CN102737435A - 一种纸币鉴伪方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸币鉴伪方法和装置，获取纸币上开窗式安全线压痕特征所在区域被光束透射的透射图像，分析识别所述图像中的压痕特征，从而判断纸币真伪，本发明具有货币种类适应性强、硬件成本低、检测识别率高、性能稳定可靠等优点。

Description

一种纸币鉴伪方法和装置

技术领域

本发明属于光电技术领域，尤其涉及一种纸币鉴伪方法和装置。

背景技术

金融机具领域的核心问题就是纸币的鉴伪。安全线(security thread)是纸张抄造时连续放入纸内、与纸面平行、具有防伪功能的线状或带状添加物。世界上最早的安全线是由天然麻或丝纺成线后，在抄造纸张时连续加入纸内部的。目前安全线常以PET（聚酯）为基材，在其上加载多种可见的、光可变的和可机读的防伪特征。现在的纸币安全线一般厚20-40μm，宽1-4mm，长度则同裁切后的单张纸币的宽度一样。安全线一般按埋入纸内被纤维覆盖的程度分成全埋式安全线和开窗式安全线。安全线两面都盖满纸纤维叫全埋式安全线。反射光下看安全线一般不明显，透光看则可见连续安全线暗影和其上的镂空文字或浅色线上的深色文字等。另一种安全线是一面完全被纸纤维覆盖，另一面间断地覆盖着纤维，没有覆盖纤维的区域就像一个个开着的小窗口，把安全线一段一段暴露在外，因此叫开窗式安全线。开窗式安全线施放难度比全埋式安全线大；开窗式宽安全线可加载的可见信息更为丰富，施放难度更大，伪造也就更难。所以，开窗式安全线是目前纸钞防伪技术中发展较快的一类。

但是，现有技术对于安全线的检测，都是针对安全线本身防伪特征的检测；由于开窗式安全线施放工艺的原因，在安全线两侧在透射时可以看到明显的明暗相间的条状压痕图案，而假币对此特征由于没有相应的工艺设备而无法仿制。这样，就产生一种防伪能力极强的特征：开窗式安全线压痕特征。

 

发明内容

有鉴于此，针对纸币开窗式安全线压痕特征，本发明提供一种纸币鉴伪方法和装置。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。

为达到本发明的目的，一方面，本发明提供一种纸币鉴伪方法，包括：

获取纸币上开窗式安全线压痕特征所在区域被光束透射的透射图像；

分析识别所述图像中的压痕特征，从而判断纸币真伪。

在一些可选的实施例中，所述的光束是红外光、紫外光或白光。

在一些可选的实施例中，所述的分析识别图像中的压痕特征包括：对压痕特征所在区域的图像进行预处理，对预处理过的图像进行分析。

在一些可选的实施例中，所述对压痕特征所在区域的图像进行预处理包括：

定位图像中安全线位置，对压痕特征所在区域图像进行二值化处理；

对经过二值化处理后的图像进行去噪处理。

在一些可选的实施例中，所述对预处理过的图像进行分析包括：分别对经过预处理的图像中安全线两侧的压痕特征通过灰度值投影图进行分析。

在一些可选的实施例中，所述的灰度值投影图的x轴坐标是纸币宽度的像素数值；y轴坐标是灰度数值。

在一些可选的实施例中，所述通过灰度值投影图进行分析包括：

通过检测所述灰度值投影图中的上升沿和下降沿，计算对应上升沿和下降沿的x轴坐标差值，得出波峰宽度；

当所述波峰宽度满足设定范围时，为真币的压痕特征。

在一些可选的实施例中，所述波峰宽度是明纹的宽度。

 

本发明的另一方面是提供一种纸币鉴伪装置，包括：

光源和图像传感器，分别安置于走钞通道上下两侧；

图像传感器获取纸币上开窗式安全线压痕特征所在区域被光束透射的透射图像；

总控电路分析识别所述图像中的压痕特征，从而判断纸币真伪。

在一些可选的实施例中，所述的光源是红外光源、紫外光源或普通光源。

在一些可选的实施例中，所述的图像传感器是接触式图像传感器CIS。

在一些可选的实施例中，所述的总控电路包括：

预处理模块，对压痕特征所在区域的图像进行预处理；

识别模块，对预处理过的图像进行分析。

在一些可选的实施例中，所述的预处理模块用于：

定位图像中安全线位置，对压痕特征所在区域图像进行二值化处理；

对经过二值化处理后的图像进行去噪处理。

在一些可选的实施例中，所述识别模块分别对经过预处理的图像中安全线两侧的压痕特征通过灰度值投影图进行分析。

在一些可选的实施例中，所述的灰度值投影图的x轴坐标是纸币宽度的像素数值；y轴坐标是灰度数值。

在一些可选的实施例中，所述的识别模块用于：

通过检测所述灰度值投影图中的上升沿和下降沿，计算对应上升沿和下降沿的x轴坐标差值，得出波峰宽度；

当所述波峰宽度满足设定范围时，为真币的压痕特征。

在一些可选的实施例中，所述波峰宽度是明纹的宽度。

 

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。

由于开窗式安全线的压痕特征形成为抄造纸币时由工艺造成，原则上不属于一般的防伪点，明暗条纹是由于纸纤维密度在制作开窗式安全线时发生了变化，该特征具有极其隐蔽的防伪特性。而流通的假币均在安全线开窗防制，安全线磁性仿制上高仿真币。由于缺乏真币的开窗式安全线的制作工艺而就无法防制出该压痕特征。由于该特征在光束透射下为明暗相间的条纹间隔，而假币均无此类图案，因此鉴伪方法简单，稳定性高。本发明通过分析现实问题的原理和造假的出发点，提出了基于光束透射的开窗式安全线的压痕特征鉴伪方法和装置。与传统的基于反射成像鉴别货币真伪相比，本发明具有不易破解，货币种类适应性强，硬件成本低等优点。

本发明提供的检测方法和装置受纸币在机械走钞腔内走钞情况影响较小，获取压痕特征的效果也可以保证。其次，对于不同的币种，安全线压痕特征即使在纸币的位置各不相同，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。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。有效的节省硬件成本。传统的反射式图像采集设备由于需在上下左右方向进行图像识别，因此至少需要上下两套采集设备才能完成全部采集工作。本发明提供的鉴伪装置对于正反两种走钞方式，通过算法区别出上下方向即可处理纸币的上下不同位置带来的不同图像的问题。因此只需要一个光源和成像设备即可完成采集图像过程。本发明提供的检测方法和装置检测识别率高、性能稳定可靠。

说明书附图

图1是本发明提供的鉴伪装置结构图；

图2是真币图像；

图3是假币图像；

图4是本发明检测方案的流程图；

图5是真币的压痕特征图像；

图6是假币的压痕特征图像；

图7是真、假币压痕特征的灰度值投影图。

 

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。

为达到本发明的目的，一方面，本发明提供一种纸币鉴伪方法，包括：

获取纸币上开窗式安全线压痕特征所在区域被光束透射的透射图像；

分析识别所述图像中的压痕特征，从而判断纸币真伪。

在一些可选的实施例中，所述的光束是红外光、紫外光或白光。

在一些可选的实施例中，所述的分析识别图像中的压痕特征包括：对压痕特征所在区域的图像进行预处理，对预处理过的图像进行分析。

在一些可选的实施例中，所述对压痕特征所在区域的图像进行预处理包括：

定位图像中安全线位置，对压痕特征所在区域图像进行二值化处理；

对经过二值化处理后的图像进行去噪处理。

在一些可选的实施例中，所述对预处理过的图像进行分析包括：分别对经过预处理的图像中安全线两侧的压痕特征通过灰度值投影图进行分析。

在一些可选的实施例中，所述的灰度值投影图的x轴坐标是纸币宽度的像素数值；y轴坐标是灰度数值。

在一些可选的实施例中，所述通过灰度值投影图进行分析包括：

通过检测所述灰度值投影图中的上升沿和下降沿，计算对应上升沿和下降沿的x轴坐标差值，得出波峰宽度；

当所述波峰宽度满足设定范围时，为真币的压痕特征。

在一些可选的实施例中，所述波峰宽度是明纹的宽度。

 

本发明的另一方面是提供一种纸币鉴伪装置，包括：

光源和图像传感器，分别安置于走钞通道上下两侧；

图像传感器获取纸币上开窗式安全线压痕特征所在区域被光束透射的透射图像；

总控电路分析识别所述图像中的压痕特征，从而判断纸币真伪。

在一些可选的实施例中，所述的光源是红外光源、紫外光源或普通光源。

在一些可选的实施例中，所述的图像传感器是接触式图像传感器CIS。

在一些可选的实施例中，所述的总控电路包括：

预处理模块，对压痕特征所在区域的图像进行预处理；

识别模块，对预处理过的图像进行分析。

在一些可选的实施例中，所述的预处理模块用于：

定位图像中安全线位置，对压痕特征所在区域图像进行二值化处理；

对经过二值化处理后的图像进行去噪处理。

在一些可选的实施例中，所述识别模块分别对经过预处理的图像中安全线两侧的压痕特征通过灰度值投影图进行分析。

在一些可选的实施例中，所述的灰度值投影图的x轴坐标是纸币宽度的像素数值；y轴坐标是灰度数值。

在一些可选的实施例中，所述的识别模块用于：

通过检测所述灰度值投影图中的上升沿和下降沿，计算对应上升沿和下降沿的x轴坐标差值，得出波峰宽度；

当所述波峰宽度满足设定范围时，为真币的压痕特征。

在一些可选的实施例中，所述波峰宽度是明纹的宽度。

 

图1为本发明所述的鉴伪装置结构示意图。1为图像传感器CIS，2为光源，3为走钞通道，4为走钞通道入口，5为走钞通道出口。当系统启动后，纸币通过走钞通道入口4，经过走钞通道3，在进入图像传感器1和光源2之间的通道时，对管被触发后，图像传感器1开始采集图像，图像采集完毕，识别模块（图中未示出）开始识别，根据识别结果进行停钞或分钞，纸币最后从走钞通道出口5运出。当光源2使用红外或紫外光源时，可以获得良好的效果。

通过图2和图3可以明显看出真、假币的压痕特征，图2是真币在被红外光束透射下，图像传感器采集到的图像，图3是假币的图像。可以看出假币在安全线周围并无明暗相间的压痕特征图案，相对比，真币则有明显的条状明暗相间的压痕图案，通过边缘处理，相关信息提取，特征分析，可以把假币检测出来。

图4是本发明技术方案的流程图，使用本发明所述的鉴伪装置，图像传感器获取纸币上开窗式安全线压痕特征所在区域被光束透射的透射图像后，识别模块对图像进行分析，首先，定位图像中安全线位置，然后，在图示的检测方法中，在定位到安全线位置后，先检测左侧的安全线附近区域是否存在明暗条纹。检测方法为通过动态多阈值进行图像二值化，进行图像提取。然后通过腐蚀方法进行去噪处理，最后投影根据波峰存在的个数以检测所述安全线两边的压痕特征，如果都具有所述的压痕特征，则判断为真币；否则，判断为假币，进行停机或分钞处理。

图5和图6是分别对真币和假币图像进行二值化、去噪处理后的图像。本发明提供的方案，通过对采集到的纸币图像二值化和去噪处理后，对安全线一侧的压痕特征通过灰度值投影图分析，再对另一侧的压痕特征通过灰度值投影图分析；灰度值投影图如图7所示；该灰度值投影图的x轴坐标是纸币宽度的像素数值；y轴坐标是灰度数值。通过检测对应上升沿和下降沿的x轴坐标差值，计算波峰宽度，此宽度对应为明纹的宽度，检测一定幅值变化的边沿可以确定所述投影图中波峰的起始和结束是否存在，起始和结束均存在且宽度满足一定范围的即是真币的压痕特征。在图7中，真币的特征图像在y轴方向进行投影后，可以得到条纹的压痕特征投影图，真币具有明显的波峰波谷的起伏，而假币由于没有条纹，因此投影的曲线没有一定的规律。从投影曲线可以看出真币具有明显的波峰波谷且具有一定的宽度，而假币则无此类特征，多为尖锐脉冲。因此通过检测一定幅值的边沿可以确定波峰的存在，同时检测对应上升沿和下降沿的x轴坐标差值，计算波峰宽度。符合此条件的为合法波峰（明暗条纹中的明纹），从而根据波峰的个数进行真假判断。

由于开窗式安全线的压痕特征形成为抄造纸币时由工艺造成，原则上不属于一般的防伪点，明暗条纹是由于纸纤维密度在制作开窗式安全线时发生了变化从而对透射时的红外或紫外光的吸收特性有所不同，造成图像的亮暗变化，该特征具有极其隐蔽的防伪特性。而流通的假币均在安全线开窗防制，安全线磁性仿制上高仿真币。由于缺乏真币的开窗式安全线的制作工艺而就无法防制出该压痕特征。由于该特征在光束透射下为明暗相间的条纹间隔，而假币均无此类图案，因此鉴伪方法简单，稳定性高。本发明通过分析现实问题的原理和造假的出发点，提出了基于光束透射的开窗式安全线的压痕特征鉴伪方法和装置。与传统的基于反射成像鉴别货币真伪相比，本发明具有不易破解，货币种类适应性强，硬件成本低等优点。

本发明提供的检测方法和装置受纸币在机械走钞腔内走钞情况影响较小，获取压痕特征的效果也可以保证。其次，对于不同的币种，安全线压痕特征即使在纸币的位置各不相同，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。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。有效的节省硬件成本。传统的反射式图像采集设备由于需在上下左右方向进行图像识别，因此至少需要上下两套采集设备才能完成全部采集工作。本发明提供的鉴伪装置对于正反两种走钞方式，通过算法区别出上下方向即可处理纸币的上下不同位置带来的不同图像的问题。因此只需要一个光源和成像设备即可完成采集图像过程。本发明提供的检测方法和装置检测识别率高、性能稳定可靠。

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比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、电路和方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。

用于执行本申请所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者其任意组合，可以实现或执行结合本文的实施例所描述的各种说明性的逻辑框图、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，或者，该处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可能实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。

结合本文的实施例所描述的方法或者方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。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

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。

而且，本文所述的各个方面或特征可以作为使用标准的程序设计和／或工程技术的方法、装置或制品来实现。本文所使用的术语“制品”是要包括可以从任何计算机可读的设备、载波或介质来访问的计算机程序。例如，计算机可读的介质可以包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带等)、光盘(例如，紧凑光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)等)、智能卡以及闪速存储设备(例如，EPROM、卡、棒、钥匙驱动器等)。此外，本文描述的各种存储介质表示为用于存储信息的一个或多个设备和／或其它机器可读介质。术语“机器可读介质”包括但不限于能够存储、包含和／或携带指令和／或数据的无线信道和各种其它介质。

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”。

Claims (17)

1.一种纸币鉴伪方法，其特征在于，包括：

获取纸币上开窗式安全线压痕特征所在区域被光束透射的透射图像；

分析识别所述图像中的压痕特征，从而判断纸币真伪。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的光束是红外光、紫外光或白光。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的分析识别图像中的压痕特征包括：对压痕特征所在区域的图像进行预处理，对预处理过的图像进行分析。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对压痕特征所在区域的图像进行预处理包括：

定位图像中安全线位置，对压痕特征所在区域图像进行二值化处理；

对经过二值化处理后的图像进行去噪处理。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对预处理过的图像进行分析包括：分别对经过预处理的图像中安全线两侧的压痕特征通过灰度值投影图进行分析。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的灰度值投影图的x轴坐标是纸币宽度的像素数值；y轴坐标是灰度数值。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过灰度值投影图进行分析包括：

通过检测所述灰度值投影图中的上升沿和下降沿，计算对应上升沿和下降沿的x轴坐标差值，得出波峰宽度；

当所述波峰宽度满足设定范围时，为真币的压痕特征。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述波峰宽度是明纹的宽度。

9. 一种纸币鉴伪装置，其特征在于，包括：

光源和图像传感器，分别安置于走钞通道上下两侧；

图像传感器获取纸币上开窗式安全线压痕特征所在区域被光束透射的透射图像；

总控电路分析识别所述图像中的压痕特征，从而判断纸币真伪。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的光源是红外光源、紫外光源或普通光源。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的图像传感器是接触式图像传感器CIS。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的总控电路包括：

预处理模块，对压痕特征所在区域的图像进行预处理；

识别模块，对预处理过的图像进行分析。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述的预处理模块用于：

定位图像中安全线位置，对压痕特征所在区域图像进行二值化处理；

对经过二值化处理后的图像进行去噪处理。

14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述识别模块分别对经过预处理的图像中安全线两侧的压痕特征通过灰度值投影图进行分析。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述的灰度值投影图的x轴坐标是纸币宽度的像素数值；y轴坐标是灰度数值。

16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述的识别模块用于：

通过检测所述灰度值投影图中的上升沿和下降沿，计算对应上升沿和下降沿的x轴坐标差值，得出波峰宽度；

当所述波峰宽度满足设定范围时，为真币的压痕特征。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述波峰宽度是明纹的宽度。

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