一种纸币检测方法和系统与流程

本发明涉及纸币图像信息处理技术，尤其涉及一种纸币检测方法和系统。

背景技术：

随着社会经济的高速发展，人们对纸币的防伪检测技术要求越来越高，纸币安全线检测是鉴别纸币真伪的重要参考指标。纸币安全线检测技术，通常利用磁能量传感器检测安全线磁性信息，通过计算磁能量分布及大小判断纸币磁信号是否存在，定量的计算纸币磁性号的强弱。然而部分纸币因长时间流通使用导致真币安全线磁信号较微弱，若用现有技术从磁信号磁通量大小区分真币与假币，磁通量界限不明确，无法利用真币与假币安全线磁性信息判定真伪。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种纸币检测方法和系统，以解决现有技术中无法利用真币与假币安全线磁性信息判定真伪的问题，有效提高检测准确率。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种纸币检测方法，包括：

获取待检测纸币的透射图像和反射图像；

获取安全线在所述透射图像中的检测区域为待检测图像，并对所述待检测图像进行图像预处理；

对进行完图像预处理后的所述待检测图像进行灰度值投影处理，以获得第一灰度投影曲线；

判断所述第一灰度投影曲线的投影结果是否大于预设的真币灰度投影曲线的投影结果阈值；

若是，则获取所述安全线在所述反射图像中的开窗次数；若否，则判定所述待检测纸币为假币；

当所述开窗次数满足预设的真币开窗次数范围时，判定所述待检测纸币为真币。

与现有技术相比，本发明公开的纸币检测方法，首先，对所述待检测图像进行灰度值投影处理，以获得第一灰度投影曲线；然后，对所述待检测纸币进行初次判断，判断所述第一灰度投影曲线的投影结果是否大于预设的真币灰度投影曲线的投影结果阈值；最后，当满足初次判定后，进行二次判定，当所述开窗次数满足预设的真币开窗次数范围时，判定所述待检测纸币为真币。通过结合两次判定过程，解决了现有技术中因磁通量界限不明确，无法利用真币与假币安全线磁性信息判定真伪的问题，能够有效提高检测准确率。

作为上述方案的改进，所述获取所述安全线在所述反射图像中的开窗次数，具体包括：

对所述反射图像进行灰度值投影，以获得第二灰度投影曲线；

根据所述第二灰度投影曲线中的上升沿和下降沿的变化次数确定所述反射图像的开窗次数。

作为上述方案的改进，所述投影结果为所述第一灰度投影曲线的上部区域到最大值与下部区域到最小值的差值。

作为上述方案的改进，所述对所述待检测图像进行图像预处理，具体包括：

利用sobel边缘算子凸显所述安全线在所述待检测图像中的边缘轮廓；

利用大津法确定所述待检测图像的灰度阈值，对所述待检测图像进行二值化处理；

利用中值滤波法对所述待检测图像进行滤波。

作为上述方案的改进，所述获取待检测纸币的透射图像和反射图像前，还包括：

获取初始图像，对所述初始图像进行倾斜矫正和最小二乘法线性拟合边界，以获得只包含所述待检测纸币的图像。

本发明实施例还提供了一种纸币检测系统，包括：

透射/反射图像获取单元，用于获取待检测纸币的透射图像和反射图像；

图像预处理单元，用于获取安全线在所述透射图像中的检测区域为待检测图像，并对所述待检测图像进行图像预处理；

灰度投影曲线获取单元，用于对进行完图像预处理后的所述待检测图像进行灰度值投影处理，以获得第一灰度投影曲线；

第一判断单元，用于判断所述第一灰度投影曲线的投影结果是否大于预设的真币灰度投影曲线的投影结果阈值，且当所述第一灰度投影曲线的投影结果小于或等于预设的真币灰度投影曲线的投影结果阈值时，判定所述待检测纸币为假币；

开窗次数获取单元，用于获取所述安全线在所述反射图像中的开窗次数；

第二判断单元，用于当所述开窗次数满足预设的真币开窗次数范围时，判定所述待检测纸币为真币。

作为上述方案的改进，所述开窗次数获取单元具体用于：

对所述反射图像进行灰度值投影，以获得第二灰度投影曲线；

根据所述第二灰度投影曲线中的上升沿和下降沿的变化次数确定所述反射图像的开窗次数。

作为上述方案的改进，所述投影结果为所述第一灰度投影曲线的上部区域到最大值与下部区域到最小值的差值。

作为上述方案的改进，所述图像预处理单元具体用于：

利用sobel边缘算子凸显所述安全线在所述待检测图像中的边缘轮廓；

利用大津法确定所述待检测图像的灰度阈值，对所述待检测图像进行二值化处理；

利用中值滤波法对所述待检测图像进行滤波。

作为上述方案的改进，所述系统还包括初始图像处理单元，所述初始图像处理单元用于获取初始图像，对所述初始图像进行倾斜矫正和最小二乘法线性拟合边界，以获得只包含所述待检测纸币的图像。

附图说明

图1是本发明提供的一种纸币检测方法的流程图；

图2是本发明提供的一种纸币检测方法中步骤s2的流程图；

图3是本发明提供的待检测图像的二值化处理示意图；

图4是本发明提供的待检测图像的滤波示意图；

图5是本发明提供的真币的第一灰度投影曲线；

图6是本发明提供的假币的第一灰度投影曲线；

图7是本发明提供的真币的第一灰度投影曲线的锐化图；

图8是本发明提供的假币的第一灰度投影曲线的锐化图；

图9是本发明提供的真币反射图像的安全线区域示意图；

图10是本发明提供的假币反射图像的安全线区域示意图；

图11是本发明提供的真币反射图像的第二灰度投影曲线；

图12是本发明提供的假币反射图像的第二灰度投影曲线；

图13是本发明提供的真币第二灰度投影曲线的锐化图；

图14是本发明提供的假币第二灰度投影曲线的锐化图；

图15是本发明提供的一种纸币检测系统的结构示意图。

具体实施方式

值得说明的是，在纸币流通使用中，较为常见的纸币安全线的形式采用开窗式，局部埋入纸张中，局部裸露在纸面上，由于开窗式安全线自身工艺原因，安全线透射两侧出现明暗相间条状压痕图案，可以通过识别明暗相间压痕特性，对其进行鉴伪，开窗式真币安全线在透射图像上安全线呈现全息式，反射图像上安全线呈现开窗式，而开窗式假纸币安全线在透射图像上未呈现全息式或者反射图像上未呈现开窗式。

实施例一

参见图1，图1是是本发明提供的一种纸币检测方法的流程图；包括：

s1、获取待检测纸币的透射图像和反射图像；

s2、获取安全线在所述透射图像中的检测区域为待检测图像，并对所述待检测图像进行图像预处理；

s3、对进行完图像预处理后的所述待检测图像进行灰度值投影处理，以获得第一灰度投影曲线；

s4、判断所述第一灰度投影曲线的投影结果是否大于预设的真币灰度投影曲线的投影结果阈值；

s5、若是，则获取所述安全线在所述反射图像中的开窗次数；若否，则判定所述待检测纸币为假币；

s6、当所述开窗次数满足预设的真币开窗次数范围时，判定所述待检测纸币为真币。

在执行步骤s1之前，还包括：获取初始图像，对所述初始图像进行倾斜矫正和最小二乘法线性拟合边界，以获得只包含待检测纸币的图像。通过联合直线方程计算待检测纸币的前景区域角点坐标，确定待检测纸币的倾斜角，进而保存倾斜矫正后的图像。

在步骤s2中，获取的待检测图像的尺寸可以是m*n，此时获取的安全线是待检测纸币中的一部分，后续经过投影等操作得到安全线的精确起始位置和终止位置后，再最终获取待检测纸币中安全线的全部图像。

优选的，参见图2，对待检测图像进行图像预处理，包括：

s21、利用sobel边缘算子凸显所述安全线在所述待检测图像中的边缘轮廓；

s22、利用大津法确定所述待检测图像的灰度阈值，对所述待检测图像进行二值化处理；

s23、利用中值滤波法对所述待检测图像进行滤波，尽可能消除粗区域非安全线像素点噪声干扰。

为了更好的表明真币和假币的区别，本发明实施例同时还提供假币的检测图像，从而与真币作比对。其中，步骤s22中真币和假币的处理结果请参见图3，步骤s23中真币和假币的处理结果请参见图4。

在步骤s3中，对进行完图像预处理后的待检测图像进行沿安全线方向的灰度值投影处理，得到的第一灰度投影曲线可参考图5～图6。其中，图5为真币的第一灰度投影曲线，图6为假币的第一灰度投影曲线。

计算投影区域的储水量，寻找投影区域的最大值maxvalue及最小值minvalue，求第一灰度投影曲线上部区域到最大值的储水量与下部区域到最小值的储水量的差值watervolum做为初次判别待检测纸币的安全线区域的真伪。其中，所述最大值为第一灰度投影曲线的最大值，所述最小值为第一灰度投影曲线的最小值，所述上部区域为在当前象限内以第一灰度投影曲线为界的上部分区域，所述下部区域为在当前象限内以第一灰度投影曲线为界的下部分区域。满足以下公式：

maxvalue＝max(pgraph(i))

minvalue＝min(pgraph(i))

其中，i表示m*n中沿安全线方向第i个点的投影数值，也就是图5中纵坐标的数值。真币储水量的差值watervolum远大于0，而假币储水量的差值watervolum远小于0；优选的，在本实施例中，预设的投影结果阈值为0，但在其它实施例中，预设的投影结果阈值可以为1、-1或者-1～1，都在本发明的保护范围内。

进一步的，在得到第一灰度投影曲线后，对第一灰度投影曲线进行锐化，能够得到锐化后的安全线的投影图。以上述真币的第一灰度投影曲线和假币的第一灰度投影曲线为例，参见图7～图8，图7是真币的第一灰度投影曲线进行锐化后的图，图8是假币的第一灰度投影曲线进行锐化后的图，可以看出，真币和假币锐化后的图有明显的区别，因此，结合图7～图8能够进一步判断出待检测纸币的真伪。

在步骤s5中，当第一灰度投影曲线的投影结果大于预设的投影结果阈值时，则获取安全线在反射图像中的开窗次数；当第一灰度投影曲线的投影结果小于或等于预设的投影结果阈值时，判定当前待检测纸币为假币。至此，则完成待检测纸币的初次判定。

具体的，在经过步骤s4后，可以结合图5～图8确定透射图像中安全线起始位置y1与终止位置yn，然后确定待检测纸币在反射图像中的安全线区域；此时，参见图9～图10，图9是真币反射图像的安全线区域示意图，图10是假币反射图像的安全线区域示意图。

优选的，获取安全线在反射图像中的开窗次数，具体包括步骤s51～s52：

s51、对所述反射图像进行灰度值投影，以获得第二灰度投影曲线；

此时，参见图11～图12，图11为真币反射图像的第二灰度投影曲线，图12为假币反射图像的第二灰度投影曲线。在对反射图像进行灰度值投影后，对得到的第二灰度投影曲线进行锐化处理，从而结合锐化后的图像确定待检测纸币的反射图像的开窗属性；参见图13～图14，图13为真币的第二灰度投影曲线的锐化图像，图14为假币的第二灰度投影曲线的锐化图像；

s52、根据所述第二灰度投影曲线中的上升沿和下降沿的变化次数确定所述反射图像的开窗次数；

判断反射图像中安全线的开窗属性,借助第二灰度投影曲线及其锐化后的图像可以确定上升沿和下降沿，统计上升沿和下降沿变化次数，确定安全线开窗次数；其中，一次上升沿和一次下降沿表示一次开窗次数。

在步骤s6中，根据反射图像中安全线的开窗次数最终判别待检测纸币的真伪，其中，预设的真币开窗次数范围为4-7。当反射图像上安全线开窗次数满足设定范围4-7时，说明该纸币为真纸币，反之为假币，比如图13中的真币的锐化图，可以确定当前真币的开窗次数为7，即满足真币开窗次数范围。至此，完成待检测纸币的二次判定。

具体实施时，首先，对待检测图像进行灰度值投影处理，以获得第一灰度投影曲线；然后，对待检测纸币进行初次判断，判断第一灰度投影曲线的投影结果是否大于预设的真币灰度投影曲线的投影结果阈值；最后，当满足初次判定后，进行二次判定，当开窗次数满足预设的真币开窗次数范围时，判定待检测纸币为真币。

与现有技术相比，本发明公开的纸币检测方法，通过结合两次判定过程，解决了现有技术中因磁通量界限不明确，无法利用真币与假币安全线磁性信息判定真伪的问题，能够有效提高检测准确率。

实施例二

参见图15，图15是本发明实施例二提供的一种纸币检测系统的结构示意图；包括：

透射/反射图像获取单元11，用于获取待检测纸币的透射图像和反射图像；

图像预处理单元12，用于获取安全线在所述透射图像中的检测区域为待检测图像，并对所述待检测图像进行图像预处理；

灰度投影曲线获取单元13，用于对进行完图像预处理后的所述待检测图像进行灰度值投影处理，以获得第一灰度投影曲线；

第一判断单元14，用于判断所述第一灰度投影曲线的投影结果是否大于预设的真币灰度投影曲线的投影结果阈值，且当所述第一灰度投影曲线的投影结果小于或等于预设的真币灰度投影曲线的投影结果阈值时，判定所述待检测纸币为假币；

开窗次数获取单元15，用于获取所述安全线在所述反射图像中的开窗次数；

第二判断单元16，用于当所述开窗次数满足预设的真币开窗次数范围时，判定所述待检测纸币为真币。

优选的，所述系统还包括初始图像处理单元17，所述初始图像处理单元17用于获取初始图像，对所述初始图像进行倾斜矫正和最小二乘法线性拟合边界，以获得只包含所述待检测纸币的图像。初始图像处理单元17获取初始图像，对所述初始图像进行倾斜矫正和最小二乘法线性拟合边界，以获得只包含所述待检测纸币的图像。通过联合直线方程计算待检测纸币的前景区域角点坐标，确定待检测纸币的倾斜角，进而保存倾斜矫正后的图像。

图像预处理单元12对待检测图像进行图像预处理，包括：利用sobel边缘算子凸显所述安全线在所述待检测图像中的边缘轮廓；利用大津法确定所述待检测图像的灰度阈值，对所述待检测图像进行二值化处理；利用中值滤波法对所述待检测图像进行滤波，尽可能消除粗区域非安全线像素点噪声干扰。

灰度投影曲线获取单元13对进行完图像预处理后的待检测图像进行沿安全线方向的灰度值投影处理，计算投影区域的储水量，寻找投影区域的最大值maxvalue及最小值minvalue，求第一灰度投影曲线上部区域到最大值的储水量与下部区域到最小值的储水量的差值watervolum做为初次判别待检测纸币的安全线区域的真伪。其中，所述最大值为第一灰度投影曲线的最大值，所述最小值为第一灰度投影曲线的最小值，所述上部区域为在当前象限内以第一灰度投影曲线为界的上部分区域，所述下部区域为在当前象限内以第一灰度投影曲线为界的下部分区域。真币储水量的差值远大于0，而假币储水量的差值远小于0。

当第一判断单元14判定第一灰度投影曲线的投影结果大于预设的投影结果阈值时，则获取安全线在反射图像中的开窗次数；当第一判断单元14判定第一灰度投影曲线的投影结果小于或等于预设的投影结果阈值时，判定当前待检测纸币为假币。

开窗次数获取单元15获取安全线在反射图像中的开窗次数，具体包括：对所述反射图像进行灰度值投影，以获得第二灰度投影曲线；根据所述第二灰度投影曲线中的上升沿和下降沿的变化次数确定所述反射图像的开窗次数；

开窗次数获取单元15判断反射图像中安全线的开窗属性,借助第二灰度投影曲线及其锐化后的图像可以确定上升沿和下降沿，统计上升沿和下降沿变化次数，确定安全线开窗次数；其中，一次上升沿和一次下降沿表示一次开窗次数。

第二判断单元16根据反射图像中安全线的开窗次数最终判别待检测纸币的真伪，其中，预设的真币开窗次数范围为4-7。当反射图像上安全线开窗次数满足设定范围4-7时，说明该纸币为真纸币，反之为假币。

与现有技术相比，本发明公开的纸币检测系统，通过结合两次判定过程，解决了现有技术中因磁通量界限不明确，无法利用真币与假币安全线磁性信息判定真伪的问题，能够有效提高检测准确率。

以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。