专利名称：基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备和方法
技术领域：
本发明属于票据识别技术领域，具体涉及一种基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备和方法。
背景技术：
随着社会的发展，票据交易在国民经济中所占的比重越来越大，且其金额有时会非常大，所以，票据在市场交换和流通中的作用越来越重要。因此对其安全性要求远远高于现金交易。为提高票据交易的安全性，在票据上常常设置有防伪标识。现有票据真伪识别方法通常包括以下两类第一类，人工凭经验直接识别即通过直接观察票据上的防伪标识来识别真伪，该方法存在的主要缺陷为由于现在票据伪造技术越来越高，通过人工直接识别方法，存在票据真伪识别误判的缺陷，此外，还存在识别速度低等问题。第二类，通过光电传感器识别即将不同波长的光照射被测票据，通过光电传感器采集票据反射或透射影像，并对采集到的影像进行分析，从而识别被测票据真伪。该方法存在的主要缺陷为对采集到的影像分析难以达到唯一性，即有可能误判，此外，还存在由于被测票据在使用过程中，会因为各种外界因素而导致被测票据的影像发生变化，从而降低了识别票据真伪的准确度。所以，目前需要一种能更精确的快速识别票据真伪的方法。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备和方法，通过使被测票据发生机械振动而产生声波，进而采集该声波，通过对声波进行特征分析，从而识别被测票据的真伪，因此，本发明对票据真伪的识别不是对票据外观的识别，而是对票据特定材质产生的特定声波的识别，从而提高了票据真伪识别准确率与识别速度。本发明采用的技术方案如下本发明提供一种基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备，包括用于支撑或固定被测票据⑴的支撑部件O)、信号处理模块、一个以上传感器⑷和激振器(5)； 所述传感器的输出端与所述信号处理模块连接；所述激振器( 与所述支撑部件(2) 紧固相连。优选的，所述传感器⑷与所述被测票据⑴接触。优选的，所述支撑部件( 为一个以上支撑杆，所述支撑杆支撑所述被测票据 (1)，所述支撑杆与所述被测票据(1)接触的端面的面积为0.1-10平方毫米。优选的，所述支撑部件包括一个以上夹具，所述夹具夹持所述被测票据⑴的侧边。优选的，所述夹具与所述被测票据(1)直接接触的长度为0. 1-10毫米。
4
优选的，所述支撑部件( 通过弹性部件(3)固定在底座(6)上。优选的，所述激振器(5)包括惯性式激振器和/或电动式激振器和/或电磁式激振器；所述传感器(4)为声电传感器。优选的，所述信号处理模块包括依次连接的信号放大电路、滤波器、模数转换电路和中央处理器，所述信号放大电路的输入端与所述传感器的信号输出端连接。本发明还提供一种基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别方法，包括以下步骤Si，所述激振器( 使所述被测票据(1)振动，进而使所述被测票据(1)发出声波；S2，所述传感器(4)采集所述声波，将所述声波转换为电信号后，发送给所述信号处理模块；S3，所述信号处理模块对接收到的来自S2的电信号进行预处理，得到预处理后的信号，然后对该预处理后的信号进行特征提取，得到特征向量；S4，所述信号处理模块将所述特征向量与预存的标准特征向量进行匹配，通过匹配度的大小来识别所述被测票据的真伪。优选的，Sl具体为所述激振器( 通过带动所述支撑部件( 振动而使所述被测票据(1)振动，进而使所述被测票据(1)发出声波；S3中，所述信号处理模块对接收到的来自S2的电信号进行处理，得到处理后的信号具体为所述信号处理模块对接收到的来自S2的电信号依次进行下述处理通过所述信号放大电路进行放大处理、通过所述滤波电路进行滤波处理、通过所述模数转换电路进行模数转换，得到数字信号，该数字信号即为所述预处理后的信号；通过所述中央处理器处理对该预处理后的信号进行特征提取，得到特征向量。本发明的有益效果如下本发明提供一种基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备和方法，通过使被测票据发生机械振动而产生声波，进而采集该声波，通过对声波进行特征分析，从而识别被测票据的真伪，因此，本发明对票据真伪的识别不是对票据外观的识别，而是对票据特定材质产生的特定声波的识别，从而提高了票据真伪识别准确率与识别速度。
图1为本发明提供的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备的结构示意图；图2为本发明提供的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别方法的流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明提供的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备和方法进行详细说明。
如图1所示，为本发明提供的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备的结构示意图，包括用于支撑或固定被测票据1的支撑部件2、信号处理模块、一个以上传感器4和激振器5 ；传感器4的输出端与信号处理模块连接；激振器5与支撑部件2紧固相连。本发明中，激振器主要用于使被测票据产生机械振动，因此，本发明并不对激振器的具体类型进行限制，具体的，激振器5包括惯性式激振器、电动式激振器、电磁式激振器等。本发明中的传感器4可以为声电传感器，并且，本发明中，可使用多个传感器从不同角度采集票据产生的机械波，从而提高识别准确率。另外，传感器4优选与被测票据1接触， 从而提高传感器的采样强度，降低声波向外传输时的衰减。支撑部件2用于支撑或固定被测票据，下面对这两种方式分别介绍第一种支撑作用，支撑部件2为一个以上支撑杆，通过支撑杆支撑被测票据1， 由于本发明中支撑杆还具有将激振器的振动传递给被测票据的作用，所以，为提高振动传递的精度，降低支撑杆对被测票据的干扰，支撑杆与被测票据直接接触的端面的面积应该尽可能的小，本发明人经过多次试验，证实当支撑杆与被测票据直接接触的端面的面积为 0. 1-10平方毫米时，可有效提高票据真伪的识别准确率。另外，支撑部件2通过弹性部件3 固定在底座6上，其中，弹性部件3可以为两根弹簧。第二种固定作用，可以在支撑部件上对称安装第一夹具和第二夹具，通过夹具夹持被测票据1的两侧边，基于与支撑作用时同样的道理，夹具与被测票据直接接触的长度应尽可能小，本发明人经实验证实，第一夹具和第二夹具与被测票据1直接接触的长度为 0.1-10毫米时，对票据真伪识别的准确率很高。信号处理模块包括依次连接的信号放大电路、滤波器、模数转换电路和中央处理器，信号放大电路的输入端与传感器4的信号输出端连接。如图2所示，本发明还提供一种基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别方法，包括以下步骤Si，激振器5使被测票据1振动，进而使被测票据1发出声波；具体的，激振器5可以通过带动支撑部件2振动而使被测票据1振动，进而使被测票据1发出声波。S2，传感器4采集Sl产生的声波，并将该声波转换为电信号后，发送给信号处理模块；传感器4可以为声电传感器。S3，信号处理模块对接收到的来自S2的电信号进行预处理，得到预处理后的信号，然后对该预处理后的信号进行特征提取，得到特征向量；具体的，信号处理模块对接收到的来自S2的电信号依次进行下述处理通过信号放大电路进行放大处理、通过滤波电路进行滤波处理、通过模数转换电路进行模数转换，得到数字信号，该数字信号即为所述预处理后的信号；通过中央处理器处理对该预处理后的信号进行特征提取，得到特征向量。另外，对特征信号提取特征向量的方法包括频域能量、 数字信号经过离散余弦变换或小波变换后的系数，然后提取有限维的特征向量。S4，信号处理模块将特征向量与预存的标准特征向量进行匹配，通过匹配度的大小来识别被测票据的真伪。具体的，中央处理器将特征向量的强度和方向分别与预存的标准特征向量进行匹配，并根据匹配度的大小识别票据的真伪。
需要说明的是，现有技术中，通常采用光电传感器识别票据真伪S卩将不同波长的光照射被测票据，通过光电传感器采集票据反射或透射影像，并对采集到的影像进行分析，从而识别被测票据真伪。由于现有方法是基于对票据影像的识别，即采用图像处理方式识别票据真伪，该种方法存在的主要缺陷为(1)由于采集到的票据影像为图片格式，所以，需要占用较大的存储空间对其存储；(2)在对票据真伪识别的过程中，需要采用繁琐的算法，而且运算量很大，从而降低了识别的速度，加重了识别系统的负担；C3)现有图像匹配过程中，匹配所采用的方法为模式匹配或图像相似性分析，即为相似度的匹配过程，因此，存在票据真伪识别误判的缺陷；而本发明中，对采集到的机械波采用数字方式进行特征提取，得到特征向量，并进一步比对特征向量；由于采用数字方式，所以，一方面，占用的存储空间小；另一方面，还具有运算量小的优点，再者，由于本发明是基于特定材质的特征向量的匹配，由于判别材质采用特征向量接近唯一性，所以，能显著提高票据识别的准确率， 其中，本发明的特征向量为特定材质所特有的向量，对于假冒的票据，由于其不具有真票据的材质或特定比例的几种材质，因此，假冒的票据不会有相应的特征向量。通过对票据特定材质的特定向量的比对，从而识别票据的真伪。并且，对特征向量进行比对的过程的复杂度远低于对图像比对的过程。所以，本发明能够显著提高票据真伪的识别速度。另外，本发明提供的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备和方法，可以与现有技术中通过光电传感器识别票据真伪的设备和方法配合使用，从而更全面的对票据真伪进行识别，最终提高识别的准确率。综上所述，本发明提供一种基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备和方法，通过使被测票据发生机械振动而产生声波，进而采集该声波，通过对声波进行特征分析，从而识别被测票据的真伪，因此，本发明对票据真伪的识别不是对票据外观的识别，而是对票据特定材质产生的特定声波的识别，从而提高了票据真伪识别的准确率和识别速度。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备，其特征在于，包括用于支撑或固定被测票据⑴的支撑部件O)、信号处理模块、一个以上传感器⑷和激振器(5)； 所述传感器(4)的输出端与所述信号处理模块连接；所述激振器( 与所述支撑部件(2) 紧固相连。
2.根据权利要求1所述的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备，其特征在于，所述传感器(4)与所述被测票据(1)接触。
3.根据权利要求1所述的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备，其特征在于，所述支撑部件( 为一个以上支撑杆，所述支撑杆支撑所述被测票据(1)，所述支撑杆与所述被测票据(1)接触的端面的面积为0.1-10平方毫米。
4.根据权利要求1所述的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备，其特征在于，所述支撑部件包括一个以上夹具，所述夹具夹持所述被测票据(1)的侧边。
5.根据权利要求4所述的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备，其特征在于，所述夹具与所述被测票据(1)直接接触的长度为0.1-10毫米。
6.根据权利要求1所述的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备，其特征在于，所述支撑部件( 通过弹性部件(3)固定在底座(6)上。
7.根据权利要求1所述的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备，其特征在于，所述激振器(5)包括惯性式激振器和/或电动式激振器和/或电磁式激振器；所述传感器⑷为声电传感器。
8.根据权利要求1所述的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备，其特征在于，所述信号处理模块包括依次连接的信号放大电路、滤波器、模数转换电路和中央处理器，所述信号放大电路的输入端与所述传感器的信号输出端连接。
9.一种基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别方法，其特征在于，包括以下步骤Si，所述激振器( 使所述被测票据(1)振动，进而使所述被测票据(1)发出声波；S2，所述传感器(4)采集所述声波，将所述声波转换为电信号后，发送给所述信号处理模块；S3，所述信号处理模块对接收到的来自S2的电信号进行预处理，得到预处理后的信号，然后对该预处理后的信号进行特征提取，得到特征向量；S4，所述信号处理模块将所述特征向量与预存的标准特征向量进行匹配，通过匹配度的大小来识别所述被测票据的真伪。
10.根据权利要求9所述的基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别方法，其特征在于，Si具体为所述激振器( 通过带动所述支撑部件( 振动而使所述被测票据(1)振动，进而使所述被测票据(1)发出声波；S3中，所述信号处理模块对接收到的来自S2的电信号进行处理，得到处理后的信号具体为所述信号处理模块对接收到的来自S2的电信号依次进行下述处理通过所述信号放大电路进行放大处理、通过所述滤波电路进行滤波处理、通过所述模数转换电路进行模数转换，得到数字信号，该数字信号即为所述预处理后的信号；通过所述中央处理器处理对该预处理后的信号进行特征提取，得到特征向量。
全文摘要
本发明提供一种基于机械振动激发材质特征的票据真伪识别设备和方法，通过使被测票据发生机械振动而产生声波，进而采集该声波，通过对声波进行特征分析，从而识别被测票据的真伪，因此，本发明对票据真伪的识别不是对票据外观的识别，而是对票据特定材质产生的特定声波的识别，从而提高了票据真伪识别准确率与识别速度。
文档编号G07D7/06GK102446376SQ20111046038
公开日2012年5月9日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者朱烨东, 杜江, 王宝会, 赵宝军 申请人:北京中科金财科技股份有限公司