金融机具二维信号辅助一维信号鉴伪的方法及装置与流程

本发明涉及防伪技术领域，具体涉及金融机具二维信号辅助一维信号鉴伪的方法及装置。

背景技术：

金融机具设备是指银行等金融机构日常用到的机具产品，比如防伪点钞机、验钞机、复点机、纸币清分机、捆钞机、扎把机等产品；其中大部分设备的传感器包含二维和一维传感器，一般的二维图像传感器是一种名为接触式图像传感器(contactimagesensor,cis)的二维图像传感器，即二维图像信号采集出来的是图像；一维传感器一般是指金融机具领域的传统传感器，如中小线圈磁头模块、红外透射对管模块、长磁条模块、紫外模块、红外反射对管模块等。

目前，金融机具设备内部算法、逻辑的处理方式多为各自独立运行，一维、二维图像传感器采集的图像信号，在计算、分析、仲裁过程中相互独立，各自给出自己的分析结论后再直接输出最终结果。但由于金融机具设备的物理特性造成纸币每次经过设备通道时，其位置和角度都是不一样的，导致一维传感器对于纸币经过的位置判断不够准确。比如：当钞票倾斜时，一维紫外模块照射区域并没有覆盖到纸币上的荧光方窗区域，这时一维传感器模块就会报错纸币为假币，但事实上是因为纸币的荧光方窗区域没有经过紫外模块导致信号采集缺失造成的。金融机具现有的纸币鉴伪模式有如下缺点：

1.定位精度低。一维信号定位是根据若干组红外透射对管的信号进行粗略定位，纸币在不同位置、不同角度通过时，不能准确得出纸币上的鉴伪区是否通过一维传感器；

2.鉴伪效率低。纸币在机器中的状态只能通过一维信号去推断，分析一种问题需要大量人工和实践反馈才能达到比较稳定的状态。

3.鉴伪区分难。某些鉴伪特征与纸币本身特征相近时，无法有效区分是假币还是真币的相似特征区域，比如：反射红外对管通常用于检测纸币拼接时使用的胶带纸，但是纸币的安全线也会有类似特征。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种，具体方案如下：

作为本发明的第一方面，提供一种金融机具二维信号辅助一维信号鉴伪的方法，所述方法包括：

步骤1，预定义待鉴别纸币的鉴伪区坐标位置；

步骤2，获取金融机具设备的一维传感器和二位图像传感器分别采集的一维信号和二维图像信号，并获取各信号的坐标位置信息；

步骤3，将一维信号、二维图像信号以及鉴伪区映射到相同维度，并计算鉴伪区覆盖率；

步骤4，基于鉴伪区覆盖率计算鉴伪区得分，基于鉴伪区得分对鉴伪区进行综合仲裁。

优选地，将一维信号、二位图像信号以及鉴伪区的坐标位置映射到相同维度具体包括：

步骤3.11，映射一维信号坐标：根据设备的一维信号分布位置以及一维信号每一像素近似代表的物理尺寸，将一维信号的布局映射到二维图像信号坐标系的x轴上；

步骤3.12，映射一维信号的信号波形：将得到的一维信号经过预处理，通过预定义的特定一维信号和二维图像信号在y轴上的距离的码盘差以及一维信号与二维图像信号在y轴上物理位置的前后关系，用一维信号当前码盘值作相应的加减法，推导出当前信号在二维图像信号上对应的码盘区间，通过码盘区间找到行号区间，通过行号映射到图像坐标系的y轴上，此段坐标代表一维信号如果在y轴上和二维图像传感器重叠时，产生信号的位置，结合步骤3.11，即可映射出一个产生信号的二维的矩形区域，定义为区域a；其中，码盘差是指把一维信号和二维图像信号间的距离，从毫米为距离单位换算成以码盘为距离单位，码盘值就是当前码盘值，机器开始转动后，码盘每经过一个齿轮计数一次，依次累加；

步骤3.13，映射鉴伪区坐标：将与当前纸币面额、版本匹配的预定义鉴伪区取出，并基于当前纸币的仿射参数及角点信息逆变换到二维图像信号上作标记，代表纸币鉴伪区在当前实际数据中的位置，定义为区域b。

优选地，计算鉴伪区覆盖率具体包括：将区域b用四个角点的坐标描述出来；定义代表一维信号所在位置的区域c，该区域x轴的起始位置和宽度为一维信号定义参数，y轴起始点为零点，结束点为最后，计算步骤如下：

步骤3.21，将区域b与区域c叠加，叠加部分形成一个新的矩形或者三角形；

步骤3.22，若是矩形，将矩形分为两个三角形计算面积，若是三角形，直接计算面积，计算面积公式使用海伦公式，公式如下：已知三角形三边长分别为a1,b1,c1，则：p＝(a1+b1+c1)/2，面积s＝sqrt[p(p-a1)(p-b1)(p-c1)]；

步骤3.23，以一维信号宽度为宽，逆变换后的鉴伪区的y轴上最高点与最低点差为高，计算出面积为s1，得出鉴伪区覆盖率per＝s/s1。

进一步的，计算鉴伪区得分具体包括：

步骤4.1，确认鉴伪区在y轴上的行数范围，将行数的起始和结束位置码盘信息取出，即为码盘维度的范围，再在码盘范围前后增加一定误差范围，其中，码盘维度指y轴的另一个单位长度，以1码盘为1单位；

步骤4.2，预处理一维信号，以预设条件过滤一维信号，每个满足条件的一维信号为一段信号，记录下每段满足条件的信号的起始和结束码盘以及该段信号的最高或最低电瓶；

步骤4.3，将每段满足条件的信号按照起始和结束码盘映射到二维图像信号上，将在鉴伪区码盘范围内的一维信号留下；

步骤4.4，对一维信号进行合成，根据不同情况，设定以码盘为单位的参数n，将信号间距小于n的合成为一段信号；

步骤4.5，设在鉴伪区范围内的每段信号的码盘结束与码盘起始差之和为w，鉴伪区范围码盘结束与码盘起始差为w1，则该鉴伪区分数m＝w/w1。

优选地，基于鉴伪区得分对鉴伪区进行综合仲裁具体为：基于鉴伪区得分对鉴伪区进行综合仲裁具体为：基于步骤4.1至4.5的方法，对每个鉴伪区进行评分，基于每个鉴伪区的得分，对鉴伪区进行综合仲裁。。

作为本发明的第二方面，提供一种金融机具二维信号辅助一维信号鉴伪的装置，所述装置包括包括一维传感器、二维图像传感器、鉴伪区获取模块、算法核心模块、仲裁模块和输出模块；

所述一维传感器用于采集一维信号，并获取所述一维信号的坐标位置信息；

所述二维图像传感器用于采集二维图像信号，并获取所述二维图像信号的坐标位置信息；

鉴伪区获取模块用于预定义待鉴别纸币的鉴伪区坐标位置；

算法核心模块用于将一维信号、二位图像信号以及鉴伪区映射到相同维度，并计算鉴伪区覆盖率，基于鉴伪区覆盖率计算鉴伪区得分；

仲裁模块用于基于鉴伪区得分对鉴伪区进行综合仲裁。

进一步地，将一维信号、二位图像信号以及鉴伪区映射到相同维度具体为：

映射一维信号坐标：根据设备的一维信号分布位置以及一维信号每一像素近似代表的物理尺寸，将一维信号的布局映射到二维图像信号坐标系的x轴上；

映射一维信号的信号波形：将得到的一维信号经过预处理，通过预定义的特定一维信号和二维图像信号在y轴上的距离的码盘差以及一维信号与二维图像信号在y轴上物理位置的前后关系，用一维信号当前码盘值作相应的加减法，推导出当前信号在二维图像信号上对应的码盘区间，通过码盘区间找到行号区间，通过行号映射到图像坐标系的y轴上，此段坐标代表一维信号如果在y轴上和二维图像传感器重叠时，产生信号的位置，结合映射的一维信号坐标，即可映射出一个产生信号的二维的矩形区域，定义为区域a；其中，码盘差是指把一维信号和二维图像信号间的距离，从毫米为距离单位换算成以码盘为距离单位，码盘值就是当前码盘值，机器开始转动后，码盘每经过一个齿轮计数一次，依次累加；

映射鉴伪区坐标：将与当前纸币面额、版本匹配的预定义鉴伪区取出，并基于当前纸币的仿射参数及角点信息逆变换到二维图像信号上作标记，代表纸币鉴伪区在当前实际数据中的位置，定义为区域b。

进一步地，计算鉴伪区覆盖率具体为：

将区域b用四个角点的坐标描述出来；定义代表一维信号所在位置的区域c，该区域x轴的起始位置和宽度为一维信号定义参数，y轴起始点为零点，结束点为最后，计算步骤如下：

步骤3.21，将区域b与区域c叠加，叠加部分形成一个新的矩形或者三角形；

步骤3.22，若是矩形，将矩形分为两个三角形计算面积，若是三角形，直接计算面积，计算面积公式使用海伦公式，公式如下：已知三角形三边长分别为a1,b1,c1，则：p＝(a1+b1+c1)/2，面积s＝sqrt[p(p-a1)(p-b1)(p-c1)]；

步骤3.23，以一维信号宽度为宽，逆变换后的鉴伪区的y轴上最高点与最低点差为高，计算出面积为s1，得出鉴伪区覆盖率per＝s/s1。

进一步地，计算鉴伪区得分具体为：

确认鉴伪区在y轴上的行数范围，将行数的起始和结束位置码盘信息取出，即为码盘维度的范围，再在码盘范围前后增加一定误差范围，其中，码盘维度指y轴的另一个单位长度，以1码盘为1单位；

预处理一维信号，以预设条件过滤一维信号，每个满足条件的一维信号为一段信号，记录下每段满足条件的信号的起始和结束码盘以及该段信号的最高或最低电瓶；

将每段满足条件的信号按照起始和结束码盘映射到二维图像信号上，将在鉴伪区码盘范围内的一维信号留下；

对一维信号进行合成，根据不同情况，设定以码盘为单位的参数n，将信号间距小于n的合成为一段信号；

设在鉴伪区范围内的每段信号码盘结束与码盘起始差之和为w，鉴伪区范围码盘结束与码盘起始差为w1，则该鉴伪区分数m＝w/w1。

进一步地，基于鉴伪区得分对鉴伪区进行综合仲裁具体为：对每个鉴伪区进行评分，基于每个鉴伪区的得分，对鉴伪区进行综合仲裁。

本发明具有以下有益效果：

1.本方案把一维传感器信号从纸币运动方向的维度上与二维传感器信号叠加，从而精准定位，解决了金融机具设备一维传感器定位不准、效率低、区分难的问题，提高了开发效率，增加了设备稳定性与鉴伪强度。

2.定位准确，虚拟的把一维传感器在y轴上与二维传感器叠加，从而计算出纸币鉴伪区经过一维传感器的百分比。

3.效率高，所见即所得，预定义步骤完成后，只需要看中间计算的覆盖百分比就可以清楚的了解到纸币运行状态，使仲裁简化。

4.区分易，在面对特殊的一维传感器时，能准确框选出纸币特定区域，从而精确定位信号是否在纸币本就有特征的区域产生的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的金融机具二维信号辅助一维信号鉴伪的方法。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，作为本发明的第一实施例，提供一种金融机具二维信号辅助一维信号鉴伪的方法，所述方法包括：

步骤1，预定义待鉴别纸币的鉴伪区坐标位置，设备运行过程中需要鉴伪的纸币，需要事先逐个对指定面额、版本纸币的鉴伪区域进行标定，包括：1.鉴伪区域范围的标定，包括相对零点的起始x轴坐标、起始y轴坐标、区域长度、区域宽度。2.鉴伪区域类型的标定，如磁性区域、红外区域、紫外区域、测厚区域等。3.鉴伪区域类型特征的标定，如磁性区域为无磁性、弱磁性还是强磁性；

步骤2，获取金融机具设备的一维传感器和二位图像传感器分别采集的一维信号和二维图像信号，并获取各信号的坐标位置信息，根据设备的传感器分布位置，将设备所有的一维信号相对二维图像信号的x轴、y轴的位置逐个标记，包括：1.传感器类型，包括但不限于：线圈磁头、长磁头、红外透射对管、红外反射对管，测厚模组，紫外反射对管等。2.传感器覆盖区域，包括：采集的图像信号的x轴宽度，x轴起始位置。3.图像信号的y轴方向与cis的距离，最终换算为码盘距离；

步骤3，通过输入装置获取纸币经过设备通道时的全部数据，通过其它模块获取当前纸币的面额、版本、方向、角点坐标以及仿射变换坐标；其它模块包括面额识别模块、计算角点模块；面额识别模块用于识别当前二维图像信号的面额、版本和方向，角点模块用于计算当前图像中纸币的四个角点以及仿射参数。

步骤4，将一维信号、二位图像信号以及鉴伪区映射到相同维度，虚拟的把一维信号在y轴上与二维图像信号叠加，判断纸币经过各个一维传感器时的空间位置，从而判定纸币特定区域经过一维传感器的百分比，从而并计算鉴伪区覆盖率；

步骤5，基于鉴伪区覆盖率计算鉴伪区得分，基于鉴伪区得分对鉴伪区进行综合仲裁。

优选地，将一维信号、二位图像信号以及鉴伪区的坐标位置映射到相同维度具体包括：

步骤3.11，映射一维信号坐标：根据设备的一维信号分布位置以及一维信号每一像素近似代表的物理尺寸，将一维信号的布局映射到二维图像信号坐标系的x轴上；

步骤3.12，映射一维信号的信号波形：将得到的一维信号经过预处理，通过预定义的特定一维信号和二维图像信号在y轴上的距离的码盘差以及一维信号与二维图像信号在y轴上物理位置的前后关系，用一维信号当前码盘值作相应的加减法，推导出当前一维信号在二维图像信号上对应的码盘区间，通过码盘区间找到行号区间，通过行号映射到图像坐标系的y轴上，此段坐标代表一维信号如果在y轴上和二维图像传感器重叠时，产生信号的位置，结合步骤3.11，即可映射出一个产生信号的二维的矩形区域，定义为区域a；其中，码盘差是指把一维信号和二维图像信号间的距离，从毫米为距离单位换算成以码盘为距离单位，码盘值就是当前码盘值，机器开始转动后，码盘每经过一个齿轮计数一次，依次累加；

步骤3.13，映射鉴伪区坐标：将与当前纸币面额、版本匹配的预定义鉴伪区取出，并基于当前纸币的仿射参数及角点信息逆变换到二维图像信号上作标记，代表纸币鉴伪区在当前实际数据中的位置，定义为区域b。

优选地，计算鉴伪区覆盖率具体包括：将区域b用四个角点的坐标描述出来；定义代表一维信号所在位置的区域c，该区域x轴的起始位置和宽度为一维信号定义参数，y轴起始点为零点，结束点为最后，计算步骤如下：

步骤3.21，将区域b与区域c叠加，叠加部分形成一个新的矩形或者三角形；

步骤3.22，若是矩形，将矩形分为两个三角形计算面积，若是三角形，直接计算面积，计算面积公式使用海伦公式，公式如下：已知三角形三边长分别为a1,b1,c1，则：p＝(a1+b1+c1)/2，面积s＝sqrt[p(p-a1)(p-b1)(p-c1)]。

优选地，计算鉴伪区得分具体包括：

步骤4.1，确认鉴伪区在y轴上的行数范围，将行数的起始和结束位置码盘信息取出，即为码盘维度的范围，再在码盘范围前后增加一定误差范围，其中，码盘维度指y轴的另一个单位长度，以1码盘为1单位；

步骤4.2，预处理一维信号，以预设条件过滤一维信号，每个满足条件的一维信号为一段信号，记录下每段满足条件的信号的起始和结束码盘以及该段信号的最高或最低电瓶；

步骤4.3，将每段满足条件的信号按照起始和结束码盘映射到二维图像信号上，将在鉴伪区码盘范围内的一维信号留下；

步骤4.4，对一维信号进行合成，根据不同情况，设定以码盘为单位的参数n，将信号间距小于n的合成为一段信号；

步骤4.5，设在鉴伪区范围内的每段信号的码盘结束与码盘起始差之和为w，鉴伪区范围码盘结束与码盘起始差为w1，则该鉴伪区分数m＝w/w1。

优选地，基于鉴伪区得分对鉴伪区进行综合仲裁具体为：基于步骤4.1至4.5的方法，对每个鉴伪区进行评分，基于每个鉴伪区的得分，对鉴伪区进行综合仲裁。各个鉴伪区有不同的鉴伪功能，包括但不限于如下所述功能：检测磁性是否有；检测磁性是否无；检测荧光是否有；检测荧光是否无；检测安全线是否在长磁范围内；检测厚度是否超出范围；检测是否有反射异常等。由于鉴伪区大小的不同和一维传感器分布密度的不同，一个鉴伪区可能同时经过多个一维传感器，需要综合每个经过的一维传感器信号及当前防伪等级作不同的综合仲裁策略；

长磁范围就是一维长磁传感器在x轴上的有效范围。

鉴伪区结果输出：在结束综合仲裁后，给出最终的仲裁结果并同时给出结果置信度。

作为本发明的第二方面，提供一种金融机具二维信号辅助一维信号鉴伪的装置，所述装置包括一维传感器、二维图像传感器、鉴伪区获取模块、一维传感器算法核心模块、仲裁模块和输出模块；

所述用于采集一维信号，包括：一维纸币面额、版本、方向和信号预处理中间结果；

所述二维图像传感器用于采集二维图像信号，包括：图像码盘信息、图像角点、图像宽度、图像高度、图像每行实际数据宽度、图像原始起始指针、图像计算面额、版本、方向、图像通道数、图像刹车点和防伪等级；

鉴伪区获取模块用于预定义待鉴别纸币的鉴伪区坐标位置；

算法核心模块用于将一维信号、二位图像信号以及鉴伪区映射到相同维度，并计算鉴伪区覆盖率，基于鉴伪区覆盖率计算鉴伪区得分；

仲裁模块用于基于鉴伪区得分对鉴伪区进行综合仲裁。

优选地，将一维信号、二位图像信号以及鉴伪区映射到相同维度具体为：

映射一维信号坐标：根据设备的一维信号分布位置以及一维信号每一像素近似代表的物理尺寸，将一维信号的布局映射到二维图像信号坐标系的x轴上；

映射一维信号的信号波形：将得到的一维信号经过预处理，通过预定义的特定一维信号和二维图像信号在y轴上的距离的码盘差以及一维信号与二维图像信号在y轴上物理位置的前后关系，用一维信号当前码盘值作相应的加减法，推导出当前信号在图像上对应的码盘区间，通过码盘区间找到行号区间，通过行号映射到图像坐标系的y轴上，此段坐标代表一维信号如果在y轴上和二维图像传感器重叠时，产生信号的位置，映射的一维信号坐标，即可映射出一个产生信号的二维的矩形区域，定义为区域a；其中，码盘差是指把一维信号和二维图像信号间的距离，从毫米为距离单位换算成以码盘为距离单位，码盘值就是当前码盘值，机器开始转动后，码盘每经过一个齿轮计数一次，依次累加；

映射鉴伪区坐标：将与当前纸币面额、版本匹配的预定义鉴伪区取出，并基于当前纸币的仿射参数及角点信息逆变换到二维图像信号上作标记，代表纸币鉴伪区在当前实际数据中的位置，定义为区域b。

优选地，计算鉴伪区覆盖率具体为：

将区域b用四个角点的坐标描述出来；定义代表一维信号所在位置的区域c，该区域x轴的起始位置和宽度为一维信号定义参数，该参数相当于一维信号的宽度，由传感器的大小位置确定，同一种机器的各传感器的大小位置是固定不变的，y轴起始点为零点，结束点为最后，计算步骤如下：

步骤3.21，将区域b与区域c叠加，叠加部分形成一个新的矩形或者三角形；

步骤3.22，若是矩形，将矩形分为两个三角形计算面积，若是三角形，直接计算面积，计算面积公式使用海伦公式，公式如下：已知三角形三边长分别为a1,b1,c1，则：p＝(a1+b1+c1)/2，面积s＝sqrt[p(p-a1)(p-b1)(p-c1)]；

步骤3.23，以一维信号宽度为宽，逆变换后的鉴伪区的y轴上最高点与最低点差为高，计算出面积为s1，得出鉴伪区覆盖率per＝s/s1。

优选地，计算鉴伪区得分具体为：

确认鉴伪区在y轴上的行数范围，将行数的起始和结束位置码盘信息取出，即为码盘维度的范围，再在码盘范围前后增加一定误差范围，其中，码盘维度指y轴的另一个单位长度，以1码盘为1单位；

预处理一维信号，以预设条件过滤一维信号，每个满足条件的一维信号为一段信号，记录下每段满足条件的信号的起始和结束码盘以及该段信号的最高或最低电瓶；

将每段满足条件的信号按照起始和结束码盘映射到二维图像信号上，将在鉴伪区码盘范围内的一维信号留下；

对一维信号进行合成，根据不同情况，设定以码盘为单位的参数n，将信号间距小于n的合成为一段信号；

设在鉴伪区范围内的每段信号码盘结束与码盘起始差之和为w，鉴伪区范围码盘结束与码盘起始差为w1，则该鉴伪区分数m＝w/w1。

进一步地，基于鉴伪区得分对鉴伪区进行综合仲裁具体为：对每个鉴伪区进行评分，基于每个鉴伪区的得分，对鉴伪区进行综合仲裁。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。