一種紙幣鑑偽檢測裝置的製作方法

2023-08-02 15:04:51

專利名稱：一種紙幣鑑偽檢測裝置的製作方法
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偽檢測裝置。
背景技術：
金融機具領域的鑑偽的一個方式就是基於顏色的鈔票鑑偽。在傳統點鈔機，清分機圖像檢測機具中對於顏色特徵的檢測通常基於CMOS/CIS/CCD的反射成像方式，採集到彩色圖像後，再用圖像處理的方式進行檢測，相應的設備也被大量採用。防偽特徵中有變色效果的防偽點具有很強的防偽能力，即特徵點在不同的角度下觀察呈現不同的顏色；如光可變油墨、雷射全息防偽等。因此一種傳統的很自然的方式就是在不同的角度擺放CMOS/ CIS/CCD或其他採圖設備，然後同步採集圖像，在系統中對採集到的圖像顏色特徵進行提取分析，達到鑑偽的作用。因此在紙幣混點時需要針對因紙幣面向不同導致特徵點各個可能出現的位置安裝多個圖像採集設備才能檢測到防偽點，這樣硬體成本相對較高。現有的鈔票鑑偽系統設計如

圖1所示，主要問題是在紙幣的面向不同時，鑑偽點的檢測位置不同，因此必須在每個檢測位置都安放的採集設備才能夠完成圖像採集，然後判斷模塊才能進行進一步的處理。因此對於變色特徵的檢測必然存在的問題是硬體設備數量多、系統成本高、硬體電路驅動複雜、機械構造複雜、設備安裝調試複雜、樣機難以產品化等諸多問題。例如對於光可變油墨變色的檢測，通常需要在正面和側面安裝兩個圖像採集設備，這樣對於面向混點的情況下就需要8個採集設備才能完成全部的圖像採集過程，系統才能完成後續的識別過程。在這種情況下，系統結構複雜，調試難度大等諸多問題必然出現。專利申請號是2007101663473，名稱「多角度光學特徵自動檢測裝置」通過引入鏡面的方式，改變了檢測區域的光學環境，實際上等於在不變換角度的情況下改變了光入射和反射的方向，從而達到了在同一個視場觀察兩個不同角度光學特徵的目的，但一般的平面鏡都是在玻璃的後表面鍍銀而成，由於平面鏡的反射效果取決於廠家鍍銀的效果，而鍍銀又容易脫落帶來成像上的不一致性；參見圖2，平面鏡光線多次反射成重影光路示意圖， 其中，S是物體，Sl是物體的主像，S2/S3是其他反射的影像。平面鏡的前表面即玻璃表面也反射光線，光線要經過玻璃表面和銀面多次反射，所以會成多個像，形成影像重疊，影響圖像判斷模塊的處理。其中第一次被銀面反射所成的像(主像)最明亮，而其它的像則越來越暗，雖然一般不會引起注意，但是對於精密的光學儀器，如照相機、望遠鏡、顯微鏡等設備中，這些多餘的像必須除去，對於造假水平越來越高的當今，光學系統自身的缺陷造成的原理性誤差也必須去除才能達到系統的最優，從而為產品的設計及鑑偽打下良好基礎。
發明內容有鑑於此，本發明提供一種用於紙幣鑑偽檢測的裝置，包括光源、攝像頭、具有一個紙幣輸送通道的紙幣輸送裝置和具有觸發裝置的總控電路板，其特徵在於，還包括一個全反射稜鏡，所述全反射稜鏡和光源位於所述紙幣輸送通道的兩側；所述紙幣輸送通道傳送紙幣時，所述全反射稜鏡接收光源投射到所述紙幣上所產生的反射光，並將紙幣的成像反射到所述攝像頭；所述攝像頭採集紙幣上至少一個防偽特徵的圖像及所述至少一個防偽特徵在所述全反射稜鏡中的成像。本發明所述全反射稜鏡底面與基準平面存在一定夾角，所述夾角的範圍在70度到80度之間。作為一種更優的方案，在所述攝像頭和紙幣傳輸通道之間還包括一個分束板，該分束板對光源發出的光進行半透半反射。所述分束板與基準平面存在一定夾角。所述夾角為40度到50度之間。本發明所述 基準平面是當觸發裝置觸發所述攝像頭開始拍攝時，紙幣所在的平面。本發明所述的防偽特徵是光可變油墨特徵和/或雷射全息防偽特徵。本發明所述的攝像頭是CMOS或CCD設備，能夠完成圖像的靜態採集或高速採集。本發明所述的總控電路板還包括判斷模塊，該判斷模塊用於基於所述攝像頭採集的變色防偽特徵圖案的圖像信息，判斷圖像信息中的變色防偽特徵，以確定所述紙幣的真偽。本發明優點及效果1、採用全反射稜鏡，消除了原有平面鏡後表面鍍銀質量問題，及鍍銀容易脫落的問題。2、與平面鏡的多次反射折射能量不斷衰減相比，利用如全反射稜鏡等光學儀器， 光能量全部從稜鏡中反射而出，在相同的光照條件下，將獲得更加理想的圖像畫面，為後續處理帶來了優勢。3、在攝像頭與紙幣之間加入分束板，該分束板對光線進行半透半反射，攝像頭可以透過分束板採集圖像；這樣相當於加強正面光強，使攝像頭拍攝到的正面圖像更加清晰， 增加正面的顏色效果，可以進一步增大正面圖像和側面圖像的色差，使判斷模塊更加容易分辨紙幣的變色防偽特徵。說明書附圖圖1為傳統鈔票顏色鑑偽系統設計結構示意圖；圖2為平面鏡光線多次反射成重影光路示意圖；圖3為本發明實施例一的系統示意圖；圖4為本發明判斷模塊工作流程圖；圖5為本發明實施例二的系統示意圖；圖6為本發明實施例三的系統示意圖。
具體實施方式
實施例一如圖3所示，光源31位於紙幣輸送通道一側，紙幣35的斜上方；在紙幣輸送通道與光源31相對的另一側，設置一全反射稜鏡33，該全反射稜鏡33靠近紙幣35的位置，使紙幣35在全反射稜鏡33中能夠成像。所述全反射稜鏡的底面與基準平面的夾角是70度。 該基準平面是當觸發裝置觸發攝像頭32開始拍攝時，紙幣35所在的平面。[0025]攝像頭32位於紙幣輸送通道紙幣35正上方，該攝像頭32的高度和角度使得其視場範圍內同時包含輸送通道上的紙幣35及該紙幣在全反射稜鏡33中的像。光源31發射出的光束照在紙幣35上，光束在紙幣35上發生發射後，所述全反射稜鏡33接收光源投射到所述紙幣35上所產生的反射光，由於入射角45°大於光從玻璃射入空氣的臨界角42°，光會在稜鏡底面上發生全反射，最後沿著入射時成90度的方向上射出，並且不會形成重影。攝像頭32的高度和角度使得其視場範圍內同時包含輸送通道上的紙幣35及該紙幣在全反射稜鏡33中的像，當紙幣35通過輸送通道到達預定位置，觸發裝置觸發，攝像頭 32開始拍攝，一幀圖像內包含了兩個紙幣35上變色防偽特徵圖案；之後，判斷模塊(圖中未示出)對拍攝到的圖像進行一系列的預處理、特徵提取、閾值分析，綜合得到最終的處理結果。紙幣具有的變色防偽特徵圖案可以是採用光可變油墨生成的圖案，隨觀察角度不同，該特徵的顏色會發生變化；還可以是雷射全息防偽圖案，在預定波長範圍的光照射下會呈現某種顏色。圖4表示判斷模塊工作流程圖，當收到由攝像頭傳送來的圖像後，判斷模塊根據預先指定的提取點，提取圖像中紙幣的變色防偽特徵，去除底色，確定一幀圖像的兩個變色防偽特徵的顏色值，通過對比正面特徵顏色值、側面特徵顏色值以及正側面特徵顏色值的差值，進行閾值分析，以確定是否都符合真幣特徵。若都符合真幣特徵，即判定為真幣；若有不符合的特徵，即判定為假幣，進行停機或分鈔處理。實施例二如圖5所示，全反射稜鏡53和光源51位於紙幣輸送通道的兩側，所述紙幣輸送通道傳送紙幣時，所述全反射稜鏡53接收光源51投射到紙幣55上所產生的反射光，並將紙幣的成像反射到所述攝像頭；該全反射稜鏡53靠近紙幣55的位置，使紙幣55在全反射稜鏡53中能夠成像，該全反射稜鏡底面與基準平面的夾角是75度；攝像頭52位於紙幣輸送通道紙幣55正上方，該攝像頭52的高度和角度使得其視場範圍內同時包含輸送通道上的紙幣55及該紙幣在全反射稜鏡53中的像。採用這樣的位置關係，可以使拍攝到的變色防偽特徵達到最佳；以100元面值人民幣為例，正面的光可變油墨特徵顏色是綠色，側面的特徵顏色是紫色，方便後續判斷模塊的分析識別。光源51發射出的光束照在紙幣55上，光束在紙幣55上發生發射後，由另一側射出，反射出的光束射在全反射稜鏡53的底面上，由於入射角45°大於光從玻璃射入空氣的臨界角42°，光會在稜鏡底面上發生全反射，最後沿著入射時成90度的方向上射出，並且不會形成重影。當紙幣55通過輸送通道到達預定位置，觸發裝置觸發，攝像頭52開始拍攝，一幀圖像內包含了兩個紙幣55上變色防偽特徵圖案；之後，判斷模塊(圖中未示出)對拍攝到的圖像進行一系列的預處理、特徵提取、閾值分析，綜合得到最終的處理結果。實施例三如圖6所示，本實施例還包括一個分束板66，該分束板66位於攝像頭62正下方， 與光源61高度一致，該分束板66靠近光源61 —端高於基準平面成45度角，該分束板66對光源61發出的光進行半透半反射；攝像頭62可以透過分束板66採集圖像；由光源61射出的光束，在照到分束板66後，一部分發生反射，射向紙幣65，這樣相當於加強正面光強， 使攝像頭62拍攝到的正面圖像更加清晰，增加正面的顏色效果，可以進一步增大正面圖像和側面圖像的色差，使判斷模塊更加容易分辨紙幣的變色防偽特徵。與平面鏡的多次反射折射能量不斷衰減相比，利用全反射稜鏡的光能量全 部從稜鏡中反射而出，在相同的光照條件下，將獲得更加明亮清晰的圖像畫面，為後續處理帶來了優勢。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1.一種用於紙幣鑑偽檢測的裝置，包括光源、攝像頭、具有一個紙幣輸送通道的紙幣輸送裝置和具有觸發裝置的總控電路板，其特徵在於還包括一個全反射稜鏡；所述全反射稜鏡和光源位於所述紙幣輸送通道的兩側；所述紙幣輸送通道傳送紙幣時，所述全反射稜鏡接收光源投射到所述紙幣上所產生的反射光，並將紙幣的成像反射到所述攝像頭；所述攝像頭採集紙幣上至少一個防偽特徵的圖像及所述至少一個防偽特徵在所述全反射稜鏡中的成像。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述全反射稜鏡底面與基準平面存在一定夾角，所述夾角的範圍在70度到80度之間。
3.如權利要求2所述的裝置，其特徵在於所述基準平面是當觸發裝置觸發所述攝像頭開始拍攝時，紙幣所在的平面。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述防偽特徵為變色防偽特徵。
5.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述變色防偽特徵是光可變油墨特徵和/ 或雷射全息防偽特徵。
6.如權利要求1至5任一項所述的裝置，其特徵在於在所述攝像頭和紙幣傳輸通道之間還包括一個分束板，該分束板對光源發出的光進行半透半反射。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於所述分束板與基準平面存在一定夾角。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述夾角為40度到50度之間。
9.如權利要求1至5、7或8任一項所述的裝置，其特徵在於所述的攝像頭是CMOS或 CCD設備，能夠完成圖像的靜態採集或高速採集。
10.如權利要求1至5、7或8任一項所述的裝置，其特徵在於所述的總控電路板還包括判斷模塊，該判斷模塊用於基於所述攝像頭採集的變色防偽特徵圖案的圖像信息，判斷圖像信息中的變色防偽特徵，以確定所述紙幣的真偽。
專利摘要本實用公開了一種紙幣鑑偽檢測裝置，包括一個全反射稜鏡，所述全反射稜鏡和光源位於紙幣輸送通道的兩側，所述紙幣輸送通道傳送紙幣時，所述全反射稜鏡接收光源投射到所述紙幣上所產生的反射光，並將紙幣的成像反射到所述攝像頭，所述攝像頭採集紙幣上至少一個防偽特徵的圖像及所述至少一個防偽特徵在所述全反射稜鏡中的成像；判斷模塊根據一幀圖像的兩個特徵圖案進行識別分析，顏色鑑別，確定紙幣真偽；與平面鏡的多次反射折射能量不斷衰減相比，利用全反射稜鏡，光能量全部從稜鏡中反射而出，在相同的光照條件下，將獲得更加理想的圖像畫面。
文檔編號G07D7/20GK202018690SQ20112006279
公開日2011年10月26日 申請日期2011年3月10日 優先權日2011年3月10日
發明者唐輝, 成和建, 趙厚良, 陳新, 鮑東山 申請人:北京新岸線軟體科技有限公司