一种针对具有光彩光变特征纸币的鉴伪方法与流程

本发明涉及图像处理及识别技术领域，具体涉及一种纸币或票据的鉴伪检测方法。

背景技术：

随着国家经济的不断发展，人民币现金交易量不断增大，纸币是我国发行的人民币主要流通货币，在经济活动中起着非常重要的作用，也一直存在着不法分子制造和流通假币和变造币，这严重扰乱着金融秩序和经济稳定，损害着国家的公众利益。

为了提高钞票的方位能力，纸张防伪、油墨防伪和印刷防伪等防伪技术被不断的开发和改进，近年来，随着防伪技术的不断发展，防伪技术产品的生产应用也得到迅速发展。

金融机具领域的鉴伪的一个方式就是基于颜色的钞票鉴伪。在传统点钞机，清分机图像检测机具中对于颜色特征的检测通常基于cmos/cis/ccd的反射成像方式，采集到彩色图像后，再用图像处理的方式进行检测，相应的设备也被大量采用。防伪特征中有变色效果的防伪点具有很强的防伪能力，即特征点在不同的角度下观察呈现不同的颜色；如光可变油墨、激光全息防伪等。因此一种传统的很自然的方式就是在不同的角度摆放cmos/cis/ccd或其他采图设备，然后同步采集图像，在系统中对采集到的图像颜色特征进行提取分析，达到鉴伪的作用。因此在纸币混点时需要针对因纸币面向不同导致特征点各个可能出现的位置安装多个图像采集设备才能检测到防伪点，这样硬件成本相对较高。

现有的钞票鉴伪系统设计如图1所示，主要问题是在纸币的面向不同时，鉴伪点的检测位置不同，因此必须在每个检测位置都安放的采集设备才能够完成图像采集，然后判断模块才能进行进一步的处理。因此对于变色特征的检测必然存在的问题是硬件设备数量多、系统成本高、硬件电路驱动复杂、机械构造复杂、设备安装调试复杂、样机难以产品化等诸多问题。例如对于光可变油墨变色的检测，通常需要在正面和侧面安装两个图像采集设备,这样对于面向混点的情况下就需要8个采集设备才能完成全部的图像采集过程，系统才能完成后续的识别过程。在这种情况下，系统结构复杂，调试难度大等诸多问题必然出现。

专利申请号是2007101663473，名称“多角度光学特征自动检测装置”通过引入镜面的方式，改变了检测区域的光学环境，实际上等于在不变换角度的情况下改变了光入射和反射的方向，从而达到了在同一个视场观察两个不同角度光学特征的目的，但一般的平面镜都是在玻璃的后表面镀银而成，由于平面镜的反射效果取决于厂家镀银的效果，而镀银又容易脱落带来成像上的不一致性；参见图2，平面镜光线多次反射成重影光路示意图，其中，s是物体，s1是物体的主像，s2/s3是其他反射的影像。平面镜的前表面即玻璃表面也反射光线，光线要经过玻璃表面和银面多次反射，所以会成多个像，形成影像重叠，影响图像判断模块的处理。其中第一次被银面反射所成的像(主像)最明亮，而其它的像则越来越暗，虽然一般不会引起注意，但是对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等设备中，这些多余的像必须除去，对于造假水平越来越高的当今，光学系统自身的缺陷造成的原理性误差也必须去除才能达到系统的最优，从而为产品的设计及鉴伪打下良好基础。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种针对具有光彩光变特征纸币的鉴伪方法，包括：

在透明送钞通道上方设置一第一入射光源、一全反射棱镜和一摄像头，其中：所述第一入射光源以一预定角度照射送钞通道上的一待检测区域；所述摄像头位于所述待检测区域正上方；所述全反射棱镜位于所述第一入射光源于所述待检测区域上的反射光路至所述摄像头的入射光路之间；

在所述送钞通道下方设置一第二入射光源，垂直照射所述待检测区域；

在所述待检测区域前方设置一控制开关，当感测到纸币到达所述待检测区时，触发所述第一入射光源和所述第二入射光源轮流开启，以及在光源开启时，触发所述摄像头采集图像。

较佳地，当触发所述第一入射光源开启时，采集纸币上具有光彩光变特性的位置。

较佳地，当触发所述第二入射光源开启时，采集纸币上具有互补对印图案的位置。

较佳地，设置所述第一入射光源与所述待检测区域平面的夹角为40度到50度之间。

较佳地，设置所述全反射棱镜底面与所述待检测区域平面的夹角是70度到80度之间。

较佳地，通过比较所述第一入射光源于所述待检测区域直接反射的成像与所述第一入射光源经所述全反射棱镜反射后的成像，判断是否具有光彩光变特征。

较佳地，还包括：在所述摄像头与所述待检测区域之间还设置一个分束板，该分束板对所述第一入射光源发出的光进行半透半反射。

较佳地，设置所述分束板与所述待检测区域平面呈一预设夹角。

较佳地，所述入射光源为led白光灯。

较佳地，所述led白光灯为蓝光led加荧光粉的三波长白光灯、多芯片型三色组合的白光led灯两种之一。

本发明优点及效果：

1、采用全反射棱镜，消除了原有平面镜后表面镀银质量问题，及镀银容易脱落的问题。

2、与平面镜的多次反射折射能量不断衰减相比，利用如全反射棱镜等光学仪器，光能量全部从棱镜中反射而出，在相同的光照条件下，将获得更加理想的图像画面，为后续处理带来了优势。

3、在摄像头与纸币之间加入分束板，该分束板对光线进行半透半反射，摄像头可以透过分束板采集图像；这样相当于加强正面光强，使摄像头拍摄到的正面图像更加清晰，增加正面的颜色效果，可以进一步增大正面图像和侧面图像的色差，使判断模块更加容易分辨纸币的变色防伪特征。

4、能够同时针对光彩光变特性和互补对印图案进行鉴伪，准确度高，效率高。

说明书附图

图1为传统钞票颜色鉴伪系统设计结构示意图；

图2为平面镜光线多次反射成重影光路示意图；

图3为本发明实施例一的系统示意图；

图4为本发明实施例二的系统示意图；

图5为本发明实施例三的鉴伪工作流程图。

具体实施方式

【实施例一】

本发明实施例提供了一种纸币或者票据的鉴伪装置，如图3所示，包括：

出钞口301；

入钞口302；

位于出钞口301与入钞口302之间的透明送钞通道303；

于透明送钞通道303的一侧设置的一第一入射光源304和一全反射棱镜305；

于所述透明送钞通道303的另一侧设置一第二入射光源306；

位于所述送钞通道303内待检测区域307正上方的一摄像头308；

一图像处理电路309，与所述摄像头308相连；

一控制开关310，用于感测到纸币到达所述待检测区307时，触发所述第一入射光源304和所述第二入射光源306轮流开启，以及在光源开启时，触发所述摄像头308采集图像；

其中：

所述第一入射光源304位于送钞通道303内待检测区域307斜上方，以一预设的倾斜角度照射所述待检测区域307；

所述第二入射光源306位于送钞通道303内待检测区307的正下方，垂直照射所述待检测区307；

所述全反射棱镜305位于所述第一入射光源304于所述待检测区域307上的反射光路至所述摄像头308的入射光路之间。

其中，当触发所述第一入射光源开启时，采集纸币上具有光彩光变特性的位置。例如，2015版本的面额100元人民币正面右侧开窗安全线以及正面中部数字100。

其中，当触发所述第二入射光源开启时，采集纸币上具有互补对印图案的位置。

在一实施例中，设置所述第一入射光源304与所述待检测区域307平面的夹角为40度到50度之间。

在一实施例中，设置所述全反射棱镜305底面与所述待检测区域307平面的夹角是70度到80度之间。

在一实施例中，所述图像处理电路309通过比较所述第一入射光源304于所述待检测区域307直接反射的成像与所述第一入射光源304经所述全反射棱镜305反射后的成像，判断是否具有光彩光变特征。

在一实施例中，所述入射光源304为led白光灯。

在一实施例中，所述led白光灯为蓝光led加荧光粉的三波长白光灯、多芯片型三色组合的白光led灯两种之一。

当将纸币放入入钞口302，沿着送钞通道303被传送至待检测区域307时，首先触发第一入射光源304发射出的光束照在纸币上，光束在纸币上发生发射后，所述全反射棱镜305接收光源投射到所述纸币上所产生的反射光，由于入射角45°大于光从玻璃射入空气的临界角42°，光会在棱镜底面上发生全反射，最后沿着入射时成90度的方向上射出，并且不会形成重影。

摄像头308的高度和角度使得其视场范围内同时包含待检测区域307上的纸币及该纸币在全反射棱镜305中的像，当纸币到达待检测区域307，触发摄像头308开始拍摄，一帧图像内包含了两个纸币上光彩光变特征图案；之后，经图像处理电路309对拍摄到的图像进行一系列的预处理、特征提取、阈值分析，综合得到最终的处理结果。纸币具有的光彩光变特征图案随观察角度不同，该特征的颜色会发生变化。

可能有些纸币具有光彩光变特征的图案在纸币的一面，另一面没有，例如，2015版100元面额人民币。当正好纸币上具有光彩光变特征的图案在所述第一入射光源304和全反射棱镜305一侧时，会检测出光彩光变特性；但是如果纸币具有光彩光变特征的图案在所述第二入射光源306一侧时，无法检测到光彩光变特性。此时，为了提高鉴伪效率且不增加硬件成本，并不对纸币朝向做转向处理，也不在另一侧增加对光彩光变特征进行采集的结构，而是基于透射特性检测互补对印鉴伪区域，触发所述第一入射光源304关闭，触发所述第二入射光源306开启，采集具有互补对印图案的位置，之后，经图像处理电路309对拍摄到的图像进行一系列的预处理、特征提取、阈值分析，综合得到最终的处理结果。

【实施例二】

如图4所示，本实施例相对于实施例一还包括：

在所述摄像头408与所述待检测区域407之间还设置一个分束板411，该分束板411对第一入射光源404发出的光进行半透半反射。

其中，设置所述分束板411与所述待检测区域407的平面呈一预设夹角。

较佳地，所述分束板411应位于所述摄像头408正下方，与第一入射光源404高度一致，该分束板411靠近第一入射光源404一端高于基准平面成45度角，该分束板411对第一入射光源404发出的光进行半透半反射；所述摄像头408可以透过分束板411采集图像；由第一入射光源404射出的光束，在照到分束板411后，一部分发生反射，射向纸币，这样相当于加强正面光强，使所述摄像头408拍摄到的正面图像更加清晰，增加正面的颜色效果，可以进一步增大正面图像和侧面图像的色差，使判断模块更加容易分辨纸币的变色防伪特征。

与平面镜的多次反射折射能量不断衰减相比，利用全反射棱镜的光能量全部从棱镜中反射而出，在相同的光照条件下，将获得更加明亮清晰的图像画面，为后续处理带来了优势。

【实施例三】

图5示出了使用本发明所述鉴伪装置对待检测的纸币或者票据进行鉴伪的过程。

系统启动，从入钞口接收纸币，经送钞通道传送至预设的位置(待检测区域)，触发第一光源开启，对到达该区域上的纸币采集图像，采集到的图像包含光源于待检测区域的反射光成像，和光源于待检测区域的反射光再经全反射棱镜反射后的反射光成像。之后，提取图像中纸币的光彩光变防伪特征，通过对比正面特征颜色值、侧面特征颜色值以及正侧面特征颜色值的差值，进行阈值分析，以确定是否检测出光彩光变特征；然后触发所述第一光源关闭，触发第一光源开启，对到达该区域上的纸币采集图像，基于透射的特性，提取采集到的图像中的互补对印特征，并进行对印分析。综合对光彩光变特性的检测结果和对互补对印的检测结果判断是否符合真币特征，若判定为假币，进行停机或分钞处理。

根据所述公开的实施例，可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已，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。