專利名稱：多光譜紙幣驗(yàn)鈔機(jī)的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明應(yīng)用于金融機(jī)具行業(yè)，如驗(yàn)鈔機(jī)、點(diǎn)驗(yàn)鈔機(jī)、ATM存取款機(jī)、紙幣清分機(jī)等， 涉及圖像處理、模式識(shí)別、數(shù)字信號(hào)處理等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有紙幣就有假幣，紙幣防偽關(guān)系到國(guó)家金融安全和社會(huì)穩(wěn)定，具有重要意義。在中國(guó)，信用卡使用率較低，紙幣流通量大，各種類(lèi)型的偽鈔層出不窮，制作水平越來(lái)越高，迫切需要開(kāi)發(fā)高可靠的紙幣鑒偽設(shè)備。傳統(tǒng)的紙幣鑒偽機(jī)能夠檢測(cè)紙幣的部分防偽特征，如磁性材料、熒光反應(yīng)等。但隨著偽鈔制造水平的提高，其可靠性受到越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多光譜紙幣驗(yàn)鈔機(jī)的設(shè)計(jì)方法，本方法基于圖像分析技術(shù)對(duì)紙幣的多光譜圖像進(jìn)行分析，可實(shí)現(xiàn)較高可靠性的真?zhèn)舞b別，還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)紙幣冠字號(hào)的識(shí)別，進(jìn)而支持銀行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)紙幣流通的科學(xué)管理。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是多光譜紙幣驗(yàn)鈔機(jī)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)紙幣的處理依次包括以下步驟Si)圖像采集紙幣進(jìn)入驗(yàn)鈔機(jī)后，首先通過(guò)光電對(duì)管信號(hào)和磁頭信號(hào)判斷出紙幣的朝向，并用CIS傳感器獲取紙幣圖像；S2)圖像預(yù)處理對(duì)采集得到的CIS原始圖像進(jìn)行亮度補(bǔ)償、紙幣邊緣檢測(cè)和幾何校正的預(yù)處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化的紙幣圖像；S3)真?zhèn)舞b別與冠字號(hào)識(shí)別提取紙幣圖像特征，依據(jù)這些特征對(duì)紙幣進(jìn)行真?zhèn)舞b別，然后基于圖像分析的方法實(shí)現(xiàn)紙幣的冠字號(hào)識(shí)別；S4)結(jié)果輸出真?zhèn)舞b別結(jié)果或冠字號(hào)識(shí)別結(jié)果通過(guò)RS-232、以太網(wǎng)或通用I/O信號(hào)發(fā)送給其它設(shè)備或部件。進(jìn)一步地，步驟Sl中，通過(guò)驗(yàn)鈔機(jī)的光電對(duì)管信號(hào)檢測(cè)紙幣的前后沿，通過(guò)磁頭檢測(cè)紙幣上磁性材料分布的位置，根據(jù)這些信息判斷紙幣朝向。進(jìn)一步地，步驟Sl中，在判斷紙幣朝向后，根據(jù)圖像分析的需要，通過(guò)CIS接口電路自動(dòng)切換CIS傳感器光源的光譜。進(jìn)一步地，步驟Sl中，使用CIS傳感器采集圖像時(shí)，將CIS傳感器對(duì)面材料的顏色處理成深色，以增強(qiáng)采集到的圖像中紙幣與背景間的反差，有利于降低邊緣檢測(cè)的計(jì)算量。進(jìn)一步地，步驟S2中，通過(guò)CIS接口電路中的可編程邏輯器件(如CPLD、FPGA等) 實(shí)現(xiàn)紙幣的邊緣檢測(cè)，減輕系統(tǒng)中央處理器(如數(shù)字信號(hào)處理器)的計(jì)算量。進(jìn)一步地，步驟S3中，真?zhèn)舞b別的方法為根據(jù)磁性材料在紙幣上的分布位置判定紙幣朝向，再通過(guò)圖像分析的方法對(duì)紙幣的朝向進(jìn)行識(shí)別，如果兩種方法得到的方向判定不一致，即可判定該紙幣為假幣。
進(jìn)一步地，步驟S3中，還通過(guò)視頻輸出接口將紙幣的多光譜圖像輸出到驗(yàn)鈔機(jī)集成的顯示屏或其它外部顯示設(shè)備上，通過(guò)人眼觀察進(jìn)行真?zhèn)舞b別。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用在紙幣的多光譜圖像分析設(shè)備中，提高紙幣處理的速度，提高設(shè)備的鑒偽能力，鑒偽效果好，效率高。同時(shí)還能通過(guò)切換光譜、實(shí)現(xiàn)紙幣定位為后續(xù)冠字號(hào)識(shí)別做好準(zhǔn)備工作。本發(fā)明所應(yīng)用的硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有很好的實(shí)用性。


圖1為本發(fā)明應(yīng)用的多光譜驗(yàn)鈔機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明多光譜驗(yàn)鈔機(jī)的數(shù)據(jù)處理流程圖。圖3為第5套人民幣100元四種朝向。圖3㈧是正面的正方向，圖3 (B)是正面的反方向，圖3(C)是反面的正方向，圖3(D)是反面的反方向。圖4為本發(fā)明中CIS管安裝的橫切面圖。圖5是本發(fā)明所應(yīng)用的多光譜印鈔機(jī)電路的結(jié)構(gòu)框圖。圖6是本發(fā)明所述應(yīng)用的多光譜印鈔機(jī)電路的直流供電方案。
具體實(shí)施例方式采用多光譜圖像分析技術(shù)提高紙幣鑒別能力是驗(yàn)鈔機(jī)、點(diǎn)驗(yàn)鈔機(jī)、ATM自動(dòng)存取款機(jī)(以下統(tǒng)稱驗(yàn)鈔機(jī))等需要進(jìn)行紙幣真?zhèn)舞b別金融機(jī)具的一種發(fā)展趨勢(shì)。包括人民幣在內(nèi)的各國(guó)紙幣，普遍采用特種油墨印刷技術(shù)，不同光譜下呈現(xiàn)不同的圖案，因此基于圖像分析技術(shù)對(duì)紙幣的多光譜圖像進(jìn)行分析，可實(shí)現(xiàn)較高可靠性的真?zhèn)舞b別。采用圖像分析技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)紙幣的真?zhèn)舞b別，還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)紙幣冠字號(hào)的識(shí)別，進(jìn)而支持銀行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)紙幣流通的科學(xué)管理。采用本發(fā)明技術(shù)的可應(yīng)用在各種需要進(jìn)行紙幣真?zhèn)舞b別的金融機(jī)具中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，其中可能內(nèi)置一根或兩根接觸式圖像傳感器(以下簡(jiǎn)稱CIS)，并裝配了硬件電路板。電路板上的高性能處理器可接收并分析驗(yàn)鈔機(jī)的磁信號(hào)、光電對(duì)管信號(hào)，通過(guò)CIS采集紙幣的一面圖像、或同時(shí)采集紙幣正反兩面的圖像?；诟咝阅芴幚砥?，該驗(yàn)鈔機(jī)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的圖像采集、圖像處理、幣種識(shí)另IJ、紙幣方向識(shí)另IJ、真?zhèn)巫R(shí)另IJ、冠字號(hào)識(shí)別等功能。如圖5和圖6所示，多光譜印鈔機(jī)的電路包括電源電路、CIS接口電路和DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)信號(hào)處理電路。電源電路與CIS接口電路和DSP信號(hào)處理電路均相連，CIS 接口電路接至DSP信號(hào)處理電路，CIS接口電路支持三通道CIS傳感器。CIS接口電路包括依次相連的CIS接口連接器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換控制器和CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)器件及圖像緩存。模/數(shù)轉(zhuǎn)換控制器可包括三路并連的芯片AD9822。CPLD模塊可采用EMP1270芯片，其外接有兩顆SRAM(靜態(tài)隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器)芯片。DSP信號(hào)處理電路可采用型號(hào)為 TMS320DM6437的DSP處理器，其外接有兩顆DDR SDRAM (雙倍數(shù)據(jù)率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器) 存儲(chǔ)芯片和一顆FLASH(閃存)存儲(chǔ)芯片。基于DSP處理器內(nèi)部集成的UART(通用異步收發(fā)傳輸器)控制器，使用外部RS-232驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)RS-232對(duì)外串行接口。CIS傳感器可采用三通道的線陣CCD(電荷耦合元件)傳感器。電源電路接受12V直流電源輸入，然后分成四路，分別接至DC-DC (直流-直流)
4穩(wěn)壓器 TPS62111、TPS62110、第一 TPS62112 和第二 TPS62112 ；TPS62111 輸出的 3. 3V 直流電壓分為兩路，一路為整個(gè)系統(tǒng)提供3. 3V的直流供電，另一路通過(guò)TPS73018提供1. 8V的直流電壓，接至DDR SDRAM存儲(chǔ)器；TPS62110提供1. 2V的直流電壓，接至DSP處理器；第一 TPS62112提供5V的直流電壓，接至模/數(shù)轉(zhuǎn)換控制器；第二 TPS62112分成兩路，一路提供 5V的直流電壓，為外部CIS傳感器的光源供電，另一路通過(guò)TPS73033提供3. 3V的直流電源，為外部CIS傳感器的內(nèi)部邏輯電路供電。本發(fā)明涉及多光譜驗(yàn)鈔機(jī)中各環(huán)節(jié)的多項(xiàng)技術(shù)方法。在應(yīng)用中，這些方法可以同時(shí)使用，也可部分使用。本發(fā)明解決以下幾個(gè)問(wèn)題 1.根據(jù)磁性材料在紙幣上的位置進(jìn)行紙幣朝向的快速判別。2.根據(jù)紙幣朝向自動(dòng)切換CIS光源的光譜，以便同時(shí)進(jìn)行冠字號(hào)識(shí)別和真?zhèn)舞b別。3.結(jié)合傳統(tǒng)磁性檢測(cè)防偽技術(shù)和圖像分析技術(shù)設(shè)計(jì)一種新的紙幣真?zhèn)舞b別方法。4. 一種增強(qiáng)紙幣圖像與背景圖像反差的方法。5.在CIS接口電路中實(shí)現(xiàn)紙幣邊緣檢測(cè)，從而減少處理器的負(fù)荷，提高系統(tǒng)整體的處理速度的方法。6.為驗(yàn)鈔機(jī)增加人工紙幣鑒別功能。如圖2所示，多光譜紙幣真?zhèn)舞b別系統(tǒng)通常包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)圖像采集、圖像預(yù)處理、真?zhèn)舞b別、冠字號(hào)識(shí)別、結(jié)果輸出等，本專利涉及其中多項(xiàng)技術(shù)。1. 一種紙幣朝向的判別方法。在紙幣鑒偽機(jī)具中，都設(shè)置有光電對(duì)管和磁頭，通過(guò)光電對(duì)管可檢測(cè)到紙幣的前邊沿和后邊沿；磁頭則可檢測(cè)紙幣上是否含有磁性物質(zhì)，如人民幣中冠字號(hào)和金屬防偽線都具有磁性。本系統(tǒng)首先通過(guò)光電對(duì)管信號(hào)檢測(cè)紙幣的前后沿，然后用磁頭檢測(cè)磁性材料，并依據(jù)磁性材料在紙幣上的位置(在紙幣的左邊還是在右邊、靠近前后沿還是靠近后邊沿) 判斷紙幣的朝向。如圖3所示，對(duì)于第五套100元人民幣，通過(guò)磁頭檢測(cè)磁性材料的位置如果冠字號(hào)和金屬線在左邊，且紙幣在驗(yàn)鈔機(jī)中走紙時(shí)冠字號(hào)靠近前邊沿，紙幣為正面的正方向 (圖3A)；如果冠字號(hào)和金屬線在右邊，且紙幣在驗(yàn)鈔機(jī)中走紙時(shí)冠字號(hào)靠近后邊沿，紙幣為正面的反方向(圖3B)；如果冠字號(hào)和金屬線在右邊，且紙幣在驗(yàn)鈔機(jī)中走紙時(shí)冠字號(hào)靠近前邊沿，紙幣為反面的正方向(圖3C)；如果冠字號(hào)和金屬線在左邊，且紙幣在驗(yàn)鈔機(jī)中走紙時(shí)冠字號(hào)靠近后邊沿，則紙幣為反面的反方向(圖3D)。2.硬件控制板根據(jù)紙幣朝向自動(dòng)把CIS管的光源切換到某一種光譜上，以便同時(shí)進(jìn)行冠字號(hào)識(shí)別和真?zhèn)舞b別。硬件電路版實(shí)時(shí)判斷每張紙幣的朝向，并根據(jù)朝向切換CIS管光源的光譜。當(dāng)紙幣鑒偽機(jī)具中有兩根CIS管時(shí)，有冠字號(hào)的一面全部或部分使用可見(jiàn)光，如綠光、藍(lán)光、白光等，確保冠字號(hào)在紙幣圖像中清晰可見(jiàn)。而紙幣的另一面根據(jù)需要切換光源，如切換到紅外或紫外光以便硬件采集對(duì)應(yīng)光譜圖像進(jìn)行真?zhèn)舞b別；當(dāng)驗(yàn)鈔機(jī)中只有一根CIS管時(shí)，在采集冠字號(hào)所在區(qū)域的圖像時(shí)，CIS光源的光譜切換到可見(jiàn)光，如綠光、藍(lán)光、白光等，確保
5冠字號(hào)在紙幣圖像中清晰可見(jiàn)。而其它區(qū)域則根據(jù)需要切換光源，如切換到紅外或紫外光以便硬件采集對(duì)應(yīng)光譜圖像進(jìn)行真?zhèn)舞b別。3.結(jié)合傳統(tǒng)磁性檢測(cè)防偽技術(shù)和圖像分析技術(shù)的一種新型紙幣真?zhèn)舞b別方法。紙幣通常使用特殊的磁性材料設(shè)計(jì)防偽特征，如人民幣中冠字號(hào)和防偽金屬線上有磁性。傳統(tǒng)紙幣鑒偽機(jī)具中，通過(guò)檢測(cè)紙幣特定部位是否具有磁性來(lái)實(shí)現(xiàn)真?zhèn)舞b別。一些偽鈔通過(guò)各種方法在偽鈔上人為添加磁性材料，從而躲避這種真?zhèn)螜z測(cè)。本系統(tǒng)中，將該傳統(tǒng)方法與圖像分析技術(shù)結(jié)合起來(lái)，首先采用上述方法“ 1 ”，根據(jù)磁性材料在紙幣上的位置識(shí)別紙幣的朝向，再通過(guò)圖像分析的方法對(duì)紙幣的朝向進(jìn)行識(shí)別，如果兩種方法得到的方向判定不一致，可判定該紙幣為假幣。這是因?yàn)樵诩賻胖?，人為添加的磁性材料主要針?duì)磁頭的真?zhèn)螜z測(cè)，因?yàn)槠浞植嫉奈恢门c真幣常常不同，可能在該有磁性的地方?jīng)]有磁性，而不該有磁性的地方反而有磁性，或者到處都有磁性。在這種情況下，依據(jù)磁性材料的位置判斷方向往往會(huì)和圖像分析得到的朝向不符。根據(jù)這個(gè)原理可以檢出部分假幣。4.通過(guò)加強(qiáng)紙幣圖像與背景圖像的反差，提高紙幣邊緣檢測(cè)速度和準(zhǔn)確性的新方法。在采集得到的CIS圖像中，紙幣圖像疊加在比較均勻的背景圖像上。如圖4所示，為了加強(qiáng)二者的反差，把CIS管對(duì)面處理成深色，如黑色、深灰色等。這樣采集到的CIS圖像中背景顏色很深(即背景像素的灰度值很小)，加強(qiáng)了紙幣圖像與背景的反差，有利于提高紙幣邊緣檢測(cè)速度和準(zhǔn)確性。5.在CIS接口電路中實(shí)現(xiàn)紙幣邊緣檢測(cè)，從而減少處理器的負(fù)荷，提高系統(tǒng)整體的處理速度。在具有多光譜圖像分析的驗(yàn)鈔機(jī)中，在硬件電路板上設(shè)計(jì)了專門(mén)的CIS接口電路，常采用CPLD或FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)芯片實(shí)現(xiàn)CIS的接口控制，并將采集的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接布幚戆宓奶幚砥髦小Ｏ到y(tǒng)在做圖像分析時(shí)，必須先確定紙幣的邊緣。本發(fā)明在CIS的接口電路中，具體是在CPLD或FPGA中實(shí)現(xiàn)紙幣的邊緣檢測(cè)，從而減少接口電路與DSP之間的數(shù)據(jù)傳送，并大大減少DSP分析紙幣邊緣所需要的計(jì)算量，提高驗(yàn)鈔機(jī)系統(tǒng)整體的處理速度。特別在采用了上述方法“3”加強(qiáng)紙幣圖像與背景圖像的反差后，可以根據(jù)像素值是否超過(guò)一定的門(mén)限實(shí)現(xiàn)紙幣邊緣的檢測(cè)，紙幣邊緣檢測(cè)的計(jì)算量大大減小，更易于在CPLD/FPGA中實(shí)現(xiàn)這一功能。6.增加驗(yàn)鈔機(jī)的視頻輸出，便于人眼分析紙幣的多光譜圖像，實(shí)現(xiàn)人工真?zhèn)舞b別。DSP通過(guò)CIS可獲取完整的紙幣多光譜圖像，一般情況下圖像分析由DSP自動(dòng)完成，不需要人工干預(yù)。但在一些特殊情況下，如果能讓專業(yè)人員人眼觀察紙幣的紅外圖像、 紫外圖像，或其它光譜圖像，可以更準(zhǔn)確地甄別高仿的疑似假幣。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了視頻輸出接口，可輸出紙幣的多光譜圖像。顯示紙幣圖像可以使用普通的電視機(jī)、電腦顯示器等，也可以將圖像顯示在驗(yàn)鈔機(jī)集成的顯示器(如液晶顯示器) 上。下面以同時(shí)使用為例說(shuō)明各方法的實(shí)施方式。當(dāng)紙幣進(jìn)入驗(yàn)鈔機(jī)時(shí)，進(jìn)鈔檢測(cè)光電對(duì)管檢測(cè)到紙幣的前邊沿，磁頭則監(jiān)測(cè)紙幣上是否有磁性物質(zhì)，根據(jù)磁性物質(zhì)在紙幣上的位置，做出紙幣朝向的判別。下面以第五套人民幣100元紙幣為例說(shuō)明朝向的判斷過(guò)程。對(duì)于第五套人民幣100元紙幣，首先通過(guò)檢測(cè)磁性，判斷冠字號(hào)或金屬線在紙幣的左邊還是右邊；同時(shí)記錄從紙幣前邊沿至冠字號(hào)出現(xiàn)之間的相隔時(shí)間，依據(jù)這個(gè)時(shí)間間隔和驗(yàn)鈔機(jī)的走鈔速度，可判斷冠字號(hào)靠近紙幣的前邊沿還是后邊沿。依據(jù)冠字號(hào)/金屬線在紙幣的左/右，以及冠字號(hào)在紙幣的前邊沿/后邊沿，即可判斷紙幣的朝向。如圖3所示如果驗(yàn)鈔機(jī)需要同時(shí)進(jìn)行真?zhèn)舞b別和冠字號(hào)識(shí)別，在檢測(cè)到紙幣的朝向后，驗(yàn)鈔機(jī)根據(jù)紙幣朝向，自動(dòng)切換CIS光源的光譜，使得紙幣圖像中冠字號(hào)區(qū)域是可見(jiàn)光(白光、 綠光、藍(lán)光等)圖像，紙幣的冠字號(hào)清晰可辨。而其它區(qū)域根據(jù)紙幣真?zhèn)舞b別的需要切換 CIS光源的光譜，如紅外光譜、紫外光譜等。硬件處理板獲取完整的紙幣圖像后，通過(guò)圖像分析的方法對(duì)紙幣朝向進(jìn)行二次判定，并將判定結(jié)果與前面根據(jù)磁性材料分布位置判定的朝向進(jìn)行對(duì)比，如果二者不相符，則判定該紙幣為假幣。在這里，認(rèn)為圖像分析判定的圖像朝向是準(zhǔn)確無(wú)誤的，如果與根據(jù)磁性材料位置判定的朝向不符，說(shuō)明紙幣的磁性分布混亂，具有假幣的特征。在對(duì)紙幣進(jìn)行圖像分析前，必須用圖像分割的方法準(zhǔn)確地給出紙幣的輪廓。在圖像中，紙幣為前景，而其它區(qū)域?yàn)楸尘?。背景與前景反差越大，分割越簡(jiǎn)單、越準(zhǔn)確。而簡(jiǎn)單的分割算法計(jì)算量也更小，有利于驗(yàn)鈔機(jī)實(shí)現(xiàn)紙幣的高速實(shí)時(shí)處理。本發(fā)明中，將CIS管對(duì)面處理為深色/黑色，能夠強(qiáng)烈吸收CIS發(fā)出的光，因而背景區(qū)域很暗，即象素值很??；相對(duì)來(lái)說(shuō)，圖像中紙幣所在區(qū)域反射CIS發(fā)出的光，因而比較亮，即象素值比較大。背景與前景反差很大，就可以簡(jiǎn)單地設(shè)定一個(gè)門(mén)限值，當(dāng)圖像象素值小于該門(mén)限時(shí)，判定為背景，當(dāng)大于該門(mén)限時(shí)，判定為前景，即紙幣。如上所述，對(duì)紙幣進(jìn)行圖像分析前必須用圖像分割的方法準(zhǔn)確地給出紙幣的輪廓，圖像分割算法通常在硬件板上的處理器完成，依據(jù)算法不同，或多或少給處理器增加了計(jì)算負(fù)擔(dān)，進(jìn)而影響驗(yàn)鈔機(jī)處理紙幣的速度。在驗(yàn)鈔機(jī)的硬件電路板上，設(shè)計(jì)了專門(mén)的CIS接口電路，其中核心的部分是CPLD/ FPGA芯片，該芯片實(shí)現(xiàn)CIS的接口邏輯，并將CIS象素信息整理成圖像，傳送給硬件板上的處理器。本發(fā)明在CIS接口電路的CPLD/FPGA芯片中實(shí)現(xiàn)圖像分割處理。這樣做有兩方面的好處首先，可以減少CPLD/FPGA與主處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸，即只傳輸有效地圖像數(shù)據(jù)，無(wú)效的背景數(shù)據(jù)不傳輸或少傳輸；另外，主處理器收到CIS圖像時(shí)就已知紙幣的邊緣， 不需要做圖像分割，或只需要對(duì)前面的分割結(jié)果進(jìn)行精確化處理，計(jì)算量大為減少，有利于提高驗(yàn)鈔機(jī)的紙幣處理速度。特別在采用了本發(fā)明中的CIS圖像前景/背景反差增強(qiáng)方法后，可以根據(jù)像素值是否超過(guò)一定的門(mén)限實(shí)現(xiàn)紙幣邊緣的檢測(cè)，紙幣邊緣檢測(cè)的計(jì)算量大大減小，更易于在CPLD/FPGA中實(shí)現(xiàn)這一功能。在多光譜驗(yàn)鈔機(jī)中，一般情況下圖像分析由主處理器自動(dòng)完成，不需要人工干預(yù)。 但在一些特殊情況下，如果能讓專業(yè)人員人眼觀察紙幣的紅外圖像、紫外圖像，或其它光譜圖像，可以更準(zhǔn)確地甄別高仿的疑似假幣。本發(fā)明為驗(yàn)鈔機(jī)設(shè)計(jì)圖像輸出接口，可輸出紙幣的多光譜圖像。顯示紙幣圖像可以使用普通的電視機(jī)、電腦顯示器等，也可以將圖像顯示在驗(yàn)鈔機(jī)集成的顯示器(如液晶顯示器)上。輸出紙幣圖像的接口可以有各種形式。例如紙幣圖像如果輸出到外部電視機(jī)上，在采用S-video (亮色分離端子)或CVBS (復(fù)合視頻廣播信號(hào))視頻接口 ；如果采用電腦顯示器，可以采用標(biāo)準(zhǔn)的VGA(視頻圖形陣列)接口 ；如果圖像顯示驗(yàn)鈔機(jī)集成的液晶顯示器上，則可采用液晶面板本身支持的各種標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)接口。 圖像顯示時(shí)可以有各種方式，根據(jù)產(chǎn)品需要靈活設(shè)定。例如，可以實(shí)時(shí)顯示每一張紙幣的圖像，當(dāng)沒(méi)有下一張紙幣時(shí)，屏幕上靜止地顯示最后一張紙幣的圖像，如果檢測(cè)到假幣時(shí)緊急剎車(chē)時(shí)，屏幕上顯示的是該假幣的圖像。另一種方式中，可只顯示檢測(cè)到的假幣圖像，其它紙幣圖像不顯示，這種方式可以減輕主處理器的負(fù)荷。
權(quán)利要求
1.多光譜紙幣驗(yàn)鈔機(jī)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，對(duì)紙幣的處理依次包括以下步驟51)圖像采集紙幣進(jìn)入驗(yàn)鈔機(jī)后，首先通過(guò)光電對(duì)管信號(hào)和磁頭信號(hào)判斷出紙幣的朝向，并用CIS傳感器獲取紙幣圖像；52)圖像預(yù)處理對(duì)采集得到的CIS原始圖像進(jìn)行亮度補(bǔ)償、紙幣邊緣檢測(cè)和幾何校正的預(yù)處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化的紙幣圖像；53)真?zhèn)舞b別與冠字號(hào)識(shí)別提取紙幣圖像特征，依據(jù)這些特征對(duì)紙幣進(jìn)行真?zhèn)舞b別， 然后基于圖像分析的方法實(shí)現(xiàn)紙幣的冠字號(hào)識(shí)別；54)結(jié)果輸出真?zhèn)舞b別結(jié)果或冠字號(hào)識(shí)別結(jié)果通過(guò)RS-232、以太網(wǎng)或通用I/O信號(hào)發(fā)送給其它設(shè)備或部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟Sl中，通過(guò)驗(yàn)鈔機(jī)的光電對(duì)管信號(hào)檢測(cè)紙幣的前后沿，通過(guò)磁頭檢測(cè)紙幣上磁性材料分布的位置，根據(jù)這些信息判斷紙幣朝向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟Sl中，在判斷紙幣朝向后，根據(jù)圖像分析的需要，通過(guò)CIS接口電路自動(dòng)切換CIS傳感器光源的光譜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟Sl中，使用CIS傳感器采集圖像時(shí)， 將CIS傳感器對(duì)面材料的顏色處理成深色，以增強(qiáng)采集到的圖像中紙幣與背景間的反差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于步驟S2中，通過(guò)CIS接口電路中的可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)紙幣的邊緣檢測(cè)，減輕系統(tǒng)中央處理器的計(jì)算量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，真?zhèn)舞b別的方法為根據(jù)磁性材料在紙幣上的分布位置判定紙幣朝向，再通過(guò)圖像分析的方法對(duì)紙幣的朝向進(jìn)行識(shí)別， 如果兩種方法得到的方向判定不一致，即可判定該紙幣為假幣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟S3中，通過(guò)視頻輸出接口將紙幣的多光譜圖像輸出到驗(yàn)鈔機(jī)集成的顯示屏或其它外部顯示設(shè)備上，通過(guò)人眼觀察進(jìn)行真?zhèn)舞b別。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多光譜紙幣驗(yàn)鈔機(jī)的設(shè)計(jì)方法，本方法依次包括以下步驟S1)紙幣進(jìn)入驗(yàn)鈔機(jī)后，首先通過(guò)光電對(duì)管信號(hào)和磁頭信號(hào)判斷出紙幣的朝向，并用CIS傳感器獲取紙幣圖像；S2)對(duì)采集得到的CIS原始圖像進(jìn)行亮度補(bǔ)償、紙幣邊緣檢測(cè)和幾何校正的預(yù)處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化的紙幣圖像；S3)提取紙幣圖像特征，依據(jù)這些特征對(duì)紙幣進(jìn)行真?zhèn)舞b別，然后基于圖像分析的方法實(shí)現(xiàn)紙幣的冠字號(hào)識(shí)別；S4)真?zhèn)舞b別結(jié)果或冠字號(hào)識(shí)別結(jié)果通過(guò)RS-232、以太網(wǎng)或通用I/O信號(hào)發(fā)送給其它設(shè)備或部件。本方法可實(shí)現(xiàn)較高可靠性的真?zhèn)舞b別，還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)紙幣冠字號(hào)的識(shí)別，進(jìn)而支持銀行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)紙幣流通的科學(xué)管理。
文檔編號(hào)G07D7/20GK102169608SQ20111013981
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者尤新革, 張朋, 彭勤牧, 徐端全, 蔣天瑜, 鄭飛 申請(qǐng)人:徐端全