实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备和方法与流程

本发明属于钞票防伪检测技术领域，尤其涉及一种实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备和方法。

背景技术：

钞票作为日常生活中的流通货币，使用范围极其广泛，通用度极高，在流通过程中，假钞一直是困扰人们的一大问题，因此，防伪检测则成为钞票使用过程中必不可少的课题。

光彩光变技术作为国际钞票防伪领域公认的前沿公众防伪技术之一，目前全世界已有包括中国、俄罗斯、欧元区在内的多个国家和地区钞票采用该技术来实现钞票防伪。但由于之前的人民币上并没有采用光彩光变技术，而多采用变色油墨技术，因此，通过检测钞票上的光彩光变图案实现防伪检测的技术也比较少。

现有技术中比较常见的是对变色油墨图案的检测，由于变色图案在垂直和非垂直观察时具有不同的显示颜色这一特性，因此现有技术中一般是通过在垂直与非垂直两个角度的颜色采集来实现对变色图案的检测，但光彩光变图案的特性与变色油墨并不相同，其垂直观察呈现一种颜色，非垂直观察时，随着角度的变化，颜色也在变化，而且具有滚动的亮光带。因此现有常见的用于变色油墨检测的装置和设备若用来检测光彩光变图案，将不能获得准确的检测结果，因此，在检测的过程中出现误检和漏检的可能性比较大。

且现有技术中，可以检测变色油墨变色特征的设备通常都是通过复杂的结构来实现对变色图案的检测，为了实现两个角度的图像采集，拍照、图像处理等元器件不仅数量多而且造价昂贵。

可见，现有技术中并没有较好的实现对光彩光变图案进行检测，能够较佳的达到防伪检测目的的设备，且其系统成本高和同时存在真币误检率不易降低、假币漏检率不易降低等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的一个目的是提供一种实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备和方法，用以解决现有技术中存在不能准确检测光彩光变图案、设备成本高等问题，能够简单方便的实现对光彩光变图案的准确检测，且设备简单，成本低。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明实施例提供一种实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备，包括：设置在钞票传送通道上方的图像获取装置，至少两个全反射棱镜和与全发射棱镜相对设置的光源，图像处理装置；

所述图像获取装置，用于当钞票通过传送通道上指定的颜色采集位置时，获取钞票上的光彩光变图案的垂直角度图像，以及获取通过全反射棱镜成像得到的钞票上的光彩光变图案的至少两个非垂直角度图像；

所述图像处理装置，用于根据获取到的垂直角度图像和至少两个非垂直角度图像，确定光彩光变图案的颜色变化是否符合设定的变化规律；当符合时，判定钞票为真钞，否则为假钞。

在一些可选的实施例中，所述至少两个全反射棱镜，设置在以所述图像获取装置垂直于传送通道的中心线为中心圆上。

在一些可选的实施例中，所述全发射棱镜与钞票所在平面成设定角度，且每个全反射棱镜与钞票所在平面所成的角度不同。

在一些可选的实施例中，所述图像处理装置，具体用于：

确定垂直角度图像和至少两个非垂直角度图像中各像素点的像素值；

分析图像获取角度从垂直角度到非垂直角度顺序变化时，获取到的图像的像素值的变化规律是否符合设定的变化规律，以及根据图像中各像素点的像素值分析各角度图像中是否存在光带以及图像获取角度从垂直角度到非垂直角度顺序变化时光带的滚动规律是否符合设定规律；

当均符合时，判定钞票为真钞，否则为假钞。

在一些可选的实施例中，上述设备还包括：

设置在图像获取装置和传送通道之间的分束器，所述分束器将光源发出的光部分透射且部分反射到纸币上表面。

本发明实施例还提供一种实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的方法，包括：

当钞票通过传送通道上指定的颜色采集位置时，设置在钞票传送通道上方的图像获取装置获取钞票上的光彩光变图案的垂直角度图像，以及获取通过设置的至少两个全反射棱镜成像得到的钞票上的光彩光变图案的至少两个非垂直角度图像；其中，与全发射棱镜相对设置有光源；

图像处理装置根据获取到的垂直角度图像和至少两个非垂直角度图像，确定光彩光变图案的颜色变化是否符合设定的变化规律；当符合时，判定钞票为真钞，否则为假钞。

在一些可选的实施例中，所述至少两个全反射棱镜，设置在以所述图像获取装置垂直于传送通道的中心线为中心圆上。

在一些可选的实施例中，所述全发射棱镜与钞票所在平面成设定角度，且每个全反射棱镜与钞票所在平面所成的角度不同。

在一些可选的实施例中，图像处理装置确定真钞假钞的过程，具体包括：

确定垂直角度图像和至少两个非垂直角度图像中各像素点的像素值；

分析图像获取角度从垂直角度到非垂直角度顺序变化时，获取到的图像的像素值的变化规律是否符合设定的变化规律，以及根据图像中各像素点的像素值分析各角度图像中是否存在光带以及图像获取角度从垂直角度到非垂直角度顺序变化时光带的滚动规律是否符合设定规律；

当均符合时，判定钞票为真钞，否则为假钞。

在一些可选的实施例中，上述方法还包括：

通过设置在图像获取装置和传送通道之间的分束器将光源发出的光部分透射且部分反射到纸币上表面。

本发明实施例提供的实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备和方法，通过设置的至少两个全发射棱镜，将光源的入射到纸币表面的入射光反射到图像获取装置，使图像获取装置获取到垂直角度图像的同时，也能获取到到不同角度的反射图像，从而避免了设置多个图像获取装置，降低了设备成本，同时也能获取到多个角度的图像，实现对各个角度呈现颜色的准确识别判断，从而准确的判定钞票真伪，由于可以设置多个角度从而也提高判断准确率，降低误检概率。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

说明书附图

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例一中实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备结构示意图侧视图；

图2是本发明实施例一中防伪检测的设备结构示意图之俯视图；

图3是本发明实施例二中实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备结构示意图之俯视图；

图4是本发明实施例中实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的方法流程图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

为了解决现有技术中不能准确检测光彩光变图案、设备成本高等问题，本发明实施例提供一种实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备，通过全反射棱镜发射成像，减少图像获取装置的设置数量，降低设备成本的同时，也能够实现多个角度的颜色获取，从而实现对光彩光变图案颜色的准确识别判定，识别准确率高，误检漏检率低。

本发明实施例提供的实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备，包括：设置在钞票传送通道上方的图像获取装置，至少两个全反射棱镜和与全发射棱镜相对设置的光源，图像处理装置；其中：

图像获取装置，用于当钞票通过传送通道上指定的颜色采集位置时，获取钞票上的光彩光变图案的垂直角度图像，以及获取通过全反射棱镜成像得到的钞票上的光彩光变图案的至少两个非垂直角度图像。

图像处理装置，用于根据获取到的垂直角度图像和至少两个非垂直角度图像，确定光彩光变图案的颜色变化是否符合设定的变化规律；当符合时，判定钞票为真钞，否则为假钞。

上述方法中，全反射棱镜设置至少两个，从而实现对除了垂直角度之外的至少两个非垂直角度进行颜色获取，以便得到从垂直角度到非垂直角度变化过程中光彩光变图案的颜色变化情况。

优选的，全发射棱镜与钞票所在平面成设定角度，且每个全反射棱镜与钞票所在平面所成的角度不同。

为了获取较好的拍摄效果，可选的，全反射棱镜与光源相对设置在以所述图像获取装置的两侧，便于光源的光入射到钞票表面后呗全反射棱镜反射。

在实际应用中，一般将至少两个全反射棱镜所实现的成像角度设置的不同即可，优选的，可以将至少两个全反射棱镜设置在以图像获取装置垂直于传送通道的中心线为中心圆上，即全反射棱镜环绕图像获取装置设置，以方便图像获取装置获取图像。

在图像获取装置获取到图像后，上述图像处理装置则可以对图像进行处理，图像处理装置确定垂直角度图像和至少两个非垂直角度图像中各像素点的像素值；分析图像获取角度从垂直角度到非垂直角度顺序变化时，获取到的图像的像素值的变化规律是否符合设定的变化规律，以及根据图像中各像素点的像素值分析各角度图像中是否存在光带以及图像获取角度从垂直角度到非垂直角度顺序变化时光带的滚动规律是否符合设定规律；当均符合时，判定钞票为真钞，否则为假钞。

优选的，上述设备，还可以包括：设置在图像获取装置和传送通道之间的分束器，分束器将光源发出的光部分透射且部分反射到纸币上表面，加强垂直角度图像的亮度，以便采集到更好的垂直图像。

分束器的反射平面与钞票所在平面的夹角可以根据需要设置，通常较佳的可以选在在30度到60度之间。当然分束器的反射平面与钞票所在平面的夹角为45度时可以获取到更佳的光线反射和透射效果。

下面通过具体实施例进行详细描述。

实施例一：

本发明实施例一提供的实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备，设置两个全反射棱镜，实现两个角度的光彩光变图案的颜色采集，其结构如图1和图2所示，其中图1为设备的侧视图，图2为设备的俯视图。该设备包括：图像获取装置101、全反射棱镜201和全反射棱镜202，光源301和光源302，图像处理装置(图中未示出)。图像获取装置101在钞票200传送通道100的上方，光源301和全反射棱镜201相对设置，光源302和全反射棱镜202相对设置。

本实施例中实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备以设置两个全发射棱镜为例，如图1和图2所示的，该设备包括图像获取装置11，在传送通道10的上方，钞票200到达传输通道100的指定位置处时可以通过图像处理装置101采集图像，其中垂直角度的图像可以直接采集到。为了采集非垂直角度的图像，配置了全反射棱镜201和全反射棱镜202，以及对应设置的光源301和光源302，其中全反射棱镜201将入射角为β1的入射到钞票上表面的入射光反射成像给图像采集装置101，全反射棱镜202将入射角为β2的入射到钞票上表面的入射光反射成像给图像采集装置101，β1不等于β2。

光源301发出的光照射到钞票200上，被钞票200上表面反射给全发射棱镜201；光源302发出的光照射到钞票200上，被钞票200上表面反射给全发射棱镜202。反射光以45度角入射到全反射棱镜(其从玻璃射入空气的临界角为42)，该角度能够使得入射光在棱镜地面产生全反射，因此全反射棱镜可以将入射光反射到图像获取装置上，使图像获取装置能够采集到反射光的钞票成像。

通过两个或两个以上的全发射棱镜，使得一个图像获取装置101即可获取到多个角度的成像。

在图像获取装置101获取到图像后，由图像处理装置则可以对图像进行处理。

实施例二：

本发明实施例二提供的实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备，设置四个全反射棱镜，实现四个角度的光彩光变图案的颜色采集，其结构如图3所示，其中图3为设备的俯视图，侧视图可参照图1，与图1不同的是设置了4个全反射棱镜。该设备包括：图像获取装置101、全反射棱镜(211、212、213、214)，光源(311、312、313、314)，图像处理装置(图中未示出)。图像获取装置11在钞票200传送通道100的上方，光源311和全反射棱镜211相对设置，光源312和全反射棱镜212相对设置，光源313和全反射棱镜213相对设置，光源314和全反射棱镜214相对设置。

本实施例中实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备以设置四个全发射棱镜为例，如图2达传输通道100的指定位置处时可以通过图像处理装置101采集图像，其中垂直角度的图像可以直接采集到。为了采集非垂直角度的图像，配置了全反射棱镜201和全反射棱镜202，以及对应设置的光源301和光源302，其中全反射棱镜201将入射角为β1的入射到钞票上表面的入射光反射成像给图像采集装置101，全反射棱镜202将入射角为β2的入射到钞票上表面的入射光反射成像给图像采集装置101，β1不等于β2。

光源311发出的光照射到钞票200上，被钞票200上表面反射给全发射棱镜211；光源312发出的光照射到钞票200上，被钞票200上表面反射给全发射棱镜212；光源313发出的光照射到钞票200上，被钞票200上表面反射给全发射棱镜213；光源314发出的光照射到钞票200上，被钞票200上表面反射给全发射棱镜214。反射光以45度角入射到全反射棱镜(其从玻璃射入空气的临界角为42)，该角度能够使得入射光在棱镜地面产生全反射，因此全反射棱镜可以将入射光反射到图像获取装置上，使图像获取装置能够采集到反射光的钞票成像。

通过多个全发射棱镜，使得一个图像获取装置101即可获取到多个角度的成像。在图像获取装置101获取到图像后，由图像处理装置则可以对图像进行处理。

可选的，上述实施例一和实施例二中，也可以不针对每个全发射棱镜均设置光源，而在合适的位置设置一个共用光源也是可以的。

实施例三

本发明实施例二提供的实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备，在上述各实施例的基础上，在图像获取装置101和传送通道100之间的分束器，分束器将光源发出的光部分透射且部分反射到纸币上表面，加强垂直角度图像的亮度，以便采集到更好的垂直图像。

分束器的反射平面与钞票所在平面的夹角可以根据需要设置，通常较佳的可以选在在30度到60度之间。当然分束器的反射平面与钞票所在平面的夹角为45度时可以获取到更佳的光线反射和透射效果。

优选的，分束器与光源高度一致。

利用全反射棱镜可以实现一个图像获取装置获取多个角度的图像，对于光彩光变图案这种颜色随角度变化而变化的图案的检测是非常有效的，且不用在设置多个图像获取装置，降低了设备成本。与平面镜的多次反射折射能量不断衰减相比，利用全反射棱镜的光能量全部从棱镜中反射而出，在相同的光照条件下，将获得更加明亮清晰的图像画面，为后续处理带来了优势。

本发明实施例还提供一种实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的方法，通过上述的实现对钞票光彩光变图案进行防伪检测的设备实现，该方法流程如图4所示，包括如下步骤：

步骤s101：钞票通过传送通道上指定的颜色采集位置。

将需要检测的钞票通过设备的入钞口放入传送通道，钞票在传送通道中被传送，当通过指定的颜色采集位置时，图像获取装置可以获取图像的颜色信息。

步骤s102：设置在钞票传送通道上方的图像获取装置获取钞票上的光彩光变图案的垂直角度图像，以及获取通过设置的至少两个全反射棱镜成像得到的钞票上的光彩光变图案的至少两个非垂直角度图像。

当钞票通过传送通道上指定的颜色采集位置时，其中，与全发射棱镜相对设置有光源。全发射棱镜与钞票所在平面成设定角度，且每个全反射棱镜与钞票所在平面所成的角度不同，这样可以获取多个角度的图像，来观察不同角度的呈现颜色及其变化情况。

例如图1中全发射棱镜201针对入射角度55度的入射光线反射成像，全发射棱镜202针对入射角度35度的入射光线反射成像，当然根据需要也可以选择其他角度的入射角，如图3所示的，设置4个全发射棱镜时，则可以选择4个不同的入射角度进行成像，以获取四个不容角度的光彩光变图案的图像。

步骤s103：图像处理装置根据获取到的垂直角度图像和至少两个非垂直角度图像，确定光彩光变图案的颜色变化是否符合设定的变化规律。

若是，执行步骤s104；若否，执行步骤s105。

确定垂直角度图像和至少两个非垂直角度图像中各像素点的像素值；分析图像获取角度从垂直角度到非垂直角度顺序变化时，获取到的图像的像素值的变化规律是否符合设定的变化规律。通过像素值的变化规律来体现颜色的变化规律，例如，以新版人民币的光彩光变数字为例，光彩光变数字图案垂直票面观察时数字是否以金色为主，接近水平观察时数字是否以绿色为主。随着观察角度的改变，数字颜色是否在在金色和绿色之间交替变化等。

根据图像中各像素点的像素值分析各角度图像中是否存在光带以及图像获取角度从垂直角度到非垂直角度顺序变化时光带的滚动规律是否符合设定规律。例如，以新版人民币的光彩光变数字为例，是否有一条亮光带上下滚动等。

当上述规律均符合时，判定钞票为真钞，否则判定为假钞。

步骤s104：判定钞票为真钞。

步骤s105：判定钞票为假钞。

上述步骤s103－步骤s105实现了根据获取到的垂直角度图像和至少两个非垂直角度图像，确定光彩光变图案的颜色变化是否符合设定的变化规律；当符合时，判定钞票为真钞，否则为假钞

图像处理装置确定真钞假钞的过程，具体包括：确定垂直角度图像和至少两个非垂直角度图像中各像素点的像素值；分析图像获取角度从垂直角度到非垂直角度顺序变化时，获取到的图像的像素值的变化规律是否符合设定的变化规律，以及根据图像中各像素点的像素值分析各角度图像中是否存在光带以及图像获取角度从垂直角度到非垂直角度顺序变化时光带的滚动规律是否符合设定规律；当均符合时，判定钞票为真钞，否则为假钞。

上述方法还包括：通过设置在图像获取装置和传送通道之间的分束器将光源发出的光部分透射且部分反射到纸币上表面。

除非另外具体陈述，术语比如处理、计算、运算、确定、显示等等可以指一个或更多个处理或者计算系统、或类似设备的动作和/或过程，所述动作和/或过程将表示为处理系统的寄存器或存储器内的物理(如电子)量的数据操作和转换成为类似地表示为处理系统的存储器、寄存器或者其他此类信息存储、发射或者显示设备内的物理量的其他数据。信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任何一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、cd-rom或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。该asic可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。

对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。