[发明专利]多光谱纸币验钞机的设计方法

说明书

技术领域

本发明应用于金融机具行业，如验钞机、点验钞机、ATM存取款机、纸币清分机等，涉及图像处理、模式识别、数字信号处理等科学技术领域。

背景技术

有纸币就有假币，纸币防伪关系到国家金融安全和社会稳定，具有重要意义。在中国，信用卡使用率较低，纸币流通量大，各种类型的伪钞层出不穷，制作水平越来越高，迫切需要开发高可靠的纸币鉴伪设备。

传统的纸币鉴伪机能够检测纸币的部分防伪特征，如磁性材料、荧光反应等。但随着伪钞制造水平的提高，其可靠性受到越来越大的挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多光谱纸币验钞机的设计方法，本方法基于图像分析技术对纸币的多光谱图像进行分析，可实现较高可靠性的真伪鉴别，还可以同时实现纸币冠字号的识别，进而支持银行系统实现纸币流通的科学管理。

本发明所采用的技术方案是：多光谱纸币验钞机的设计方法，对纸币的处理依次包括以下步骤：

S1)图像采集：纸币进入验钞机后，首先通过光电对管信号和磁头信号判断出纸币的朝向，并用CIS传感器获取纸币图像；

S2)图像预处理：对采集得到的CIS原始图像进行亮度补偿、纸币边缘检测和几何校正的预处理，得到标准化的纸币图像；

S3)真伪鉴别与冠字号识别：提取纸币图像特征，依据这些特征对纸币进行真伪鉴别，然后基于图像分析的方法实现纸币的冠字号识别；

S4)结果输出：真伪鉴别结果或冠字号识别结果通过RS-232、以太网或通用I/O信号发送给其它设备或部件。

进一步地，步骤S1中，通过验钞机的光电对管信号检测纸币的前后沿，通过磁头检测纸币上磁性材料分布的位置，根据这些信息判断纸币朝向。

进一步地，步骤S1中，在判断纸币朝向后，根据图像分析的需要，通过CIS接口电路自动切换CIS传感器光源的光谱。

进一步地，步骤S1中，使用CIS传感器采集图像时，将CIS传感器对面材料的颜色处理成深色，以增强采集到的图像中纸币与背景间的反差，有利于降低边缘检测的计算量。

进一步地，步骤S2中，通过CIS接口电路中的可编程逻辑器件(如CPLD、FPGA等)实现纸币的边缘检测，减轻系统中央处理器(如数字信号处理器)的计算量。

进一步地，步骤S3中，真伪鉴别的方法为：根据磁性材料在纸币上的分布位置判定纸币朝向，再通过图像分析的方法对纸币的朝向进行识别，如果两种方法得到的方向判定不一致，即可判定该纸币为假币。

进一步地，步骤S3中，还通过视频输出接口将纸币的多光谱图像输出到验钞机集成的显示屏或其它外部显示设备上，通过人眼观察进行真伪鉴别。

本发明的优点：应用在纸币的多光谱图像分析设备中，提高纸币处理的速度，提高设备的鉴伪能力，鉴伪效果好，效率高。同时还能通过切换光谱、实现纸币定位为后续冠字号识别做好准备工作。本发明所应用的硬件平台结构简单，具有很好的实用性。

附图说明

图1为本发明应用的多光谱验钞机系统结构图。

图2为本发明多光谱验钞机的数据处理流程图。

图3为第5套人民币100元四种朝向。图3(A)是正面的正方向，图3(B)是正面的反方向，图3(C)是反面的正方向，图3(D)是反面的反方向。

图4为本发明中CIS管安装的横切面图。

图5是本发明所应用的多光谱印钞机电路的结构框图。

图6是本发明所述应用的多光谱印钞机电路的直流供电方案。

具体实施方式

采用多光谱图像分析技术提高纸币鉴别能力是验钞机、点验钞机、ATM自动存取款机(以下统称验钞机)等需要进行纸币真伪鉴别金融机具的一种发展趋势。包括人民币在内的各国纸币，普遍采用特种油墨印刷技术，不同光谱下呈现不同的图案，因此基于图像分析技术对纸币的多光谱图像进行分析，可实现较高可靠性的真伪鉴别。

采用图像分析技术，不仅可以实现纸币的真伪鉴别，还可以同时实现纸币冠字号的识别，进而支持银行系统实现纸币流通的科学管理。

采用本发明技术的可应用在各种需要进行纸币真伪鉴别的金融机具中，系统结构见图1，其中可能内置一根或两根接触式图像传感器(以下简称CIS)，并装配了硬件电路板。电路板上的高性能处理器可接收并分析验钞机的磁信号、光电对管信号，通过CIS采集纸币的一面图像、或同时采集纸币正反两面的图像。基于高性能处理器，该验钞机可实现实时的图像采集、图像处理、币种识别、纸币方向识别、真伪识别、冠字号识别等功能。