一种纸币鉴别装置的制作方法

本实用新型涉及图像处理及识别技术领域，具体涉及一种纸币鉴别装置。

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采用，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，多数鉴伪能力不是很强，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凹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，采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，采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。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种纸币鉴别装置，采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。

本实用新型实施例提供了一种纸币鉴别装置，用于对防伪标识为具有透射光学特征的待检测物进行检测，其特征在于，包括：

一透明支撑板，用于支撑被检测物；

一驱动装置，用于驱动被检测物沿着所述支撑板向前移动；

一透射光源，设置于所述透明支撑板上一预定的检测区域一侧；

一控制器，用于检测到待测纸币经过所述预定的检测区域时，驱动所述透射光源发光；

一图像采集装置，设置于所述预定的检测区域一侧，在每一次所述透射光源点亮时被触发，采集所述待测纸币上防伪标识图像；

一图像处理器，对采集到的防伪标识图像进行处理和分析，输出鉴伪结果。

较佳地，所述透射光源设置于与所述预定的检验区域的中心轴线夹角小于或者等于30度的位置；所述图像采集单元设置于与所述透射光源之间的夹角小于或者等于30度的位置。

较佳地，所述透明支撑板采用无反射玻璃板；和/或，所述透射光源采用白光光源。

较佳地，所述图像采集装置包括定位单元和采集单元，其中：

所述定位单元，用于检测待测纸币的规格，确定所述防伪标识预期出现的区域范围；

所述采集单元，用于采集所述区域范围内的图像。

较佳地，所述图像采集装置包括采集单元、定位单元和截图单元，其中：

所述采集单元，用于采集待测纸币的全幅面图像；

所述定位单元，用于检测纸币的规格，确定所述防伪标识预期出现的区域范围；

所述截图单元，用于从采集到的全幅面图像中截取所述区域范围的图像。

较佳地，所述采集单元，是一接触式图像传感器、互补金属氧化物半导体，或者电荷藕合器件图像传感器。

较佳地，所述图像处理器包括：

第一单元，用于获取所述防伪标识图像的像素点；

第二单元，用于计算所述像素点的灰度值；

第三单元，用于根据所述灰度值提取防伪标识的图像边缘信息；

第四单元，用于对所述图像边缘进行形态学去噪处理；

第五单元，用于将所述边缘信息与预设的灰度值模版匹配，确定识别结果。

较佳地，所述图像处理器包括：

第一单元，用于获取所述防伪标识图像的像素点；

第二单元，用于对所述像素点进行二值化处理；

第三单元，用于提取防伪标识的图像边缘信息；

第四单元，用于对所述图像边缘进行形态学去噪处理；

第五单元，用于将所述边缘信息与预设的二值化模版匹配，确定识别结果。

较佳地，还包括真币存储槽和假币存储槽，其中：

所述透明支撑板经一变道挡板与所述真币存储槽或者所述假币存储槽相通；

所述控制器，根据所述图像处理器输出的鉴伪结果，控制所述变道挡板动作，令所述透明支撑板与所述真币存储槽或者所述假币存储槽相通。

较佳地，还包括一蜂鸣报警器：

所述控制器，当所述图像处理器输出的鉴伪结果为假币时，触发所述蜂鸣报警器发出告警信号。

本实用新型提供的一种纸币鉴别装置，采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。本实用新型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。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种纸币鉴别装置方框图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种纸币鉴别装置的方框图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种纸币鉴别装置的方框图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种纸币鉴别装置的方框图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种纸币鉴别装置的方框图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种纸币鉴别装置的方框图；

图7是本实用新型实施例提供的纸币鉴别方法流程图；

图8是本实用新型实施例提供的一种采集防伪标识图像的方法流程图；

图9是本实用新型实施例提供的另一种采集防伪标识图像的方法流程图；

图10是本实用新型实施例提供的一种对防标识图形进行分析和处理的方法流程图；

图11是本实用新型实施例提供的另一种对防标识图形进行分析和处理的方法流程图；

图12是本实用新型应用实例提供的一种对人民币互补对印图案进行鉴别的方法流程图；

图13A和13a分别为本实用新型实施例中采集的真假币的互补对印图案的图像；

图13B和13b分别为本实用新型实施例中提供的真假币的互补对印图案的灰度图像；

图13C和13c分别为本实用新型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13D和13d分别为本实用新型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13E和13e分别为本实用新型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。

具体实施方式

纸币上存在具有透射光学特征的防伪标识，目前常用的有正背互补对印图案、水印，或者全息磁性安全线。真币是正面背面一次印刷技术，具有透射光学特征的防伪标识可以精确重合。而假币一般为正面、背面两次印刷，因而无法精确重合，经常发生错位，重叠等，只有在透射情况下才能检测。例如，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版人民币中采用胶印正背互补对印的古钱币图形，可根据古钱币图形是否重合形成完 整的古钱币图形来鉴伪。但，目前一般的做法是迎光透视，人眼来鉴别，这样鉴别的准确度并不是很好。

鉴于现有技术中存在的不足，本实用新型提供的一种纸币鉴别装置，采用透射光获取纸币上具有透射光学特征的防伪标识的图像，通过对所获取的防伪标识的图像进行识别，来自动判定所述纸币的真伪。本实用新型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。

本实用新型实施例中所述具有透射光学特征的防伪标识的图像，可以是例如正背互补对印图案、水印，或者全息磁性安全线中的一个或者多个。本实用新型对此不做限制，对于其他具有透射光学特征的防伪标识的检测亦适用。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种纸币鉴别装置，包括：

一透明支撑板101，用于支撑被检测物；

一驱动装置102，用于驱动被检测物沿着所述支撑板向前移动；

一透射光源103，设置于所述透明支撑板101上一预定的检测区域104一侧；

一控制器105，用于检测到待测纸币经过所述预定的检测区域104时，驱动所述透射光源103发光；

一图像采集装置106，设置于所述预定的检测区域104一侧，在每一次所述透射光源103点亮时被触发，采集所述待测纸币上防伪标识图像；

一图像处理器107，对采集到的防伪标识图像进行处理和分析，输出鉴伪结果。

较佳地，所述透射光源103设置于与所述预定的检验区域104的中心轴线夹角小于或者等于30度的位置，所述图像采集单元106设置于与所述透射光源103之间的夹角小于或者等于30度的位置。该设计角度，能够使得采集到的透视图像效果最佳。

较佳地，所述透明支撑板101可以采用无反射玻璃板。

较佳地，所述透射光源103采用白光光源。

在一实施例中，如图2所示，所述图像采集装置206包括定位单元2061和采集单元2062，其中：

所述定位单元2061，用于检测待测纸币的规格，确定所述防伪标识预期 出现的区域范围；

所述采集单元2062，用于采集所述区域范围内的图像。

具体地，所述采集单元2062，是一接触式图像传感器、互补金属氧化物半导体，或者电荷藕合器件图像传感器。

在另一实施例中，如图3所示，所述图像采集装置306包括采集单元3061、定位单元3062和截图单元3063，其中：

所述采集单元3061，用于采集待测纸币的全幅面图像；

所述定位单元3062，用于检测纸币的规格，确定所述防伪标识预期出现的区域范围；

所述截图单元3063,用于从采集到的全幅面图像中截取所述区域范围的图像。

具体地，所述采集单元3061，是一接触式图像传感器、互补金属氧化物半导体，或者电荷藕合器件图像传感器。

在一实施例中，如图4所示，所述图像处理器407包括：

第一单元4071，用于获取所述防伪标识图像的像素点；

第二单元4072，用于计算所述像素点的灰度值；

第三单元4073，用于根据所述灰度值提取防伪标识的图像边缘信息；

第四单元4074，用于对所述图像边缘进行形态学去噪处理；

第五单元4075，用于将所述边缘信息与预设的灰度值模版匹配，确定识别结果。

在另一实施例中，如图5所示，所述图像处理器507包括：

第一单元5071，用于获取所述防伪标识图像的像素点；

第二单元5072，用于对所述像素点进行二值化处理；

第三单元5073，用于提取防伪标识的图像边缘信息；

第四单元5074，用于对所述图像边缘进行形态学去噪处理；

第五单元5075，用于将所述边缘信息与预设的二值化模版匹配，确定识别结果。

在又一实施例中，所述图像处理器可以同时进行灰度处理和二值化处理，即，既包含图4中第一单元4071至第五单元4075，又包含图5中第一单元5071至第五单元5075，综合考虑灰度识别和二值识别的两个识别结果，输出最终的鉴伪结果，从而进一步增加鉴伪的准确度。

在一实施例中，如图6所示，还包含真币存储槽608和假币存储槽609，所述透明支撑板601经一变道挡板610与所述真币存储槽608或者所述假币存储槽609相通。所述控制器605，根据所述图像处理器607的鉴伪结果，控制所述变道挡板610动作，将所述透明支撑板601与所述真币存储槽608或者所述假币存储槽609相通。

在一实施例中，还包括一走钞通道(图中未示出)，覆盖于上述各实施例中各部件的外部，防止被检测物沿着所述支撑板向前移动时，从支撑板上飞出的问题。

在一实施例中，还可以包括一蜂鸣报警器，当鉴别出假钞时，触发所述蜂鸣报警器发出告警。

本实用新型实施例设计的上述纸币鉴别装置，采用透射光获取纸币上具有透射光学特征的防伪标识的图像，通过对所获取的防伪标识的图像进行识别，来自动判定所述纸币的真伪。本实用新型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。

基于本实用新型实施例上述纸币鉴别装置，下面将说明如何实现纸币鉴伪过程，如图7所示，包括步骤：

步骤S701：纸币鉴伪装置启动，驱动待测纸币沿一透明支撑板向前移动；

步骤S702：检测到待测纸币经过预定的检测区域时，开启透射光源向所述检测区域照射，触发图像采集装置采集所述待测纸币上防伪标识的图像；

步骤S703：对采集到的防伪标识图像进行处理和分析，输出鉴伪结果；

步骤S704：根据鉴伪结果控制变道挡板，将假币与真币分开。

本实用新型实施例采用上述步骤，利用透射光采集纸币的防伪标识的图像，通过图像处理识别技术，鉴别纸币的真伪。提供了一种针对具有透射光学特征的防伪标识的自动鉴伪的解决方案。

在一实施例中，步骤S702中采集防伪标识图像的步骤如图8所示，具体包括：

步骤S801：检测待测纸币的规格，确定所述防伪标识预期出现的区域范围；

步骤S802：控制图像采集单元采集所述区域范围的图像。

在另一实施例中，步骤S702中采集防伪标识的图像步骤如图9所示，具体包括：

步骤S901：控制图像采集单元采集待测纸币的全幅面图像；

步骤S902：检测纸币的规格，确定所述防伪标识预期出现的区域范围；

步骤S903：从采集到的全幅面图像中截取所述区域范围的图像。

在一实施例中，步骤S703中对采集到的防伪标识图像进行处理和分析的步骤如图10所示，具体包括：

步骤S1001：获取所述防伪标识图像的像素点；

步骤S1002：计算所述像素点的灰度值；

步骤S1003：根据所述灰度值提取防伪标识的图像边缘信息；

步骤S1004：对所述图像边缘进行形态学去噪处理；

步骤S1005：将所述边缘信息与预设的灰度值模版匹配，确定识别结果。

在另一实施例中，步骤S703中对防标识图形进行分析和处理的步骤如图11所示，具体包括：

步骤S1101：获取所述防伪标识图像的像素点；

步骤S1102：对所述像素点进行二值化处理；

步骤S1103：提取防伪标识的图像边缘信息；

步骤S1104：对所述图像边缘进行形态学去噪处理；

步骤S1105：将所述边缘信息与预设的二值化模版匹配，确定识别结果。

在又一实施例中，步骤S703中采集防伪标识图像可以同时进行灰度处理 和二值化处理，综合两者的识别结果，输出最终的鉴伪结果，从而进一步增加鉴伪的准确度。

为了更形象的说明，下面以一具体应用实例说明本实用新型纸币鉴别方案。如图12所示，以人民币互补对印古钱币图案为例，具体处理流程如下：

步骤S1201：纸币鉴伪装置启动，开始走钞；

步骤S1202：采集待测纸币的全幅图像；

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采集纸币的全副图像。

步骤S1203：检测所采集的图像，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13A及13a中所示的古钱币图案的位置。

步骤S1204：将冠字号码坐标作为定位胶印对印图案的基准点，截取互补胶印图像；

步骤S1205：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13B和13b所示。

步骤S1206：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13C及13c为分别为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，经对比看出，真假币的明显区别。

步骤S1207：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13D中所示真币的互补胶印古钱币图案完整、清楚，而图13d中所示真币的胶印互补对印古钱币图案模糊且不完整。

步骤S1208：检测基于灰度的二值图和灰度图配准信息是否正常；

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13E和13e中可看出，真假币的明显区别。

步骤S1209：输出鉴伪结果。

基于检测到的胶印互补对印图案(即古钱币图案)轮廓，可以采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，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。

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，而假币则因印刷错位等原因无法重合，不完全对称。因此，在定位到对称轴后裁剪出左右两半部分，可采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。

在防伪标识所在区域的图像采集过程中，采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，然后进行图像采集，并对采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。

本实用新型提供的一种纸币鉴别装置，采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。本实用新型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。

本实用新型采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。本实用新型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，假币很难做到完全配准，一般会出现错位，重叠等现象。

本实用新型提供的处理算法具有通用性，互补对印技术为各国普遍采用的防伪技术，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实用新型。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实用新型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实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。