本發(fā)明涉及圖像處理及識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紙幣鑒別方法及裝置。

背景技術(shù)：

維護金融秩序以及社會公眾利益，嚴防假幣流入市場，紙幣的鑒偽是金融管理機構(gòu)尤為關(guān)注的問題。在傳統(tǒng)點鈔機、清分機具中基于磁性等傳統(tǒng)鑒偽的方式被大量采用，基于圖像檢測的方式主要集中在新舊，幣種，污漬，編碼識別，輔助鑒偽，輔助厚度檢測中。另外，有些鑒偽特征，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征點可以作為輔助鑒偽手段。但由于這類圖像防偽點容易被仿制導致其鑒偽水平不高。

目前在圖像鑒偽的相關(guān)技術(shù)中，多數(shù)鑒偽能力不是很強，在點鈔機和清分機中多數(shù)為輔助鑒偽。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(jù)此可以進行鑒偽。但此特征在使用紅外油墨的假幣中很容易被仿制。

其他基于圖像的鑒偽點如縮微文字或雕刻凹版印刷等則因為只適合于靜態(tài)高分辨率的圖像識別，在高速點鈔的驗鈔機或清分機里，由于難以拍攝出高清晰度的圖像而無法應(yīng)用在高速點鈔的金融機具中。因此在鑒偽中，傳統(tǒng)的磁鑒偽和熒光鑒偽等方式仍然為主要的鑒偽方式。此類方式已經(jīng)是業(yè)內(nèi)的成熟方案，但同樣假幣突破驗鈔機等金融機具的鑒偽關(guān)也是通過高仿磁信息，熒光信息而在實際金融市場里流通。

由于假幣制造技術(shù)越來越高明，針對現(xiàn)有的檢驗手段，假幣制作者也在不斷的更新，采用相應(yīng)的技術(shù)手段應(yīng)對，可謂“道高一尺，魔高一丈”。為了提高鑒偽水平，快速應(yīng)對不斷更新發(fā)展的假幣制造手段，必須在現(xiàn)有檢驗手段基礎(chǔ)上，利用當前流通的紙幣上已有的防偽標識或特征信息，采用新的檢測鑒偽技術(shù)，提高金融機具的鑒別性能，遏制假幣流通，以維護金融秩序以及社會公眾利益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種紙幣鑒別方法及裝置，采用透射光獲取紙幣上 防偽標識的圖像，并根據(jù)該防偽標識進行紙幣鑒別。

本發(fā)明實施例提供了一種紙幣鑒別方法，用于對防偽標識為具有透射光學特征的待檢測物進行檢測，包括：

驅(qū)動待測紙幣沿一透明支撐板向前移動；

檢測到待測紙幣經(jīng)過預定的檢測區(qū)域時，開啟透射光源向所述檢測區(qū)域照射，觸發(fā)圖像采集裝置采集所述待測紙幣上防偽標識圖像；

對采集到的防偽標識圖像進行處理和分析，輸出鑒偽結(jié)果。

較佳地，將所述透射光源設(shè)置于與所述預定的檢驗區(qū)域的中心軸線夾角小于或者等于30度的位置；將所述圖像采集單元設(shè)置于與所述透射光源之間的夾角小于或者等于30度的位置。

較佳地，所述透明支撐板采用無反射玻璃板；和/或，所述透射光源采用白光光源。

較佳地，所述采集的防偽標識包括正背互補對印圖案、水印，或者全息磁性安全線中的一個或者多個。

較佳地，所述采集防偽標識圖像包括：

檢測待測紙幣的規(guī)格，確定所述防偽標識預期出現(xiàn)的區(qū)域范圍；

控制所述圖像采集單元采集所述區(qū)域范圍的圖像。

較佳地，所述采集防偽標識圖像包括：

控制所述圖像采集單元采集待測紙幣的全幅面圖像；

檢測紙幣的規(guī)格，確定所述防偽標識預期出現(xiàn)的區(qū)域范圍；

從采集到的全幅面圖像中截取所述區(qū)域范圍的圖像。

較佳地，所述圖像采集裝置采用一接觸式圖像傳感器、互補金屬氧化物半導體，或者電荷藕合器件圖像傳感器采集圖像。

較佳地，所述對防偽標識圖像進行處理和分析包括：

獲取所述防偽標識圖像的像素點；

計算所述像素點的灰度值和/或二值化；

根據(jù)所述灰度值和/或二值化提取防偽標識的圖像邊緣信息；

對所述圖像邊緣進行形態(tài)學去噪處理；

將所述邊緣信息與預設(shè)的灰度值模版和/或二值化模版匹配，確定識別結(jié)果。

較佳地，根據(jù)鑒偽結(jié)果控制設(shè)置于真幣存儲槽和假幣存儲槽之間的變道擋板，將紙幣傳送至對應(yīng)的存儲槽中。

較佳地，當鑒偽結(jié)果為假幣時，發(fā)出告警信號。

本發(fā)明提供的一種紙幣鑒別方法及裝置，采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?zhèn)?。可克服反射式成像下算法處理的局限性。本發(fā)明提供的紙幣檢測方案，易于實現(xiàn)，實現(xiàn)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(fā)明實施例提供的一種紙幣鑒偽裝置方框圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的另一種紙幣鑒別裝置的方框圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的另一種紙幣鑒別裝置的方框圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的另一種紙幣鑒別裝置的方框圖；

圖5是本發(fā)明實施例提供的另一種紙幣鑒別裝置的方框圖；

圖6是本發(fā)明實施例提供的另一種紙幣鑒別裝置的方框圖；

圖7是本發(fā)明實施例提供的紙幣鑒偽方法流程圖；

圖8是本發(fā)明實施例提供的一種采集防偽標識圖像的方法流程圖；

圖9是本發(fā)明實施例提供的另一種采集防偽標識圖像的方法流程圖；

圖10是本發(fā)明實施例提供的一種對防標識圖形進行分析和處理的方法流程圖；

圖11是本發(fā)明實施例提供的另一種對防標識圖形進行分析和處理的方法流程圖；

圖12是本發(fā)明應(yīng)用實例提供的一種對人民幣互補對印圖案進行鑒偽的方法流程圖；

圖13a和13a分別為本發(fā)明實施例中采集的真假幣的互補對印圖案的圖像；

圖13b和13b分別為本發(fā)明實施例中提供的真假幣的互補對印圖案的灰度圖像；

圖13c和13c分別為本發(fā)明實施例中提供的經(jīng)去噪及二值化處理后的真假幣互補對印古錢幣圖案的圖像；

圖13d和13d分別為本發(fā)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13e和13e分別為本發(fā)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。

具體實施方式

紙幣上存在具有透射光學特征的防偽標識，目前常用的有正背互補對印圖案、水印，或者全息磁性安全線。真幣是正面背面一次印刷技術(shù)，具有透射光學特征的防偽標識可以精確重合。而假幣一般為正面、背面兩次印刷，因而無法精確重合，經(jīng)常發(fā)生錯位，重疊等，只有在透射情況下才能檢測。例如，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，但在透射下可以根據(jù)重合形成的圖像來判斷紙幣的真?zhèn)?。例如，對?5版人民幣中采用膠印正背互補對印的古錢幣圖形，可根據(jù)古錢幣圖形是否重合形成完整的古錢幣圖形來鑒偽。但，目前一般的做法是迎光透視，人眼來鑒別，這樣鑒別的準確度并不是很好。

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供的一種紙幣鑒偽方法及裝置，采用透射光獲取紙幣上具有透射光學特征的防偽標識的圖像，通過對所獲取的防偽標識的圖像進行識別，來自動判定所述紙幣的真?zhèn)?。本發(fā)明提供的紙幣檢測方案，易于實現(xiàn)，實現(xiàn)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(fā)明實施例中所述具有透射光學特征的防偽標識的圖像，可以是例如正背互補對印圖案、水印，或者全息磁性安全線中的一個或者多個。本發(fā)明對此不做限制，對于其他具有透射光學特征的防偽標識的檢測亦適用。

參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種紙幣鑒偽裝置，包括：

一透明支撐板101，用于支撐被檢測物；

一驅(qū)動裝置102，用于驅(qū)動被檢測物沿著所述支撐板向前移動；

一透射光源103，設(shè)置于所述透明支撐板101上一預定的檢測區(qū)域104一 側(cè)；

一控制器105，用于檢測到待測紙幣經(jīng)過所述預定的檢測區(qū)域104時，驅(qū)動所述透射光源103發(fā)光；

一圖像采集裝置106，設(shè)置于所述預定的檢測區(qū)域104一側(cè)，在每一次所述透射光源103點亮時被觸發(fā)，采集所述待測紙幣上防偽標識圖像；

一圖像處理器107，對采集到的防偽標識圖像進行處理和分析，輸出鑒偽結(jié)果。

較佳地，所述透射光源103設(shè)置于與所述預定的檢驗區(qū)域104的中心軸線夾角小于或者等于30度的位置，所述圖像采集單元106設(shè)置于與所述透射光源103之間的夾角小于或者等于30度的位置。該設(shè)計角度，能夠使得采集到的透視圖像效果最佳。

較佳地，所述透明支撐板101可以采用無反射玻璃板。

較佳地，所述透射光源103采用白光光源。

在一實施例中，如圖2所示，所述圖像采集裝置206包括定位單元2061和采集單元2062，其中：

所述定位單元2061，用于檢測待測紙幣的規(guī)格，確定所述防偽標識預期出現(xiàn)的區(qū)域范圍；

所述采集單元2062，用于采集所述區(qū)域范圍內(nèi)的圖像。

具體地，所述采集單元2062，是一接觸式圖像傳感器、互補金屬氧化物半導體，或者電荷藕合器件圖像傳感器。

在另一實施例中，如圖3所示，所述圖像采集裝置306包括采集單元3061、定位單元3062和截圖單元3063，其中：

所述采集單元3061，用于采集待測紙幣的全幅面圖像；

所述定位單元3062，用于檢測紙幣的規(guī)格，確定所述防偽標識預期出現(xiàn)的區(qū)域范圍；

所述截圖單元3063,用于從采集到的全幅面圖像中截取所述區(qū)域范圍的圖像。

具體地，所述采集單元3061，是一接觸式圖像傳感器、互補金屬氧化物半導體，或者電荷藕合器件圖像傳感器。

在一實施例中，如圖4所示，所述圖像處理器407包括：

第一單元4071，用于獲取所述防偽標識圖像的像素點；

第二單元4072，用于計算所述像素點的灰度值；

第三單元4073，用于根據(jù)所述灰度值提取防偽標識的圖像邊緣信息；

第四單元4074，用于對所述圖像邊緣進行形態(tài)學去噪處理；

第五單元4075，用于將所述邊緣信息與預設(shè)的灰度值模版匹配，確定識別結(jié)果。

在另一實施例中，如圖5所示，所述圖像處理器507包括：

第一單元5071，用于獲取所述防偽標識圖像的像素點；

第二單元5072，用于對所述像素點進行二值化處理；

第三單元5073，用于提取防偽標識的圖像邊緣信息；

第四單元5074，用于對所述圖像邊緣進行形態(tài)學去噪處理；

第五單元5075，用于將所述邊緣信息與預設(shè)的二值化模版匹配，確定識別結(jié)果。

在又一實施例中，所述圖像處理器可以同時進行灰度處理和二值化處理，即，既包含圖4中第一單元4071至第五單元4075，又包含圖5中第一單元5071至第五單元5075，綜合考慮灰度識別和二值識別的兩個識別結(jié)果，輸出最終的鑒偽結(jié)果，從而進一步增加鑒偽的準確度。

在一實施例中，如圖6所示，還包含真幣存儲槽608和假幣存儲槽609，所述透明支撐板601經(jīng)一變道擋板610與所述真幣存儲槽608或者所述假幣存儲槽609相通。所述控制器605，根據(jù)所述圖像處理器607的鑒偽結(jié)果，控制所述變道擋板610動作，將所述透明支撐板601與所述真幣存儲槽608或者所述假幣存儲槽609相通。

在一實施例中，還包括一走鈔通道(圖中未示出)，覆蓋于上述各實施例中各部件的外部，防止被檢測物沿著所述支撐板向前移動時，從支撐板上飛出的問題。

在一實施例中，還可以包括一蜂鳴報警器，當鑒別出假鈔時，觸發(fā)所述蜂鳴報警器發(fā)出告警。

本發(fā)明實施例設(shè)計的上述紙幣鑒偽裝置，采用透射光獲取紙幣上具有透射光學特征的防偽標識的圖像，通過對所獲取的防偽標識的圖像進行識別，來自動判定所述紙幣的真?zhèn)?。本發(fā)明提供的紙幣檢測方案，易于實現(xiàn)，實現(xiàn)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。

基于本發(fā)明實施例上述紙幣鑒偽裝置，下面將說明如何實現(xiàn)紙幣鑒偽過程，如圖7所示，包括步驟：

步驟s701：紙幣鑒偽裝置啟動，驅(qū)動待測紙幣沿一透明支撐板向前移動；

步驟s702：檢測到待測紙幣經(jīng)過預定的檢測區(qū)域時，開啟透射光源向所述檢測區(qū)域照射，觸發(fā)圖像采集裝置采集所述待測紙幣上防偽標識的圖像；

步驟s703：對采集到的防偽標識圖像進行處理和分析，輸出鑒偽結(jié)果；

步驟s704：根據(jù)鑒偽結(jié)果控制變道擋板，將假幣與真幣分開。

本發(fā)明實施例采用上述步驟，利用透射光采集紙幣的防偽標識的圖像，通過圖像處理識別技術(shù)，鑒別紙幣的真?zhèn)?。提供了一種針對具有透射光學特征的防偽標識的自動鑒偽的解決方案。

在一實施例中，步驟s702中采集防偽標識圖像的步驟如圖8所示，具體包括：

步驟s801：檢測待測紙幣的規(guī)格，確定所述防偽標識預期出現(xiàn)的區(qū)域范圍；

步驟s802：控制圖像采集單元采集所述區(qū)域范圍的圖像。

在另一實施例中，步驟s702中采集防偽標識的圖像步驟如圖9所示，具體包括：

步驟s901：控制圖像采集單元采集待測紙幣的全幅面圖像；

步驟s902：檢測紙幣的規(guī)格，確定所述防偽標識預期出現(xiàn)的區(qū)域范圍；

步驟s903：從采集到的全幅面圖像中截取所述區(qū)域范圍的圖像。

在一實施例中，步驟s703中對采集到的防偽標識圖像進行處理和分析的步驟如圖10所示，具體包括：

步驟s1001：獲取所述防偽標識圖像的像素點；

步驟s1002：計算所述像素點的灰度值；

步驟s1003：根據(jù)所述灰度值提取防偽標識的圖像邊緣信息；

步驟s1004：對所述圖像邊緣進行形態(tài)學去噪處理；

步驟s1005：將所述邊緣信息與預設(shè)的灰度值模版匹配，確定識別結(jié)果。

在另一實施例中，步驟s703中對防標識圖形進行分析和處理的步驟如圖11所示，具體包括：

步驟s1101：獲取所述防偽標識圖像的像素點；

步驟s1102：對所述像素點進行二值化處理；

步驟s1103：提取防偽標識的圖像邊緣信息；

步驟s1104：對所述圖像邊緣進行形態(tài)學去噪處理；

步驟s1105：將所述邊緣信息與預設(shè)的二值化模版匹配，確定識別結(jié)果。

在又一實施例中，步驟s703中采集防偽標識圖像可以同時進行灰度處理和二值化處理，綜合兩者的識別結(jié)果，輸出最終的鑒偽結(jié)果，從而進一步增加鑒偽的準確度。

為了更形象的說明，下面以一具體應(yīng)用實例說明本發(fā)明紙幣鑒偽方案。如圖12所示，以人民幣互補對印古錢幣圖案為例，具體處理流程如下：

步驟s1201：紙幣鑒偽裝置啟動，開始走鈔；

步驟s1202：采集待測紙幣的全幅圖像；

圖像獲取單元(如cis、cmos或ccd)與光源分別位于紙幣識別裝置的走鈔通道兩側(cè)，利用光源透過紙幣的透射光采集紙幣的全副圖像。

步驟s1203：檢測所采集的圖像，定位冠字號碼位置確定紙幣面向；

根據(jù)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13a及13a中所示的古錢幣圖案的位置。

步驟s1204：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；

步驟s1205：將互補膠印圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像，提取互補膠印圖像邊緣， 并進行形態(tài)學去噪；

真假幣互補對印古錢幣圖案的灰度圖像分別如圖13b和13b所示。

步驟s1206：將互補膠印圖圖像二值化，根據(jù)邊緣信息檢測識別膠印圖案；

圖13c及13c為分別為去噪及二值化處理后的真假幣互補對印古錢幣圖案的圖像，經(jīng)對比看出，真假幣的明顯區(qū)別。

步驟s1207：檢測識別互補膠印圖案是否合格；

經(jīng)對比可以看出，真假幣具有明顯區(qū)別。圖13d中所示真幣的互補膠印古錢幣圖案完整、清楚，而圖13d中所示真幣的膠印互補對印古錢幣圖案模糊且不完整。

步驟s1208：檢測基于灰度的二值圖和灰度圖配準信息是否正常；

根據(jù)二值化處理后，圖像中古錢幣圖形是否重合形成完整的古錢幣圖形。從圖13e和13e中可看出，真假幣的明顯區(qū)別。

步驟s1209：輸出鑒偽結(jié)果。

基于檢測到的膠印互補對印圖案(即古錢幣圖案)輪廓，可以采用基于灰度和基于二值圖兩種方式進行圖像配準識別。

基于二值圖，根據(jù)圖案的對稱方向進行投影的到其投影圖，根據(jù)投影圖的對稱性進行配準檢測。舉例如對于人民幣的古錢幣圖，在得到基于灰度的二值圖后，可以同時向水平方向和垂直方向投影，由于古錢幣在兩個方向上均為對稱的。因此投影圖在基于圖案中心位置是對稱的，因此對于這類特征在中心點進行左右數(shù)據(jù)對應(yīng)相減，所有相減結(jié)果的絕對值進行求和?？傻玫降臍埐詈停谡鎺胖邢鄬τ诩賻艜『芏?，因為真幣是對稱的,而假幣投影圖在基于圖案中心位置是不對稱的。

基于灰度的相似度計算，從上面已經(jīng)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，在定位到對稱軸后裁剪出左右兩半部分，可采用成熟的基于灰度值的模板匹配技術(shù)進行匹配。如圖像差和(sad)，圖像差值平方和(ssd)，歸一化互相關(guān)系數(shù)(ncc)等各種方法。對于sad、ssd對稱圖像將比非對稱圖像的數(shù)值小的多。ncc則越對稱圖像數(shù)值越接近1。因此，根據(jù)計算結(jié)果，設(shè)定好經(jīng)驗閾值?？梢园颜鎺藕图賻艆^(qū)分開來。

在防偽標識所在區(qū)域的圖像采集過程中，采集的位置可以在不更改硬件結(jié)構(gòu)的前提下，可通過軟件設(shè)置。，根據(jù)面向信息，把防偽標識所在區(qū)域作為粗 定位的位置，然后進行圖像采集，并對采集的圖像進行二值化及形態(tài)學濾波等處理。根據(jù)處理后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里進行配準，進而鑒別出紙幣是真幣或者假幣。

本發(fā)明提供的一種紙幣鑒別方法及裝置，采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?zhèn)??？煽朔瓷涫匠上裣滤惴ㄌ幚淼木窒扌?。本發(fā)明提供的紙幣檢測方案，易于實現(xiàn)，實現(xiàn)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(fā)明采用的透射方式進行鑒偽，相對于反射式的圖像分析，硬件成本減少，更加容易產(chǎn)品化。本發(fā)明提供了利用現(xiàn)有的防偽標識，提供了一種新的鑒偽手段，增加鑒偽力度，結(jié)合現(xiàn)有的鑒偽手段，可進一步從根源上防止假幣的流通。由于互補對印技術(shù)為印刷技術(shù)里的高端技術(shù)，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(xiàn)錯位，重疊等現(xiàn)象。

本發(fā)明提供的處理算法具有通用性，互補對印技術(shù)為各國普遍采用的防偽技術(shù)，實現(xiàn)特點類似。因此算法實現(xiàn)類似，在產(chǎn)品化的時候更容易模塊化，升級更加方便。更容易達到一機鑒別多國貨幣的要求。

根據(jù)所述公開的實施例，可以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這些實施例的各種修改是顯而易見的，并且這里定義的總體原理也可以在不脫離本發(fā)明的范圍和主旨的基礎(chǔ)上應(yīng)用于其他實施例。以上所述的實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。