一种纸币鉴伪装置的制作方法

本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种纸币鉴伪装置。

背景技术：

目前世界上的纸币鉴伪的技术比较多，其中比较通用的有光干涉变色油墨、全息图像、隐形图案等，其中：

光干涉变色油墨(简称光变油墨、又称变色油墨，ovi，opticalvariableink)是20世纪90年代问世的、具有动态变色效果的新型油墨。用它印刷的图文，从不同的角度观察能变幻出不同的颜色。特别在0度左右观察与在60度左右观察时会呈现出两种截然不同的颜色。

全息图像是通过激光制版将影像制作到塑料薄膜上，产生五光十色的衍射效果，使图片具有二维、三维空间感。在普通光线下，图片中隐藏的图像、信息会重现，而当光线从某一特定角度照射时，图片上又会出现新的图像。

隐形图案主要是基于凹印技术，根据凹印油墨线纹的方向不同，图案折光效果也不同。当倾斜观察时，因墨纹方向不同产生反射光线的强弱不同，看到的图像会观察到隐藏的图像信息。而当垂直观察时，反射光强弱与墨纹排列方向无关，图像中的隐形信息会被隐藏起来。

上述防伪技术具有一个共同的特点，即当光线从不同角度照射，或从不同角度观察被观察物时，被观察物呈现出不同的图像特征。采用该类防伪技术制作的印制品所看到的图像具有的动态变化的效果，无法用高清晰度扫描仪、彩色复印机及其他设备进行复制，加之其设计和生产技术极具专业性，制作工艺复杂，投资巨大，难以仿制，因此广泛的用于纸币、重要票据、商标的高端防伪。

上述防伪技术主要设计为人眼视觉上的防伪点，人眼从不同角度观察，可呈现不同的颜色。也可采用光学装置通过在白光照射下从不同角度得到不同的特征来进行检测识别。不论是人眼变换角度观察或者多个摄像机从不同角度摄录字符或图像颜色进行鉴别，其本质都是从不同的角度来采集特征进行检测识别。

现有的装置都采用基于互补金属氧化物半导体元件(cmos， complementarymetal-oxidesemiconductor)或电荷耦合元件(ccd，chargecoupleddevice)摄像头对纸币的特定区域，例如，变色油墨区域，或者全息图像区域，或者隐形图案区域进行拍照，得到相关区域的图像，之后采用图像处理算法来鉴别该防伪点的真伪。这些装置具有以下的主要特点：

第一，在每个待检测的特定区域可能出现的位置安装一套图像采集装置。一套装置要根据所拍摄到的特定区域的位置，设计光源和摄像头的位置，使得摄像头可以同时获得纸币的正面图像(从大致垂直角度拍摄的图像)和侧面图像(从侧边以一定的倾斜角度拍摄的图像)。

第二，由于不同国家的纸币，不同的币种，待检测的特定区域在钞票上所处的位置各不相同，所以一套设备往往只能适用于某一国纸币的一种或几种币种的检测。

第三，由于采用cmos或ccd的摄像头焦距都比较大，要拍摄一定范围的视野，都需要一定的拍摄距离，因此整个拍摄装置所需的体积往往都比较大。

由上述的特点也决定了采用cmos或ccd摄像头检测不同角度的光学特征的设备会存在如下的问题：

在cmos或ccd摄像头在拍摄时，纸币在走钞腔内运动与理论运动情况往往有一定的差异，这也决定了在摄像头进行图像拍摄时，待检测的特定区域所处的位置与理论位置有一定的出入，从而也使得在呈像时，正面图像、侧面图像、待检测的特定区域与光源的相对位置与设计有一定偏差。这也最终影响到变色油墨的识别效果。

而且，由于不同的币种，待检测的特定区域所在钞票的位置各不相同，而cmos或ccd装置必须要在待检测的特定区域位置上进行安装，所以对于特定区域不在同一位置上的纸币，只能通过多台不同的设备进行识别。而当发行新版本的纸币时，如果待检测的特定区域的位置发生变化，则必须对原有的设备进行硬件重新设计更新。

另外，cmos或ccd摄像头所需体积较大，而对于内部设计十分紧凑的点、验、清分设备来说，无疑大大地增加了设备的设计要求，也增加了整个设备的整体体积。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种纸币鉴伪装置，利用接触式图像传感器(contactimagesensor，简称cis)同时采集纸币的正面和侧面图像，并通过比较所采集的图像，以此来达到检测鉴伪的目的。

本发明公开了一种光学特征检测装置，用于对防伪特征为具有不同角度的光学特征的待检测物进行检测，包括：

一支撑板，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；

两个光源，均设置于所述支撑板上待检测面一侧，所述第一光源以第一角度θ1照射所述待检测面上一预定区域，所述第二光源以第二角度θ2照射所述预定区域；其中第二角度θ2与第一角度θ1的差值大于预定值ω；

一控制器，用于驱动所述两个光源轮流发光；

一接触式图像传感器cis，在每一次光源点亮时，采集一行图像数据，从而组成一幅图像；

一透镜，设置于所述预定区域的反射光至所述cis的光路上，用于将被检测物的反射光导入所述cis；

一图像处理单元，用于抽取所述图像中的奇数行合成一第一图像，抽取所述图像中偶数行合成一第二图像；

一识别单元，用于比较所述第一图像和所述第二图像，据以判断待检测物是否具有不同角度的光学特征。

较佳地，在一实施例中，所述装置还包括：

一红外开关，用于检测到待检测物移动至所述待检测面上的所述预定区域时，触发所述控制器。

较佳地，在一实施例中，所述两个光源设置在所述透镜的同一侧，所述透镜和cis传感器倾斜于所述待检测面设置。

较佳地，在一实施例中，所述两个光源设置在所述透镜的两侧，所述透镜和cis传感器垂直于所述待检测面设置。

较佳地，在一实施例中，所述第一角度θ1小于30°度，所述第二角度θ2大于60°度；所述预定值ω大于50°度。

较佳地，在一实施例中，所述支撑板采用透明材料制成；所述检测面位于所述支撑板的下方。

较佳地，在一实施例中，所述支撑板采用透明材料制成；所述支撑板具 有2个检测面，分别位于所述支撑板的上方和下方；所述光学特征检测装置还包括一判别单元，用于根据两个检测面各侧设置的识别单元输出的识别结果，综合分析，判断待检测物是否具有不同角度的光学特征。

较佳地，在一实施例中，还包括：一走钞通道，覆盖于所述支撑板外侧。

本发明还提供了一种纸币鉴伪装置，用于对防伪特征为具有不同角度的光学特征的纸币进行检测，包括如上所述的光学特征检测装置。

较佳地，在一实施例中，还包括：告警装置，用于接收所述光学特征检测装置输出的识别结果，并据以输出告警音频信号。

本发明提供的一种纸币鉴伪装置，具有如下优点：

1、应用于对具有不同角度的光学特征鉴伪技术的纸币的鉴伪，采用cis采集纸币或其他印刷物的正面和侧面图像，由于光线的入射角度与反射角度固定，因此采集的图像光线更为均匀，相比以往的cmos或ccd摄像头来检测的方法及装置，本发明提供的解决方案受纸币在机械走钞腔内走钞情况影响较小，获取的不同角度的光学特征的效果也可以保证。

2、其次，对于不同的币种，即使待检测区域在钞票的位置各不相同，通过一套设备也可以完成不同币种纸币的检测。当发行新版纸币时，只需要通过软件升级就可以完成设备升级。

3、相对cmos或ccd摄像头来说，cis体积较小，安装非常方便，在进行机械部分设计时可以使得结构更为紧凑，设备组装也更加方便。对于一台设备，只要在通道的两面各安装一根cis，就可以完成对一张纸币正面和背面全幅面的不同角度的光学特征进行检测。本发明提供的不同角度的光学特征检测方法及装置检测识别率高、性能稳定可靠。

4、设计红外开关，准确控制驱动的触发时间点，更加节能，尤其适用于电源为储电电池供给的装置。

5、巧妙的设计透明的支撑板，使得检测面可位于支撑板下方，这样光源、透镜、cis等元器件的固定和设置更方便，降低了由于元器件安装不牢固导致的故障。

6、巧妙的设计透明的支撑板，设计2个检测面及其对应的2套用于检测的元器件，综合分析2个识别结果，使得识别的准确度进一步提高。对于单面 具有不同角度光学特征防伪的纸币，无须担心正反面问题导致的检测错误；对于双面具有不同角度光学特征防伪的纸币，使得检测准确度进一步提高，尤其是对伪造者使用残币制作的假币识别度进一步提高。

说明书附图

图1是现有技术中提供的采用接触式图像传感器cis的检测装置结构示意图；

图2是本发明第一实施例提供的一种光学特征检测装置结构示意图1；

图3是本发明第一实施例提供的一种光学特征检测装置结构示意图2；

图4是本发明第一实施例提供的一种光学特征检测装置结构示意图3；

图5是本发明第一实施例提供的一种光学特征检测装置结构示意图4；

图6是本发明第一实施例提供的一种光学特征检测装置结构示意图5；

图7是本发明第二实施例提供的一种光学特征检测装置结构示意图1；

图8是本发明第二实施例提供的一种光学特征检测装置结构示意图2；

图9是本发明第二实施例提供的一种光学特征检测装置结构示意图3；

图10是本发明第二实施例提供的一种光学特征检测装置结构示意图4；

图11是本发明第二实施例提供的一种光学特征检测装置结构示意图5。

具体实施方式

要进行不同角度的光学特征的检测，使拍摄到的图像上该区域呈现出不同的光学特征，就要尽可能地对被检测物进行不同角度的照射，并尽可能地进行不同角度的拍摄。本发明提出了利用接触式图像传感器(cis，contactimagesensor)采集被检测物上预定区域不同角度的图像，以达到检测不同角度的光学特征(如变色油墨、全息图案等)的目的。

通常情况下，接触式图像传感器cis只用于采集透视或下面反射的图像。本发明提供一种光学特征检测装置，利用接触式图像传感器(简称cis)同时采集纸币或其他印刷物的正面和侧面图像，提取对该图像不同角度的光学特征(如变色油墨的颜色、全息图案)，以识别被检测区域的图像是否相应的不同角度的光学特征。

图1所示为现有的采用接触式图像传感器cis的检测装置结构示意图。从 图1中可以看出，在利用可见光反射来拍摄被检测物101(纸币或印刷品)时，光线由可见光源102以接近垂直的射到被检测物102上，而反射的光线以垂直的角度反射入透镜103并最终通过cis传感器104呈像。这种反射呈像可以作为是对被检测物照射、拍摄而获取的图像。

要进行变色油墨、全息图像等不同角度的光学特征的检测，使拍摄到的图像上呈现出不同颜色(对变色油墨而言)或不同图案(对全息图像而言)的效果，就要尽可能的对被检测物进行侧面照射，并进行侧面拍摄。本发明提供的技术方案中利用cis来进行侧面图像的采集，以达到检测变色油墨、全息图像等不同角度的光学特征的目的。

为使本发明的原理、特性和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例一

本发明实施例中提供一种光学特征检测装置，用于对防伪特征为具有不同角度光学特征的待检测物进行检测。其中，所述不同角度光学特征的防伪特征例如是变色油墨、全息图像，或者隐形图案等。所述待检测物是纸币、票据或具有不同角度光学特征防伪的其他印刷物。

图2为本发明实施例中提供的光学特征检测装置的结构示意图。

如图2所示，所述光学特征检测装置用于对防伪特征为具有不同角度的光学特征的待检测物进行检测，包括：

一支撑板201，用于支撑被检测物；

一驱动装置202，用于驱动被检测物沿着所述支撑板向前移动；

两个光源203a和203b，均设置于所述支撑板201上待检测面204一侧，所述第一光源203a以第一角度照射所述待检测面204上一预定区域205，所述第二光源203b以第二角照射所述预定区域205；其中，第二角度θ2与第一角度θ1的差值大于预定值ω。

一控制器206，用于驱动所述两个光源203a和203b轮流发光；

一接触式图像传感器(简称cis)207，在每一次光源点亮时，采集一行图像数据，从而组成一幅图像；

一透镜208，设置于所述预定区域205的反射光至所述cis207的光路上，用于将被检测物的反射光导入所述cis207；

一图像处理单元209，用于抽取所述图像中的奇数行合成一第一图像，抽 取所述图像中偶数行合成一第二图像；

一识别单元210，用于比较所述第一图像和所述第二图像，据以判断待检测物是否具有不同角度的光学特征。

其中，两个光源203a和203b安装在透镜208同侧，这样可以允许透镜208有一定的倾斜角度，从而使得侧面照射的光源203b反射的光线能更充分的射入到cis207。

其中，第一角度θ1及第二角度θ2可以为进行检测时入射光线与被检测物(如纸币、票据或其他印刷物)的垂直方向的夹角。

较佳地，第一角度θ1小于30°度，角度θ1尽可能小，越接近垂直越好，但不应角度θ1不等于0°度(即垂直角度)，避免影响成像效果；第二角度θ2大于60°度；预定值ω大于50°度。

在本发明实施例中，所述两个光源203a和203b设置在所述透镜208的同一侧，所述透镜208和cis传感器207倾斜于所述待检测面204设置。

在具体应用时，光源203a和203b间隔点亮，比如，首先，光源203a打开，光源203b关闭，cis传感器采集一行图像数据；之后，光源203b点亮，光源203a关闭，cis传感器再采集一行图像数据，以此类推。由此可见，当被检测物完全通过cis传感器时，cis传感器可以输出一张图像。这幅图像的奇数行均由光源203a照射得到，而偶数行均由光源203b照射得到。具体地，可采用软件图像处理方法将cis传感器输出图像的奇数行合成一整幅完全由光源203a照射得到的图像，将偶数行合成一幅全由光源203b照射得到的图像。由于光源203a照射得到的图像是由正面照射，正面拍摄得到，所以可以认为是纸币或印刷品正面观察得到的图像。而光源203b照射所得到的图像，虽然也是正面拍摄，但光源203b的入射角较大，同样可以使得被检测物上呈现不同的不同角度的光学特征，例如使获得的图像呈现不同的不同角度的光学特征，具体地，图像上呈现出不同颜色(对变色油墨而言)或不同图案(对全息图像而言)，等同于侧面观察被检测物(如纸币或印刷品)得到的图像。这样，例如，对于变色油墨，实际上就已经利用cis传感器同时得到变色油墨的两种颜色的图像。之后，通过识别单元210，对所得到的正面图像与侧面图像进行后续的图像处理，并比较所得到的正面图像与侧面图像，以判断所述区域是否具有不同角度的光学特征，不同角度的光学特征包括变色油墨的变色特征、全息图像的图案变化特征。如判断油墨是否为变色油墨，图案是否为全息图像。 根据两幅图像上不同角度的光学特征来判断纸币或印刷品的真伪。

在本发明实施例中，所述待检测面204位于所述支撑板201的上方，相应地，上述检测所需的元器件，例如光源203a和203b、透镜208、cis207等也设置于所述支撑板201的上方。光源直接照射在位于支撑板201上的待检测物的表面，反射光线经透镜208传导致cis207中。

在本发明另一实施例中，如图3所示，与图2所示的装置的主要区别在于，所述支撑板301采用透明材料制成，所述检测面304位于所述支撑板的下方。光源303a和303b经透明的支撑板301照射到被检测物上，反射光经过透明的支撑板301射入透镜308中，经透镜308传导到至cis307中。本发明该另一实施例巧妙的设计透明的支撑板，使得检测面可位于支撑板下方，这样光源、透镜、cis等元器件的固定和设置更方便，降低了由于元器件安装不牢固导致的故障。

在本发明又一实施例中，如图4所示，所述支撑板401采用透明材料制成，所述支撑板401具有2个检测面404a和404b，分别位于所述支撑板401的上方和下方。相应的，两个检测面各侧分别设置有一套检测所需的元器件，包括光源、透镜、cis等。所述光学特征检测装置还包括一判别单元411，用于根据两个检测面各侧设置的识别单元410a和410b输出的识别结果，综合分析，判断待检测物是否具有不同角度光学特征。本发明该又一实施例巧妙的设计透明的支撑板，设计2个检测面及其对应的2套用于检测的元器件，综合分析2个识别结果，使得识别的准确度进一步提高。对于单面具有不同角度光学特征防伪的纸币，无须担心正反面问题导致的检测错误；对于双面具有不同角度光学特征防伪的纸币，使得检测准确度进一步提高，尤其是对伪造者使用残币制作的假币识别度进一步提高。

在另一实施例中，如图5所示，在图2所示出的检测装置的基础上，还可以包括一红外开关512，用于检测到待检测物移动至所述待检测面504上的所述预定区域505时，触发所述控制器506。该红外开关还可以增加在图3或者4所示出的检测装置的基础上，本发明不再以图示列出。这种设计能够准确控制驱动的触发时间点，更加节能，尤其适用于电源为储电电池供给的可移动检测装置。

在另一实施例中，如图6所示，在图2所示出的检测装置的基础上，还可以包括一走钞通道613，覆盖于所述支撑板外侧。该走钞通道还可以增加在 图3至5中任何一方案所示出的检测装置的基础上，本发明不再以图示列出。该设计能够防止被检测物稳定的在支撑板601上传送，避免出现飞钞现象。

本发明上述光学特征检测装置采用接触式图像传感器(cis)采集纸币或其他印刷物的正面和侧面图像，由于光线的入射角度与反射角度固定，因此采集的图像光线更为均匀，相比以往的cmos或ccd摄像头来检测的方法及装置，本发明提供的解决方案受纸币在机械走钞腔内走钞情况影响较小，获取的不同角度的光学特征的效果也可以保证。

其次，对于不同的币种，即使待检测区域在钞票的位置各不相同，通过一套设备也可以完成不同币种纸币的检测。当发行新版纸币时，只需要通过软件升级就可以完成设备升级。

相对cmos或ccd摄像头来说，cis体积较小，安装非常方便，在进行机械部分设计时可以使得结构更为紧凑，设备组装也更加方便。对于一台设备，只要在通道的两面各安装一根cis，就可以完成对一张纸币正面和背面全幅面的不同角度的光学特征进行检测。本发明提供的不同角度的光学特征检测方法及装置检测识别率高、性能稳定可靠。

实施例二

图7为本发明实施例中提供的另一种光学特征检测装置，与图2所示的实施例一中第一种光学特征检测装置的主要区别在于，本实施例提供的不同角度的光学特征检测装置中，所述两个光源703a和703b设置在所述透镜707的两侧，透镜708和cis传感器707垂直于所述待检测面设置，即从被检测物反射的反射光以垂直于被检测物的方向在传感器上呈像。

本实施例中的这种不同角度的光学特征检测装置工作流程与实施例一中的不同角度的光学特征检测装置基本相同，两个光源要交替点亮，可以得到相应的图像，其奇数行为光源703a照射得到图像，偶数行为光源7023照射得到的图像。

之后，通过识别单元710，对所得到的正面图像与侧面图像进行后续的图像处理，并比较所得到的正面图像与侧面图像的不同角度的光学特征(如变色油墨的颜色或全息图像的图案)，以判断所述区域是否具有不同角度的光学特征，不同角度的光学特征包括变色油墨的变色特征、全息图像的图案变化特征。 如判断油墨是否为变色油墨，图案是否为全息图像。根据两幅图像上不同角度的光学特征来判断纸币或印刷品的真伪。

在本发明实施例中，所述待检测面704位于所述支撑板701的上方，相应地，上述检测所需的元器件，例如光源703a和703b、透镜708、cis707等也设置于所述支撑板701的上方。光源直接照射在位于支撑板701上的待检测物的表面，反射光线经透镜707传导致cis708中。

在本发明另一实施例中，如图8所示，所述支撑板801采用透明材料制成，所述检测面804位于所述支撑板的下方。光源803a和803b经透明的支撑板801照射到被检测物上，反射光经过透明的支撑板801射入透镜808中，经透镜808传导到至cis807中。本发明该另一实施例巧妙的设计透明的支撑板，使得检测面可位于支撑板下方，这样光源、透镜、cis等元器件的固定和设置更方便，降低了由于元器件安装不牢固导致的故障。

在本发明又一实施例中，如图9所示，所述支撑板901采用透明材料制成，所述支撑板901具有2个检测面904a和904b，分别位于所述支撑板901的上方和下方。相应的，两个检测面各侧分别设置有一套检测所需的元器件，包括光源、透镜、cis等。所述光学特征检测装置还包括一判别单元911，用于根据两个检测面各侧设置的识别单元910输出的识别结果，综合分析，判断待检测物是否具有不同角度光学特征。本发明该又一实施例巧妙的设计透明的支撑板，设计2个检测面及其对应的2套用于检测的元器件，综合分析2个识别结果，使得识别的准确度进一步提高。对于单面具有不同角度光学特征防伪的纸币，无须担心正反面问题导致的检测错误；对于双面具有不同角度光学特征防伪的纸币，使得检测准确度进一步提高，尤其是对伪造者使用残币制作的假币识别度进一步提高。

在另一实施例中，如图10所示，在图7所示出的检测装置的基础上，还可以包括一红外开关1012，用于检测到待检测物移动至所述待检测面1004上的所述预定区域1005时，触发所述控制器1006。该红外开关还可以增加在图8或图9所示出的检测装置的基础上，本发明不再以图示列出。这样能够准确控制驱动的触发时间点，更加节能，尤其适用于电源为储电电池供给的可移动检测装置。

在另一实施例中，如图11所示，在图7所示出的检测装置的基础上，还可以包括一走钞通道1113，覆盖于所述支撑板外侧。该走钞通道还可以增加 在图8至10中任何一方案所示出的检测装置的基础上，本发明不再以图示列出。该设计能够防止被检测物稳定的在支撑板1101上传送，避免出现飞钞现象。

实施例三

本发明实施例还提供的一种纸币或票据检验设备，采用前述实施例中的不同角度的光学特征检测装置，可对采用变色油墨、全息图像等不同角度的光学特征作为防伪措施的纸币、票据或其他印刷物进行检测，以判鉴别纸币、票据或其他印刷物的真伪。

本发明实施例提供的纸币或票据检验设备，包括前述实施例中提供的光学特征检测装置和告警装置，其中：所述光学特征检测装置用于检测被检测物是否具有光学特征；所述告警装置用于接收所述识别单元输出的识别结果，并据以输出告警音频信号。

本发明提供的不同角度的光学特征检测方法及装置中，采用接触式图像传感器cis采集纸币或其他印刷物的正面和侧面图像，由于光线的入射角度与反射角度固定，因此采集的图像光线更为均匀，相比以往的cmos或ccd摄像头来检测不同角度的光学特征的方法及装置，本发明提供的不同角度的光学特征的检测方法及装置受纸币在机械走钞腔内走钞情况影响较小，获取不同角度的光学特征的效果也可以保证。其次，对于不同的币种，变色油墨或全息图像即使在钞票的位置各不相同，通过一套设备也可以完成不同币种纸币的检测。当发行新版纸币时，只需要通过软件升级就可以完成设备升级。相对cmos或ccd摄像头来说，cis体积较小，安装非常方便，在进行机械部分设计时可以使得结构更为紧凑，设备组装也更加方便。对于一台设备，只要在通道的两面各安装一根cis，就可以完成对一张纸币正面和背面全幅面的变色油墨、全息图像等不同角度的光学特征的检测。

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。