陈新 (中国北京市海淀区中关村东路1号清华科技园科技大厦A座16层, Beijing 4, 100084, CN)
LI, Meng (16th Floor A Building, SP Tower Tsinghua Science Park,No.1 Zhongguancun East Road,Haidian District, Beijing 4, 100084, CN)
李蒙 (中国北京市海淀区中关村东路1号清华科技园科技大厦A座16层, Beijing 4, 100084, CN)
TANG, Hui (16th Floor A Building, SP Tower Tsinghua Science Park,No.1 Zhongguancun East Road,Haidian District, Beijing 4, 100084, CN)
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CHEN, Xin (16th Floor A Building, SP Tower Tsinghua Science Park,No.1 Zhongguancun East Road,Haidian District, Beijing 4, 100084, CN)
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| 权 利 要 求 1、 一种纸币鉴别方法， 其特征在于， 在釆用的纸币鉴别装置中设置有图 像获取单元、光源及走钞通道，所述图像获取单元与光源分别位于纸币识别装 置的走钞通道的两侧， 该方法包括： 在待测纸币通过走钞通道过程中， 所述光源照射所述待测纸币， 所述图 像获取单元利用所述光源透过所述纸币的透射光釆集所述纸币上预定位置的 防伪标识图像； 对所釆集到的防伪标识图像进行处理； 根据处理后的防伪标识图像判定所述纸币的真伪。 2、 如权利要求 1所述的纸币鉴别方法， 其特征在于， 所述釆集纸币上防 伪标识的图像， 具体包括： 根据检测到的纸币规格， 确定所述防伪标识可能出现的区域范围； 控制所述图像釆集单元釆集所述区域范围的图像。 3、 如权利要求 1所述的纸币鉴别方法， 其特征在于， 所述釆集纸币上防 伪标识的图像， 具体包括： 釆集待测纸币的全幅面图像， 根据检测到的纸币规格定位防伪标识区域； 获取所述防伪标识区域的图像。 4、 如权利要求 1所述的纸币鉴别方法， 其特征在于， 所述对防伪标识所 在区域图像进行处理， 具体包括： 对防伪标识所在区域图像进行滤波处理、 形态学去噪处理； 和 /或 对防伪标识所在区域图像进行图像二值化处理。 5、 如权利要求 1所述的纸币鉴别方法， 其特征在于， 还包括： 检测到纸币通过走钞通道， 开启所述光源， 并触发所述图像获取单元开 始釆集所述纸币上的图像。 6、 如权利要求 1至 5中任一项所述的纸币鉴别方法， 其特征在于， 所述 防伪标识为正背互补对印图形 ,所述根据处理后的防伪标识图像判定所述纸币 的真伪， 具体包括： 根据所处理后的图像中对印图形是否重合形成完整的图形进行判定。 7、 一种纸币鉴别装置， 具有图像获取单元、 光源、 走钞通道， 其特征在 于，所述图像获取单元与光源分别位于纸币识别装置的走钞通道的两侧；在待 测纸币通过走钞通道过程中，所述光源照射所述待测纸币，所述图像获取单元 利用所述光源透过所述纸币的透射光釆集所述纸币上防伪标识的图像； 该装置还包括： 图像处理单元， 用于对所釆集到的防伪标识图像进行处理； 判定单元， 用于根据所述图像处理单元处理后的防伪标识图像判定所述 纸币的真伪。 8、 如权利要求 7所述的纸币鉴别装置， 其特征在于， 还包括： 感应单元， 用于检测到的纸币规格， 以确定纸币防伪标识可能出现的区 域范围； 控制单元， 用于控制所述光源照射待测纸币上所述区域范围， 控制所述 图像釆集单元釆集所述区域范围的图像。 9、 如权利要求 7所述的纸币鉴别装置， 其特征在于， 所述图像釆集单元 釆集待测纸币的全幅面图像； 该装置还包括： 定位模块， 用于基于所述全幅面图像定位防伪标识区域； 图像获取模块， 用于获取所述防伪标识区域的图像。 10、 如权利要求 7 所述的纸币检测装置， 其特征在于， 所述图像处理单 元包括： 第一处理模块， 对所述对防伪标识所在区域图像进行滤波处理、 形态学 去噪处理； 和 /或 第二处理模块， 对防伪标识所在区域图像进行图像二值化处理； 第三处理模块， 用于去除固定噪声。 11、 如权利要求 7所述的纸币鉴别装置， 其特征在于， 还包括： 检测单元， 设置在走钞通道入口， 用于检测进入走钞通道的纸币； 当检 测到纸币通过走钞通道入口，检测单元发出指示信号， 开启所述光源， 并触发 所述图像获取单元开始釆集所述纸币上的图像。 12、 如权利要求 7至 10中任一项所述的纸币鉴别方法， 其特征在于， 所 述防伪标识为正背互补对印图形，所述判定单元依据所处理后的图像中对印图 形是否重合形成完整的图形进行判决。 |
本发明涉及图像处理及识别技术领域， 具体涉及一种纸币鉴别方法及装 置。 背景技术
维护金融秩序以及社会公众利益，严防假币流 入市场，纸币的鉴伪是金融 管理机构尤为关注的问题。在传统点钞机、清 分机具中基于磁性等传统鉴伪的 方式被大量釆用， 基于图像检测的方式主要集中在新旧， 币种， 污渍， 编码识 别， 辅助鉴伪， 辅助厚度检测中。 另外， 有些鉴伪特征， 如， 05版 100元人 民币背面的人民大会堂图形，在红外光下大会 堂信息等特征点可以作为辅助鉴 伪手段。 但由于这类图像防伪点容易被仿制导致其鉴伪 水平不高。
目前在图像鉴伪的相关技术中，多数鉴伪能力 不是 4艮强，在点钞机和清分 机中多数为辅助鉴伪。 如， 利用人民币的红外图像防伪， 在 05版人民币背面 的大会堂图像为半个， 有些假币为全部大会堂信息都具备， 或没有。据此可以 进行鉴伪。 但此特征在使用红外油墨的假币中很容易被仿 制。
其他基于图像的鉴伪点如缩微文字或雕刻 版印刷等则因为只适合于静 态高分辨率的图像识别，在高速点钞的验钞机 或清分机里， 由于难以拍摄出高 清晰度的图像而无法应用在高速点钞的金融机 具中。 因此在鉴伪中，传统的磁 鉴伪和荧光鉴伪等方式仍然为主要的鉴伪方式 。此类方式已经是业内的成熟方 案，但同样假币突破验钞机等金融机具的鉴伪 关也是通过高仿磁信息， 荧光信 息而在实际金融市场里流通。
由于假币制造技术越来越高明，针对现有的检 验手段，假币制作者也在不 断的更新， 釆用相应的技术手段应对， 可谓 "道高一尺， 魔高一丈"。 为了提 高鉴伪水平，快速应对不断更新发展的假币制 造手段，必须在现有检验手段基 础上，利用当前流通的纸币上已有的防伪标识 或特征信息，釆用新的检测鉴伪 技术，提高金融机具的鉴别性能， 遏制假币流通， 以维护金融秩序以及社会公 众利益。 发明内容 有鉴于此，本发明提供一种纸币鉴别方法及装 置，釆用透射光获取纸币上 防伪标识的图像， 并根据该防伪标识进行纸币鉴别。 本发明实施例提供的一种纸币鉴别方法，在釆 用的纸币鉴别装置中设置有 图像获取单元、光源及走钞通道，所述图像获 取单元与光源分别位于纸币识别 装置的走钞通道的两侧， 该方法包括：
在待测纸币通过走钞通道过程中， 所述光源照射所述待测纸币， 所述图 像获取单元利用所述光源透过所述纸币的透射 光釆集所述纸币上预定位置的 防伪标识图像；
对所釆集到的防伪标识图像进行处理；
根据处理后的防伪标识图像判定所述纸币的真 伪。
本发明实施例还提供一种纸币鉴别装置， 具有图像获取单元、 光源、走钞 通道，所述图像获取单元与光源分别位于纸币 识别装置的走钞通道的两侧；在 待测纸币通过走钞通道过程中，所述光源照射 所述待测纸币，所述图像获取单 元利用所述光源透过所述纸币的透射光釆集所 述纸币上防伪标识的图像； 该装置还包括：
图像处理单元， 用于对所釆集到的防伪标识图像进行处理；
判定单元，用于根据所述图像处理单元处理后 的防伪标识图像判定所述纸 币的真伪。
本发明提供的一种纸币鉴别方法及装置 ,釆用透射光获取纸币上防伪标识 的图像， 通过对所获取的防伪标识的图像进行识别， 来判定所述纸币的真伪。 可克服反射式成像下算法处理的局限性。本发 明提供的纸币检测方案， 易于实 现， 实现成本较低，检测快捷而准确，从而可快速 检测出假币，效果更为明显。 说明书附图
图 1是本发明实施例提供的纸币鉴别方法流程图
图 2是本发明实施例中提供的纸币鉴别装置的架 示意图；
图 3是本发明实施例提供的一种纸币鉴别方法中 处理流程图； 图 4Aa分别为本发明实施例中釆集的真假币的互补 对印图案的图像； 图 4Bb分别为本发明实施例中提供的真假币的互补 对印图案的灰度图像； 图 4Cc分别为本发明实施例中提供的经去噪及二值 化处理后的真假币互 补对印古钱币图案的图像；
图 4Dd分别为本发明实施例中提供的真假币互补对 印古钱币图案的边缘 二值图；
图 4Ee分别为本发明实施例中提供的真假币互补对 印古钱币图案的灰度 二值图；
图 5ab 分别为本发明实施例中提供的真假币互补对印 古钱币图案的二值 投影曲线图。 具体实施方式
鉴于现有技术中存在的不足， 本发明提供的一种纸币鉴别方法及装置， 釆用透射光获取纸币上防伪标识的图像，通过 对所获取的防伪标识的图像进行 识别， 来判定所述纸币的真伪。 可克服反射式成像下算法处理的局限性。 本发 明提供的纸币检测方案， 易于实现， 实现成本较低， 检测快捷而准确， 从而可 快速检测出假币， 效果更为明显。
由于真币互补对印特征为正面背面一次印刷技 术， 对印图案可以精确重 合。 一般^ _币为正面、 背面两次印刷， 因而无法精确重合在互补对印图案， 经 常发生错位， 重叠等， 只有在透射情况下才能检测。
本发明提供的一种纸币鉴别技术方案中， 在纸币识别装置中设置有图像 获取单元、光源及走钞通道，所述图像获取单 元与光源分别位于纸币识别装置 的走钞通道两侧， 参照图 1 , 该方法包括如下步骤：
S01 , 利用光源透过纸币的透射光釆集纸币上防伪标 识的图像； 在待测纸币通过走钞通道过程中， 光源照射待测纸币， 图像获取单元利 用光源透过纸币的透射光釆集纸币上防伪标识 的图像；
其中， 釆集纸币上防伪标识的图像， 可通过下述方式实现：
la )根据检测到的纸币规格， 确定所述防伪标识可能出现的区域范围； lb )控制光源照射待测纸币上所述区域范围， 控制图像釆集单元釆集所 述区域范围的图像。
或者釆集纸币上防伪标识的图像， 也可通过下述方式实现：
IA )釆集待测纸币的全幅面图像， 根据检测到的纸币规格定位防伪标识 区域；
IB )获取所述防伪标识区域的图像。
其中， 图像获取单元可釆用接触式图像传感器 CIS或 CMOS或 CCD。 防伪标识为正背互补对印图形， 也可以是其他标识， 如水印 （图像或数 字）、 全息磁性安全线等。 502, 对所釆集到的防伪标识图像进行处理；
由于釆集到的图像周边有噪声影响或背景有颜 色， 因此要对防伪标识图 像进行滤波处理、 形态学去噪等处理； 和 /或
对防伪标识图像进行图像二值化等处理。
503 , 根据处理后的防伪标识图像判定所述纸币的真 伪。
具体地， 对于有些防伪标识， 如正背互补对印图形， 在反射下无法看到重 合效果，也就无法进行识别判断，但在透射下 可以很容易釆集到正反两面重合 形成的图像， 可根据重合形成的图像来判断纸币的真伪。 例如， 对于 05版人 民币中釆用胶印正背互补对印的古钱币图形， 可根据所釆集并处理后的图像中 古钱币图形是否重合形成完整的古钱币图形。
另外， 可在纸币鉴别装置的走钞通道入口处设置检测 模块， 当检测到纸 币通过走钞通道入口时，开启所述光源，并触 发所述图像获取单元开始釆集所 述纸币上的图像。 这样可控制纸币鉴别装置的相关功能单元的工 作状态。
参照图 2, 本发明还提供一种纸币鉴别装置 200, 具有图像获取单元 10、 光源 20、 走钞通道 30, 该纸币检测装置还包括：
图像获取单元 10与光源 20分别位于纸币识别装置的走钞通道 30的两侧； 在待测纸币通过走钞通道过程中， 光源 20照射待测纸币， 所述图像获取 单元 10利用光源 20透过所述纸币的透射光釆集纸币上防伪标识 图像； 图像处理单元 40 , 用于对所釆集到的防伪标识图像进行处理；
由于釆集到的图像周边有噪声影响或背景有颜 色， 因此要对防伪标识图 像进行滤波处理、 形态学去噪等处理； 和 /或
对防伪标识图像进行图像二值化处理等。
判定单元 50, 用于根据所述图像处理单元处理后的防伪标识 图像判定所 述纸币的真伪。
图像获取单元 10釆用接触式图像传感器 CIS或 CMOS或 CCD。
防伪标识为胶印正背互补对印图形， 具体地， 如第五套人民币上釆用的 古钱币图形。所述判定单元根据所处理后的图 像中对印古钱币图形是否重合形 成完整的图形。
纸币鉴别装置 200, 还包括：
感应单元 60a, 用于检测到的纸币规格， 以确定纸币防伪标识可能出现的 区域范围； 具体实施例中， 可釆用红外对管 （或其他器件）作为感应单元。
控制单元 70, 用于控制所述光源照射待测纸币上所述区域范 围， 控制所 述图像釆集单元釆集所述区域范围的图像。
图像釆集单元釆集待测纸币的全幅面图像； 该装置还包括：
定位单元 80, 用于基于所述全幅面图像定位防伪标识区域；
图像获取单元 10根据定位单元 80确定的区域获取防伪标识的图像。
图像处理单元 40, 具体包括：
第一处理模块 40a, 对所述对防伪标识所在区域图像进行滤波处理 、 形态 学去噪处理； 和 /或
第二处理模块 40b, 对防伪标识所在区域图像进行图像二值化处理 ； 和 / 或
第三处理模块 40c, 用于去除固定噪声。
本发明提供的纸币鉴别装置， 还包括：
检测单元 60b, 设置在走钞通道， 用于检测进入走钞通道的纸币； 当检测 到纸币通过走钞通道入口，检测单元 60b发出指示信号， 开启所述光源， 并触 发图像获取单元 10开始釆集所述纸币上的图像。
在本发明的具体实施例中， 釆集纸币上防伪标识的图像， 可通过不同的 方式实现， 例如， 可先釆集待测纸币的全幅面图像， 然后在全幅面图像中定位 伪标识所在区域， 再截取防伪标识的图像。 或者， 也可直接根据检测到的纸币 规格，确定防伪标识可能出现的区域范围，然 后控制釆集防伪标识区域范围的 图像。
在本发明的一个具体实施例中， 釆用从全幅面图像中截取防伪标识的图 像，参照图 3及图 4,以人民币互补对印古钱币图案为例，具体处 流程如下：
5301,鉴别装置启动， 开始走钞；
5302,釆集待测纸币的全副图像；
图像获取单元（如 CIS,CMOS或 CCD )与光源分别位于纸币识别装置的 走钞通道两侧， 利用光源透过纸币的透射光釆集纸币的全副图 像。
5303,检测所釆集的图像， 定位冠字号码位置确定纸币面向；
根据冠字号码的正反可确定纸币面向，进而 确定胶印对印图案（即图 4A及 4a 中所示的古 4 币图案） 的位置。
5304,将冠字号码坐标作为定位胶印对印图案的 准点， 截取互补胶印图 像；
基于所确定得胶印对印图案的位置， 截取互补胶印图像；
5305,将互补胶印图像转换成灰度图像， 提取互补胶印图像边缘， 并进行 形态学去噪；
真假币互补对印古钱币图案的灰度图像分别如 图 4B和 4b所示。
5306,将互补胶印图图像二值化， 根据边缘信息检测识别胶印图案； 图 4C及 4c为分别为去噪及二值化处理后的真假币互补 印古钱币图案 的图像， 经对比看出， 真假币的明显区别。
5307,检测识别互补胶印图案是否合格？
经对比可以看出， 真假币具有明显区别。 图 4D中所示真币的互补胶印古 钱币图案完整、 清楚， 而图 4d中所示真币的胶印互补对印古钱币图案模糊 不完整。
5308,基于灰度的二值图和灰度图配准信息是否 常？
根据二值化处理后， 图像中古钱币图形是否重合形成完整的古钱币 图形。 从图 4E和 4e中可看出， 真假币的明显区别。
基于检测到的胶印互补对印图案（即古钱币图 案）轮廓， 可以釆用基于灰 度和基于二值图两种方式进行图像配准识别。
基于二值图， 根据图案的对称方向进行投影的到其投影图， 根据投影图 的对称性进行配准检测。举例如对于人民币的 古钱币图，在得到基于灰度的二 值图后，可以同时向水平方向和垂直方向投影 ， 由于古钱币在两个方向上均为 对称的。 因此投影图在基于图案中心位置是对称的， 如图 5a所示， 因此对于 这类特征在中心点进行左右数据对应相减， 所有相减结果的绝对值进行求和。 可得到的残差和， 在真币中相对于假币会小很多， 因为真币是对称的,而假币 投影图在基于图案中心位置是不对称的， 如图 5b所示。
基于灰度的相似度计算， 从上面已经可以定位到图案的中心点。 从对称 轴方向看真币会基本对称，而 4叚币则因印刷错位等原因无法重合，不完全 称。 因此，在定位到对称轴后裁剪出左右两半部分 ，可釆用成熟的基于灰度值的模 板匹配技术进行匹配。 如图像差和（SAD ), 图像差值平方和（SSD ), 归一化 互相关系数（NCC )等各种方法。 对于 SAD、 SSD对称图像将比非对称图像 的数值小的多。 NCC 则越对称图像数值越接近 1。 因此， 根据计算结果， 设 定好经验阈值。 可以把真币和假币区分开来。 在本发明的另一个具体实施例中， 直接根据检测到的纸币防伪标识可能 出现的区域范围， 釆集防伪标识（如， 人民币的互补对印古钱币图案） 图像。 具体处理流程如下：
釆集防伪标识所在区域的图像位置（垂直方向 ，水平方向的位置根据纸币 面额、 面向来确定）， 可而加快处理过程。
在防伪标识所在区域的图像釆集过程中，釆集 的位置可以在不更改硬件结 构的前提下， 可通过软件设置。， 根据面向信息， 把防伪标识所在区域作为粗 定位的位置。。 然后进行图像釆集， 并对釆集的图像进行二值化及形态学滤波 等处理。根据处理后的图像对对印图案进行精 确定位。再利用图案的对称性在 二值图和灰度图里进行配准， 进而鉴别出纸币是真币或者假币。
本发明提供的一种纸币鉴别方法及装置 ,釆用透射光获取纸币上防伪标识 的图像， 通过对所获取的防伪标识的图像进行识别， 来判定所述纸币的真伪。 可克服反射式成像下算法处理的局限性。本发 明提供的纸币检测方案， 易于实 现， 实现成本较低，检测快捷而准确，从而可快速 检测出假币，效果更为明显。
本发明釆用的透射方式进行鉴伪，相对于反射 式的图像分析，硬件成本减 少， 更加容易产品化。 本发明提供了利用现有的防伪标识，提供了一 种新的鉴 伪手段， 增加鉴伪力度， 结合现有的鉴伪手段， 可进一步从根源上防止假币的 流通。由于互补对印技术为印刷技术里的高端 技术，且对印刷机的要求非常高。 假币很难在色度上和互补图像的重合程度上做 到和真币完全一致的效果，假币 ^艮难做到完全配准， 一般会出现错位， 重叠等现象。
本发明提供的处理算法具有通用性，互补对印 技术为各国普遍釆用的防伪 技术， 实现特点类似。 因此算法实现类似， 在产品化的时候更容易模块化， 升 级更加方便。 更容易达到一机鉴别多国货币的要求。 根据所述公开的实施例，可以使得本领域技术 人员能够实现或者使用本发 明。 对于本领域技术人员来说， 这些实施例的各种修改是显而易见的， 并且这 里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范 围和主旨的基础上应用于其他 实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳 实施例而已，并不用以限制本发 明， 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均 应包含在本发明的保护范围之内。
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