一种纸币鉴伪方法及装置与流程

本发明实施例涉及纸币鉴伪技术领域，尤其涉及一种纸币鉴伪方法及装置。

背景技术：

纸币上普遍存在的防伪特征主要有：雕刻凹印、白水印、横竖双号码、人像水印、安全线阴阳互补对印图案等。目前，采用红外光源通过接触式传感器件(contactimagesensor，cis)采集纸币的图像数据，通过鉴别纸币白水印的方式识别假币较为普遍。

然而，在纸币实际鉴别的过程中，由于红外光源稳定性、cis图像传感器自身差异等因素的影响，使纸币采集图像的对比度存在一定的差异，对后续纸币的鉴别精度具有一定的影响。

技术实现要素：

本发明提供一种纸币鉴伪方法，以实现在红外光源稳定性差、cis图像传感器差异性大的情况下，能够提高纸币的鉴别精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种纸币鉴伪方法，该方法包括：

根据预设恒流源参数、第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取暗数据；

根据第一恒流源参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取亮数据；

根据所述第一恒流源参数和所述第一ad寄存器参数采集纸币图像数据；

根据所述暗数据和所述亮数据，对所述纸币图像数据进行校正，获取校正图像数据；

根据所述校正图像数据识别假币。

第二方面，本发明实施例还提供了一种纸币鉴伪装置，该装置包括：

暗数据获取模块，用于根据预设恒流源参数、第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取暗数据；

亮数据获取模块，用于根据第一恒流源参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取亮数据；

纸币图像数据采集模块，用于根据所述第一恒流源参数和所述第一ad寄存器参数采集纸币图像数据；

图像数据校正模块，用于根据所述暗数据和所述亮数据，对所述纸币图像数据进行校正，获取校正图像数据；

假币识别模块，用于根据所述校正图像数据识别假币。

本发明实施例通过调节恒流源电流参数、恒流源曝光时长参数、ad偏置参数和ad增益参数采集参考介质的亮数据和暗数据以及待测纸币的纸币图像数据，并根据暗数据、亮数据对纸币图像数据进行校正获取校正图像数据，根据获取的校正图像数据对纸币进行假币识别，解决了在纸币的实际鉴别过程中，由于红外光源稳定性、cis图像传感器自身差异等因素的影响导致纸币采集图像对比度差的问题，提高了纸币的鉴别精度。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种纸币鉴伪方法的流程示意图。

图2a是本发明实施例二中的一种纸币鉴伪方法的流程示意图。

图2b是根据预设恒流源参数，获取第一ad寄存器参数的流程示意图。

图2c是根据预设曝光时长参数，获取第一恒流源参数的流程示意图。

图3是本发明实施例三中的一种纸币鉴伪装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

在应用cis图像传感器进行纸币图像数据采集时，需要ad芯片完成采样和模数转换，需要恒流源芯片向cis图像传感器提供电流和曝光时长。其中，ad芯片包括增益和偏置两个寄存器。因此，将ad增益参数和ad偏置参数称为ad寄存器参数。将恒流源曝光时长参数和恒流源电流参数称为恒流源参数。

图1为本发明实施例一提供的一种纸币鉴伪方法的流程示意图，本实施例可适用于采用cis图像传感器进行纸币鉴伪的情况，该方法可以由纸币鉴伪装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件实现。

图1中的纸币鉴伪方法具体包括如下步骤：

步骤110、根据预设恒流源参数、第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取暗数据；

在该步骤中，预设恒流源参数包括预设恒流源电流参数和预设恒流源曝光时长参数。具体的，预设恒流源电流参数为0，预设恒流源曝光时长参数也为0。采用cis图像传感器根据预设恒流源参数、第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取暗数据。由于此时采集的参考介质数据中恒流源向cis图像传感器提供的电流为0，提供的曝光时长也为0，因此采集的数据为背景数据，也将之成为暗数据。其中，参考介质可以是白纸。其中，采集的图像数据可以是灰度数据，也可以是rgb图像数据。

步骤120、根据第一恒流源参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取亮数据；

在该步骤中，调节恒流源参数为第一恒流源参数，保持ad寄存器参数为步骤110中的第一ad寄存器参数不变。在上述参数条件下，采用cis图像传感器采集同一参考介质的图像数据，作为亮数据。

步骤130、根据所述第一恒流源参数和所述第一ad寄存器参数采集纸币图像数据；

在该步骤中，保持恒流源参数为第一恒流源参数不变，保持ad寄存器参数为第一ad寄存器参数不变。在上述参数条件下，采用cis图像传感器采集待测纸币的图像数据，获取纸币图像数据。

步骤140、根据所述暗数据和所述亮数据，对所述纸币图像数据进行校正，获取校正图像数据；

在该步骤中，通过暗数据和亮数据对采集的纸币图像数据进行校正，以扣除采集纸币图像数据过程中的背景数据，提高采集的纸币图像数据的一致性。

步骤150、根据所述校正图像数据识别假币。

本实施例的技术方案，通过调节恒流源电流参数、恒流源曝光时长参数、ad偏置参数和ad增益参数采集参考介质的亮数据和暗数据以及待测纸币的纸币图像数据，并根据暗数据、亮数据对纸币图像数据进行校正获取校正图像数据，根据获取的校正图像数据对纸币进行假币识别，解决了在纸币的实际鉴别过程中，由于红外光源稳定性、cis图像传感器自身差异等因素的影响导致纸币采集图像对比度差的问题，提高了纸币的鉴别精度。

实施例二

图2a为本发明实施例二提供的一种纸币鉴伪方法的流程示意图。该实施例在上述实施例的基础上作了进一步优化。该纸币鉴伪方法具体包括：

步骤210、根据预设恒流源参数，获取第一ad寄存器参数。

参见图2b，优选地，根据预设恒流源参数，获取第一ad寄存器参数具体包括以下步骤：

步骤211、根据所述预设恒流源参数、预设ad增益参数和第一ad偏置参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第一像素均值；

其中，预设恒流源参数包括预设恒流源电流参数和预设恒流源曝光时长参数。具体的，预设恒流源电流参数为0，预设恒流源曝光时长参数也为0。设定恒流源参数为预设恒流源参数，设定ad增益参数为预设ad增益参数，其中对预设ad增益参数的具体数值不做任何限定，可以根据实际采集需要对其数值进行相应的调整。优选地，预设ad增益参数设定为1。其中，调节ad偏置参数为第一ad偏置参数。值得注意的是，对第一ad偏置参数的具体数值不做任何限定，只要满足ad寄存器的偏置参数范围即可。根据上述参数条件采用cis图像传感器采集参考介质的图像数据。其中，参考介质可以是白纸。其中，采集的图像数据可以是灰度数据，也可以是rgb图像数据。根据获取的图像数据，计算获取的灰度图像数据中所有像素点的像素值之和，除以像素点个数获得图像数据均值，并将该图像数据均值记为第一像素均值；或者，将rgb图像数据对应像素点的像素值求和后，除以3获取混合图像数据，计算获取的混合图像数据所有像素点的像素值之和，除以像素点个数获得图像数据均值，并将该图像数据均值记为第一像素均值。后续获取像素均值的方式与此处相同，将不再一一赘述。

步骤212、根据所述预设恒流源参数、预设ad增益参数和第二ad偏置参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第二像素均值；

在该步骤中，保持恒流源参数为预设恒流源参数不变，保持ad增益参数为预设ad增益参数不变，调节ad偏置参数为第二ad偏置参数，其中保证第二ad偏置参数与第一ad偏置参数不同。根据上述参数条件采用cis图像传感器采集同一参考介质的图像数据，计算采集图像数据的第二像素均值。

步骤213、根据所述第一ad偏置参数、所述第一像素均值、所述第二ad偏置参数和所述第二像素均值，获取偏置斜率值；

具体地，根据公式koffset＝(p2-p1)/(offset2-offset1)，获取偏置斜率值；

其中，koffset为所述偏置斜率值，p2为所述第二像素均值，p1为所述第一像素均值，offset2为所述第二ad偏置参数，offset1为所述第一ad偏置参数。

步骤214、根据所述偏置斜率值，调节ad偏置参数为当前ad偏置参数，并采集参考介质的图像数据，获取当前偏置图像数据；

在该步骤中，保持恒流源参数为预设恒流源参数不变，保持ad增益参数为预设ad增益参数不变，根据偏置斜率值调节ad偏置参数为当前ad偏置参数，并采集同一参考介质的图像数据，获取当前偏置图像数据。

步骤215、当所述当前偏置图像数据满足第一预设条件时，设定所述当前ad偏置参数为最优ad偏置参数；其中，所述第一ad寄存器参数包括所述预设ad增益参数和所述最优ad偏置参数。

其中，所述第一预设条件为当前偏置图像数据中每个像素点的像素值均大于0或者当前偏置图像数据中最小像素值为1。

步骤220、根据预设恒流源参数、第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取暗数据；

设定恒流源参数为预设恒流源参数恒定不变，将步骤215中获取的第一ad寄存器参数设定为ad寄存器参数。采用cis图像传感器在上述参数条件下采集参考介质图像数据。由于此时采集的参考介质数据中恒流源向cis图像传感器提供的电流为0，提供的曝光时长也为0，因此采集的数据为背景数据，也将之成为暗数据。

步骤230、根据预设曝光时长参数，获取第一恒流源参数；

参见图2c，优选地，根据预设曝光时长参数，获取第一恒流源参数具体包括以下步骤：

步骤231、根据预设曝光时长参数、第一恒流源电流参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第三像素均值；

该步骤中，将恒流源曝光时长参数设定为预设曝光时长参数。其中，对预设曝光时长参数的具体数值不做任何限定，可以设置为常规恒流源曝光时长参数，也可以根据采集图像的亮度需要进行相应的调整。优选地，预设曝光时长参数设定为恒流源最大曝光时长参数值的30％至80％。将ad寄存器参数设定为步骤215中的第一ad寄存器参数。调节恒流源电流参数为第一恒流源电流参数。其中，对第一恒流源电流参数的具体数值不做任何限定，只要满足恒流源电流参数的范围即可。在上述参数条件下，采用cis图像传感器采集同一参考介质的图像数据，并计算当前采集图像数据的像素均值，获取第三像素均值。

步骤232、根据所述预设曝光时长参数、第二恒流源电流参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第四像素均值；

在该步骤中，保持恒流源曝光时长参数为预设曝光时长参数不变，保持ad寄存器参数为第一ad寄存器参数不变，调节恒流源电流参数为第二恒流源电流参数。其中保证第二恒流源电流参数与第一恒流源电流参数不同。在上述参数条件下，采用cis图像传感器采集同一参考介质的图像数据，并计算当前采集图像数据的像素均值，获取第四像素均值。

步骤233、根据所述第一恒流源电流参数、所述第三像素均值、所述第二恒流源电流参数和所述第四像素均值，获取电流斜率值；

具体地，根据公式kdc＝(p4-p3)/(dc2-dc1)，获取电流斜率值；

其中，kdc为所述电流斜率值，p4为所述第四像素均值，p3为所述第三像素均值，dc2为所述第二恒流源电流参数，dc1为所述第一恒流源电流参数。

步骤234、根据所述电流斜率值，调节恒流源电流参数为当前恒流源电流参数，并采集参考介质的图像数据，获取当前电流图像数据；

在该步骤中，保持恒流源曝光时长参数为预设曝光时长参数不变，保持ad寄存器参数为第一ad寄存器参数不变，根据电流斜率值调节恒流源电流参数为当前恒流源电流参数，并采用cis图像传感器采集图像数据获取当前电流图像数据。

步骤235、当所述当前电流图像数据满足第二预设条件时，设定所述当前恒流源电流参数为最优恒流源电流参数；

其中，所述第二预设条件为当前电流图像数据的像素均值大于等于210并且小于等于250。

步骤236、根据第一曝光时长参数、所述最优恒流源电流参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第五像素均值；

在该步骤中，保持ad寄存器参数为第一ad寄存器参数不变，设定恒流源电流参数为步骤235中的最优恒流源电流参数，调节恒流源曝光时长参数为第一曝光时长参数，其中对第一曝光时长参数的具体数值不做任何限定，只要满足恒流源曝光时长参数的范围即可。在上述参数条件下，采用cis图像传感器采集同一参考介质的图像数据，并计算当前采集图像数据的像素均值，获取第五像素均值。

步骤237、根据第二曝光时长参数、所述最优恒流源电流参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第六像素均值；

在该步骤中，保持ad寄存器参数为第一ad寄存器参数不变，保持恒流源电流参数为最优恒流源电流参数不变，调节恒流源曝光时长参数为第二曝光时长参数，其中保证第二曝光时长参数与第一曝光时长参数不同。在上述参数条件下，采用cis图像传感器采集同一参考介质的图像数据，并计算当前采集图像数据的像素均值，获取第六像素均值。

步骤238、根据所述第一曝光时长参数、所述第五像素均值、所述第二曝光时长参数和所述第六像素均值，获取曝光时长斜率值；

具体地，根据公式kgs＝(p6-p5)/(gs2-gs1)，获取曝光时长斜率值；

其中，kgs为所述曝光时长斜率值，p6为所述第六像素均值，p5为所述第五像素均值，gs2为所述第二曝光时长参数，gs1为所述第一曝光时长参数。

步骤239、根据所述曝光时长斜率值，调节恒流源曝光时长参数为当前曝光时长参数，并采集参考介质的图像数据，获取当前曝光时长图像数据；

在该步骤中，保持ad寄存器参数为第一ad寄存器参数不变，保持恒流源电流参数为最优恒流源电流参数不变，跟进曝光时长斜率值调节恒流源曝光时长参数为当前曝光时长参数，并采用cis图像传感器采集图像数据获取当前曝光时长图像数据。

步骤2310、当所述当前曝光时长图像数据满足第三预设条件时，设定所述当前恒流源曝光时长参数为最优曝光时长参数；

其中，所述第一恒流源参数包括所述最优恒流源电流参数和所述最优曝光时长参数。

其中，第三预设条件为当前曝光时长图像数据的像素均值大于等于210并且小于等于250。

步骤240、根据第一恒流源参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取亮数据；

在该步骤中，设定恒流源参数为第一恒流源参数，设定ad寄存器参数为第一ad寄存器参数。在上述参数条件下，采用cis图像传感器采集同一参考介质的图像数据，获取亮数据。

步骤250、根据所述第一恒流源参数和所述第一ad寄存器参数采集纸币图像数据；

在该步骤中，保持恒流源参数为第一恒流源参数不变，保持ad寄存器参数为第一ad寄存器参数不变。在上述参数条件下，采用cis图像传感器采集待测纸币的图像数据，获取纸币图像数据。

将“根据所述暗数据和所述亮数据，对所述纸币图像数据进行校正，获取校正图像数据”进一步优化为步骤260。

步骤260、根据校正公式y＝((xi-di)×d)/(wi-di)，对所述纸币图像数据进行校正，获取校正图像数据；

其中，xi为所述纸币图像数据，di为所述暗数据，wi为所述亮数据，d为所述亮数据的图像数据均值或预设固定值，y为所述校正图像数据。其中，当d为预设固定值时，对预设固定值的具体数值不做任何限定，可以是大于1小于等于256的任何数值。优选地，当d为预设固定值时，设定该预设固定值为256。

将“根据所述校正图像数据识别假币”进一步优化为步骤270和步骤280。

步骤270、根据边缘检测算法提取校正图像数据中的特征数据；

具体地，采用边缘检测算法中的sobel算子来提取校正图像数据中的白水印部分，获取特征数据。

步骤280、如果特征数据提取失败，则判断纸币为假币。

具体地，当特征数据提取失败时，则认定该特征数据对应的纸币为假币；当特征数据提取成功时，需要根据其他鉴伪特征进一步判断该特征数据对应的纸币是否为真钞。

本实施例的技术方案，通过动态调节恒流源参数和ad寄存器参数选取第一恒流源参数和第一ad寄存器参数，在调节过程中采用cis图像传感器采集参考介质的亮数据和暗数据；并根据最终选取的第一恒流源参数和第一ad寄存器参数采集待测纸币获取纸币图像数据；根据暗数据、亮数据对纸币图像数据进行校正获取校正图像数据；采用边缘检测算法中的sobel算子来提取校正图像数据中的白水印对纸币进行假币识别，解决了在纸币的实际鉴别过程中，由于红外光源稳定性、cis图像传感器自身差异等因素的影响导致纸币采集图像对比度差的问题，提高了纸币的鉴别精度。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种纸币鉴伪装置结构示意图，本实施例可可适用于采用cis图像传感器进行纸币鉴伪的情况，该装置包括：

暗数据获取模块310、亮数据获取模块320、纸币图像数据采集模块330、图像数据校正模块340以及假币识别模块350。

其中，暗数据获取模块310，用于根据预设恒流源参数、第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取暗数据；

亮数据获取模块320，用于根据第一恒流源参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取亮数据；

纸币图像数据采集模块330，用于根据所述第一恒流源参数和所述第一ad寄存器参数采集纸币图像数据；

图像数据校正模块340，用于根据所述暗数据和所述亮数据，对所述纸币图像数据进行校正，获取校正图像数据；

假币识别模块350，用于根据所述校正图像数据识别假币。

本实施例的技术方案，通过暗数据获取模块310采集参考介质的暗数据；通过亮数据获取模块320采集同一参考介质的亮数据；通过纸币图像数据采集模块330采集待测纸币的图像数据获取纸币图像数据；通过图像数据校正模块340根据暗数据和亮数据对纸币图像数据进行图像校正获取校正图像数据；通过假币识别模块350根据校正图像数据对纸币进行假币识别。通过上述技术方案解决了在纸币的实际鉴别过程中，由于红外光源稳定性、cis图像传感器自身差异等因素导致纸币采集图像对比度差的问题，提高了纸币的鉴别精度。

上述装置还包括最优ad偏置参数设定模块，具体包括：

第一像素均值获取单元，用于根据所述预设恒流源参数、预设ad增益参数和第一ad偏置参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第一像素均值；

第二像素均值获取单元，用于根据所述预设恒流源参数、预设ad增益参数和第二ad偏置参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第二像素均值；

偏置斜率值获取单元，用于根据所述第一ad偏置参数、所述第一像素均值、所述第二ad偏置参数和所述第二像素均值，获取偏置斜率值；

当前偏置图像数据获取单元，用于根据所述偏置斜率值，调节ad偏置参数为当前ad偏置参数，并采集参考介质的图像数据，获取当前偏置图像数据；

最优ad偏置参数设定单元，用于当所述当前偏置图像数据满足第一预设条件时，设定所述当前ad偏置参数为最优ad偏置参数；

其中，所述第一ad寄存器参数包括所述预设ad增益参数和所述最优ad偏置参数。

具体地，所述偏置斜率值获取单元，用于：

根据公式koffset＝(p2-p1)/(offset2-offset1)，获取偏置斜率值；

其中，koffset为所述偏置斜率值，p2为所述第二像素均值，p1为所述第一像素均值，offset2为所述第二ad偏置参数，offset1为所述第一ad偏置参数。

上述装置还包括最优恒流源电流参数设定模块，具体包括：

第三像素均值获取单元，用于根据预设曝光时长参数、第一恒流源电流参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第三像素均值；

第四像素均值获取单元，用于根据所述预设曝光时长参数、第二恒流源电流参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第四像素均值；

电流斜率值获取单元，用于根据所述第一恒流源电流参数、所述第三像素均值、所述第二恒流源电流参数和所述第四像素均值，获取电流斜率值；

当前电流图像数据获取单元，用于根据所述电流斜率值，调节恒流源电流参数为当前恒流源电流参数，并采集参考介质的图像数据，获取当前电流图像数据；

最优恒流源电流参数设定单元，用于当所述当前电流图像数据满足第二预设条件时，设定所述当前恒流源电流参数为最优恒流源电流参数。

具体地，所述电流斜率值获取单元，用于：

根据公式kdc＝(p4-p3)/(dc2-dc1)，获取电流斜率值；

其中，kdc为所述偏置斜率值，p4为所述第四像素均值，p3为所述第三像素均值，dc2为所述第二恒流源电流参数，dc1为所述第一恒流源电流参数。

上述装置还包括最优曝光时长参数设定模块，具体包括：

第五像素均值获取单元，用于根据第一曝光时长参数、所述最优恒流源电流参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第五像素均值；

第六像素均值获取单元，用于根据第二曝光时长参数、所述最优恒流源电流参数和所述第一ad寄存器参数采集参考介质的图像数据，获取当前采集图像数据的第六像素均值；

曝光时长斜率值获取单元，用于根据所述第一曝光时长参数、所述第五像素均值、所述第二曝光时长参数和所述第六像素均值，获取曝光时长斜率值；

当前曝光时长图像数据获取单元，用于根据所述曝光时长斜率值，调节恒流源曝光时长参数为当前曝光时长参数，并采集参考介质的图像数据，获取当前曝光时长图像数据；

最优曝光时长参数设定单元，用于当所述当前曝光时长图像数据满足第三预设条件时，设定所述当前恒流源曝光时长参数为最优曝光时长参数；

其中，所述第一恒流源参数包括所述最优恒流源电流参数和所述最优曝光时长参数。

具体地，所述曝光时长斜率值获取单元，用于：

根据公式kgs＝(p6-p5)/(gs2-gs1)，获取曝光时长斜率值；

其中，kgs为所述曝光时长斜率值，p6为所述第六像素均值，p5为所述第五像素均值，gs2为所述第二曝光时长参数，gs1为所述第一曝光时长参数。

具体地，所述图像数据校正模块，用于：

根据校正公式y＝((xi-di)×d)/(wi-di)，对所述纸币图像数据进行校正，获取校正图像数据；

其中，xi为所述纸币图像数据，di为所述暗数据，wi为所述亮数据，d为所述亮数据的图像数据均值或预设固定值，y为所述校正图像数据。

优选地，假币识别模块，包括：

特征提取单元，用于根据边缘检测算法提取校正图像数据中的特征数据；

假币识别单元，用于在特征数据提取失败时，判断纸币为假币。

上述产品可执行本发明任意实施例所提供的纸币鉴伪方法，具备执行纸币鉴伪方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。