上防偽標識的圖像，可通過下述方式實現
la)根據檢測到的紙幣規格，確定所述防偽標識可能出現的區域範圍；
lb)控制光源照射待測紙幣上所述區域範圍，控制圖像採集單元採集所述區域範圍的圖像。
或S304，將冠字號碼坐標作為定位膠印對印圖案的基準點，截取互補 膠印圖像；
基於所確定得膠印對印圖案的位置，截取互補膠印圖像；其中，圖像獲取單元可採用接觸式圖像傳感器CIS或CMOS或(XD。防偽標識為正背互補對印圖形，也可以是其他標識，如水印(圖像或數字)、全息磁 性安全線等。S02，對所採集到的防偽標識圖像進行處理；
由於採集到的圖像周邊有噪聲影響或背景有顏色，因此要對防偽標識圖像進行濾波處 理、形態學去噪等處理；和/或
對防偽標識圖像進行圖像二值化等處理。S03，根據處理後的防偽標識圖像判定所述紙幣的真偽。
具體地，對於有些防偽標識，如正背互補對印圖形，在反射下無法看到 重合效果，也就無法進行識別判斷，但在透射下可以很容易採集到正反兩面重合形成的圖 像，可根據重合形成的圖像來判斷紙幣的真偽。例如，對於05版人民幣中採用膠印正背互 補對印的古錢幣圖形，可根據所採集並處理後的圖像中古錢幣圖形是否重合形成完整的古 錢幣圖形。另外，可在紙幣鑑別裝置的走鈔通道入口處設置檢測模塊，當檢測到紙幣通過走 鈔通道入口時，開啟所述光源，並觸發所述圖像獲取單元開始採集所述紙幣上的圖像。這樣 可控制紙幣鑑別裝置的相關功能單元的工作狀態。參照圖2，本發明還提供一種紙幣鑑別裝置200，具有圖像獲取單元10、光源20、走 鈔通道30，該紙幣檢測裝置還包括
圖像獲取單元10與光源20分別位於紙幣識別裝置的走鈔通道30的兩側； 在待測紙幣通過走鈔通道過程中，光源20照射待測紙幣，所述圖像獲取單元10利用光 源20透過所述紙幣的透射光採集紙幣上防偽標識的圖像；
圖像處理單元40，用於對所採集到的防偽標識圖像進行處理； 由於採集到的圖像周邊有噪聲影響或背景有顏色，因此要對防偽標識圖像進行濾波處 理、形態學去噪等處理；和/或
對防偽標識圖像進行圖像二值化處理等。判定單元50，用於根據所述圖像處理單元處理後的防偽標識圖像判定所述紙幣的 真偽。
圖像獲取單元10採用接觸式圖像傳感器CIS或CMOS或(XD。防偽標識為膠印正背互補對印圖形，具體地，如第五套人民幣上採用的古錢幣圖 形。所述判定單元根據所處理後的圖像中對印古錢幣圖形是否重合形成完整的圖形。紙幣鑑別裝置200，還包括
感應單元60a，用於檢測到的紙幣規格，以確定紙幣防偽標識可能出現的區域範圍； 具體實施例中，可採用紅外對管(或其他器件)作為感應單元。控制單元70，用於控制所述光源照射待測紙幣上所述區域範圍，控制所述圖像採 集單元採集所述區域範圍的圖像。
圖像採集單元採集待測紙幣的全幅面圖像；該裝置還包括 定位單元80，用於基於所述全幅面圖像定位防偽標識區域； 圖像獲取單元10根據定位單元80確定的區域獲取防偽標識的圖像。圖像處理單元40，具體包括
第一處理模塊40a，對所述對防偽標識所在區域圖像進行濾波處理、形態學去噪處理； 和/或
第二處理模塊40b，對防偽標識所在區域圖像進行圖像二值化處理；和/或 第三處理模塊40c，用於去除固定噪聲。本發明提供的紙幣鑑別裝置，還包括
檢測單元60b，設置在走鈔通道，用於檢測進入走鈔通道的紙幣；當檢測到紙幣通過走 鈔通道入口，檢測單元60b發出指示信號，開啟所述光源，並觸發圖像獲取單元10開始採集 所述紙幣上的圖像。在本發明的具體實施例中，採集紙幣上防偽標識的圖像，可通過不同的方式實現， 例如，可先採集待測紙幣的全幅面圖像，然後在全幅面圖像中定位偽標識所在區域，再截取 防偽標識的圖像。或者，也可直接根據檢測到的紙幣規格，確定防偽標識可能出現的區域範 圍，然後控制採集防偽標識區域範圍的圖像。在本發明的一個具體實施例中，採用從全幅面圖像中截取防偽標識的圖像，參照 圖3及圖4A和4B，以人民幣互補對印古錢幣圖案為例，具體處理流程如下
5301,鑑別裝置啟動，開始走鈔；
5302,採集待測紙幣的全副圖像；
圖像獲取單元(如CIS，CMOS或(XD)與光源分別位於紙幣識別裝置的走鈔通道兩側，利 用光源透過紙幣的透射光採集紙幣的全副圖像。S303,檢測所採集的圖像，定位冠字號碼位置確定紙幣面向；
根據冠字號碼的正反可確定紙幣面向，進而確定膠印對印圖案(即圖4A及4B中所示的 古錢幣圖案)的位置。S304,將冠字號碼坐標作為定位膠印對印圖案的基準點，截取互補膠印圖像； 基於所確定得膠印對印圖案的位置，截取互補膠印圖像；S305,將互補膠印圖像轉換成灰度圖像，提取互補膠印圖像邊緣，並進行形態學去 噪；
真假幣互補對印古錢幣圖案的灰度圖像分別如圖4C和4D所示。S306,將互補膠印像二值化，根據邊緣信息檢測識別膠印圖案；
圖4E及4F為分別為去噪及二值化處理後的真假幣互補對印古錢幣圖案的圖像，經對 比看出，真假幣的明顯區別。S307,檢測識別互補膠印圖案是否合格？
經對比可以看出，真假幣具有明顯區別。圖4G中所示真幣的互補膠印古錢幣圖案完 整、清楚，而圖4H中所示真幣的膠印互補對印古錢幣圖案模糊且不完整。S308,基於灰度的二值圖和灰度圖配準信息是否正常
根據二值化處理後，圖像中古錢幣圖形是否重合形成完整的古錢幣圖形。從圖41和4J中可看出，真假幣的明顯區別。基於檢測到的膠印互補對印圖案(即古錢幣圖案)輪廓，可以採用基於灰度和基於二值 圖兩種方式進行圖像配準識別。基於二值圖，根據圖案的對稱方向進行投影的到其投影圖，根據投影圖的對稱性 進行配準檢測。舉例如對於人民幣的古錢幣圖，在得到基於灰度的二值圖後，可以同時向水 平方向和垂直方向投影，由於古錢幣在兩個方向上均為對稱的。因此投影圖在基於圖案中 心位置是對稱的，如圖fe所示，因此對於這類特徵在中心點進行左右數據對應相減，所有 相減結果的絕對值進行求和。可得到的殘差和，在真幣中相對於假幣會小很多，因為真幣是 對稱的，而假幣投影圖在基於圖案中心位置是不對稱的，如圖恥所示。基於灰度的相似度計算，從上面已經可以定位到圖案的中心點。從對稱軸方向看 真幣會基本對稱，而假幣則因印刷錯位等原因無法重合，不完全對稱。因此，在定位到對稱 軸後裁剪出左右兩半部分，可採用成熟的基於灰度值的模板匹配技術進行匹配。如圖像差 和(SAD)，圖像差值平方和(SSD)，歸一化互相關係數(NCC)等各種方法。對於SAD、SSD對 稱圖像將比非對稱圖像的數值小的多。NCC則越對稱圖像數值越接近1。因此，根據計算結 果，設定好經驗閾值。可以把真幣和假幣區分開來。在本發明的另一個具體實施例中，直接根據檢測到的紙幣防偽標識可能出現的區 域範圍，採集防偽標識(如，人民幣的互補對印古錢幣圖案)圖像。具體處理流程如下
採集防偽標識所在區域的圖像位置(垂直方向，水平方向的位置根據紙幣面額、面向來 確定)，可而加快處理過程。在防偽標識所在區域的圖像採集過程中，採集的位置可以在不更改硬體結構的前 提下，可通過軟體設置。，根據面向信息，把防偽標識所在區域作為粗定位的位置。。然後進 行圖像採集，並對採集的圖像進行二值化及形態學濾波等處理。根據處理後的圖像對對印 圖案進行精確定位。再利用圖案的對稱性在二值圖和灰度圖裡進行配準，進而鑑別出紙幣 是真幣或者假幣。本發明提供的一種紙幣鑑別方法及裝置，採用透射光獲取紙幣上防偽標識的圖 像，通過對所獲取的防偽標識的圖像進行識別，來判定所述紙幣的真偽。可克服反射式成像 下算法處理的局限性。本發明提供的紙幣檢測方案，易於實現，實現成本較低，檢測快捷而 準確，從而可快速檢測出假幣，效果更為明顯。本發明採用的透射方式進行鑑偽，相對於反射式的圖像分析，硬體成本減少，更加 容易產品化。本發明提供了利用現有的防偽標識，提供了一種新的鑑偽手段，增加鑑偽力 度，結合現有的鑑偽手段，可進一步從根源上防止假幣的流通。由於互補對印技術為印刷技 術裡的高端技術，且對印刷機的要求非常高。假幣很難在色度上和互補圖像的重合程度上 做到和真幣完全一致的效果，假幣很難做到完全配準，一般會出現錯位，重疊等現象。本發明提供的處理算法具有通用性，互補對印技術為各國普遍採用的防偽技術， 實現特點類似。因此算法實現類似，在產品化的時候更容易模塊化，升級更加方便。更容易 達到一機鑑別多國貨幣的要求。根據所述公開的實施例，可以使得本領域技術人員能夠實現或者使用本發明。對 於本領域技術人員來說，這些實施例的各種修改是顯而易見的，並且這裡定義的總體原理 也可以在不脫離本發明的範圍和主旨的基礎上應用於其他實施例。以上所述的實施例僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任 何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種紙幣鑑別方法，其特徵在於，在採用的紙幣鑑別裝置中設置有圖像獲取單元、光 源及走鈔通道，所述圖像獲取單元與光源分別位於紙幣識別裝置的走鈔通道的兩側，該方 法包括在待測紙幣通過走鈔通道過程中，所述光源照射所述待測紙幣，所述圖像獲取單元利 用所述光源透過所述紙幣的透射光採集所述紙幣上預定位置的防偽標識圖像；對所採集到的防偽標識圖像進行處理；根據處理後的防偽標識圖像判定所述紙幣的真偽。
2.如權利要求1所述的紙幣鑑別方法，其特徵在於，所述採集紙幣上防偽標識的圖像， 具體包括根據檢測到的紙幣規格，確定所述防偽標識可能出現的區域範圍；控制所述圖像採集單元採集所述區域範圍的圖像。
3.如權利要求1所述的紙幣鑑別方法，其特徵在於，所述採集紙幣上防偽標識的圖像， 具體包括採集待測紙幣的全幅面圖像，根據檢測到的紙幣規格定位防偽標識區域；獲取所述防偽標識區域的圖像。
4.如權利要求1所述的紙幣鑑別方法，其特徵在於，所述對防偽標識所在區域圖像進 行處理，具體包括對防偽標識所在區域圖像進行濾波處理、形態學去噪處理；和/或對防偽標識所在區域圖像進行圖像二值化處理。
5.如權利要求1所述的紙幣鑑別方法，其特徵在於，還包括檢測到紙幣通過走鈔通道，開啟所述光源，並觸發所述圖像獲取單元開始採集所述紙 幣上的圖像。
6.如權利要求1至5中任一項所述的紙幣鑑別方法，其特徵在於，所述防偽標識為正背 互補對印圖形，所述根據處理後的防偽標識圖像判定所述紙幣的真偽，具體包括根據所處理後的圖像中對印圖形是否重合形成完整的圖形進行判定。
7.—種紙幣鑑別裝置，具有圖像獲取單元、光源、走鈔通道，其特徵在於，所述圖像獲取 單元與光源分別位於紙幣識別裝置的走鈔通道的兩側；在待測紙幣通過走鈔通道過程中， 所述光源照射所述待測紙幣，所述圖像獲取單元利用所述光源透過所述紙幣的透射光採集 所述紙幣上防偽標識的圖像；該裝置還包括圖像處理單元，用於對所採集到的防偽標識圖像進行處理；判定單元，用於根據所述圖像處理單元處理後的防偽標識圖像判定所述紙幣的真偽。
8.如權利要求7所述的紙幣鑑別裝置，其特徵在於，還包括感應單元，用於檢測到的紙幣規格，以確定紙幣防偽標識可能出現的區域範圍；控制單元，用於控制所述光源照射待測紙幣上所述區域範圍，控制所述圖像採集單元 採集所述區域範圍的圖像。
9.如權利要求7所述的紙幣鑑別裝置，其特徵在於，所述圖像採集單元採集待測紙幣 的全幅面圖像；該裝置還包括定位模塊，用於基於所述全幅面圖像定位防偽標識區域；圖像獲取模塊，用於獲取所述防偽標識區域的圖像。
10.如權利要求7所述的紙幣檢測裝置，其特徵在於，所述圖像處理單元包括 第一處理模塊，對所述對防偽標識所在區域圖像進行濾波處理、形態學去噪處理；和/或第二處理模塊，對防偽標識所在區域圖像進行圖像二值化處理； 第三處理模塊，用於去除固定噪聲。
11.如權利要求7所述的紙幣鑑別裝置，其特徵在於，還包括檢測單元，設置在走鈔通道入口，用於檢測進入走鈔通道的紙幣；當檢測到紙幣通過走 鈔通道入口，檢測單元發出指示信號，開啟所述光源，並觸發所述圖像獲取單元開始採集所 述紙幣上的圖像。
12.如權利要求7至10中任一項所述的紙幣鑑別方法，其特徵在於，所述防偽標識為正 背互補對印圖形，所述判定單元依據所處理後的圖像中對印圖形是否重合形成完整的圖形 進行判決。
全文摘要
本發明公開了一種紙幣鑑別方法及裝置，採用透射光獲取紙幣上防偽標識的圖像，通過對所獲取的防偽標識的圖像進行識別，來判定所述紙幣的真偽。可克服反射式成像下算法處理的局限性。本發明提供的紙幣檢測方案，易於實現，實現成本較低，檢測快捷而準確，從而可快速檢測出假幣，效果更為明顯。
文檔編號G07D7/20GK102096961SQ201010602559
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者唐輝, 成和建, 李蒙, 鮑東山 申請人:北京新岸線軟體科技有限公司