磁成像方法及装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104346857 A (43)申请公布日 2015.02.11 CN 104346857 A (21)申请号 201310334530.5 (22)申请日 2013.08.02 G07D 7/20(2006.01) (71)申请人 北京嘉岳同乐极电子有限公司 地址 100083 北京市海淀区信息路甲 28 号 科实大厦 B 座 10 层 A-1 (72)发明人 姚明高 时启猛 刘乐杰 (54) 发明名称 磁成像方法及装置 (57) 摘要 本发明提供一种磁成像方法， 用于获得其内 设有磁标识的被检测介质的磁图像， 包括 ： 提供 具有多个输出通道的磁传感器 ； 利用所。

2、述磁传感 器扫描所述被检测介质， 获取各时刻所述多个输 出通道输出的输出电压信号 ； 根据所述电压信号 获得所述被检测介质的磁图像。该磁成像方法可 以降低错判和误判的概率， 从而提高鉴伪的精度。 本发明还提供一种磁成像装置。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104346857 A CN 104346857 A 1/2 页 2 1. 一种磁成像方法， 用于获得其内设有磁标识的被检测介质的磁图像， 其特征在于， 包 括 ： 提供具有多。

3、个输出通道的磁传感器 ； 利用所述磁传感器扫描所述被检测介质， 获取各时刻所述多个输出通道输出的输出电 压信号 ； 根据所述电压信号获得所述被检测介质的磁图像。 2. 根据权利要求 1 所述的磁成像方法， 其特征在于， 所述磁传感器包括多个检测单元， 所述多个检测单元沿所述磁传感器的检测宽度方向设置， 并且所述多个检测单元的总有效 检测宽度完全覆盖所述磁传感器的检测宽度， 每个所述检测单元对应一个所述输出通道。 3. 根据权利要求 1 所述的磁成像方法， 其特征在于， 所述磁传感器扫描被检测介质的 步骤中， 所述磁传感器以恒定速度或恒定加速度逐行扫描所述被检测介质。 4. 根据权利要求 1 所。

4、述的磁成像方法， 其特征在于， 根据所述电压信号获得所述被检 测介质的磁图像步骤包括 ： 将所述电压信号放大获得放大的电压信号 ； 将所述放大的电压信号转换为数字信号 ； 设置坐标系， 以扫描时间为纵轴， 所述磁传感器的扫描宽度为横轴 ； 或者， 以扫描时间 为横轴， 所述磁传感器的扫描宽度为纵轴 ； 根据各时刻对应的所述数字信号在所述坐标系获得磁图像。 5. 根据权利要求 1 所述的磁成像方法， 其特征在于， 在根据所述电压信号获得所述被 检测介质的磁图像步骤中， 根据所述电压信号的强弱获得所述被检测介质的灰度磁图像。 6. 一种磁成像装置， 用于获得其内设有磁标识的被检测介质的磁图像， 其。

5、特征在于， 包 括 ： 磁传感器， 其包括沿所述磁传感器的检测宽度方向设置的多个检测单元， 并且所述多 个检测单元的总有效检测宽度完全覆盖所述磁传感器的检测宽度， 每个所述检测单元对应 一个所述输出通道 ； 信号采集单元， 用于在所述磁传感器扫描所述被检测介质的过程中， 获取各时刻所述 多个检测单元输出的电压信号 ； 处理器， 用于根据所述电压信号获得所述被检测介质的磁图像。 7. 根据权利要求 6 所述的磁成像装置， 其特征在于， 所述检测单元是由磁感应膜构成 的惠斯通电桥， 所述磁感应膜为巨磁阻膜、 霍尔效应膜、 各向异性磁阻膜或隧道效应磁阻 膜。 8. 根据权利要求 7 所述的磁成像装置。

6、， 其特征在于， 所述检测单元的数量根据磁成像 装置的分辨率确定。 9. 根据权利要求 6 所述的磁成像装置， 其特征在于， 还包括驱动单元， 用于驱动所述磁 传感器或所述被检测介质运动， 以使所述磁传感器扫描所述被检测介质。 10. 根据权利要求 9 所述的磁成像装置， 其特征在于， 所述驱动单元使所述磁传感器以 恒定速度或恒定加速度逐行扫描所述被检测介质。 11. 根据权利要求 9 所述的磁成像装置， 其特征在于， 所述信号采集单元包括 ： 运算放大器， 用于放大所述传感器输出的电压信号以获得放大的电压信号 ； 权 利 要 求 书 CN 104346857 A 2 2/2 页 3 数模转换。

7、器， 用于将所述放大的电压信号转换为数字信号 ； 所述处理器以扫描时间为纵轴， 所述磁传感器的扫描宽度为横轴， 或者， 以扫描时间为 横轴， 所述磁传感器的扫描宽度为纵轴， 根据各时刻对应的所述数字信号在所述坐标系获 得磁图像。 12. 根据权利要求 11 所述的磁成像装置， 其特征在于， 还包括 ： 供电单元， 用于向所述磁成像装置提供电能 ； 显示单元， 与所述处理器连接， 用于显示所述磁图像 ； 操控单元， 用于操控所述磁成像装置， 以实现人机交互作用。 13. 根据权利要求 12 所述的磁成像装置， 其特征在于， 所述处理器根据所述电压信号 的强弱获得所述被检测介质的灰度磁图像。 权 。

8、利 要 求 书 CN 104346857 A 3 1/5 页 4 磁成像方法及装置 技术领域 0001 本发明属于精密测量领域 , 具体涉及一种磁成像方法及装置。 背景技术 0002 目前， 应用于钞票的防伪技术主要有磁性、 荧光、 水印、 凸版等防伪技术， 验钞机针 对不同的防伪技术通过与之对应的检测原理来辨别钞票的真伪。但是， 近年来犯罪分子仿 真能力不断提高， 迫使防伪技术不断更新， 同时， 对假币的辨别能力也提出更高的要求。 0003 对于磁性防伪技术而言， 传统的方法是在钞票的某些位置设置磁性防伪标识， 验 钞机通过识别钞票相应位置是否有磁性标识， 即判断有无磁性， 来识别钞票的真伪。

9、。 这种识 别钞票真伪的方法出现错判和误判的概率很大， 导致鉴伪精度差。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题就是针对磁性防伪技术中存在的上述缺陷， 提供一种磁 成像方法及装置， 其可以降低错判和误判的概率， 从而提高鉴伪的精度。 0005 为此， 本发明提供一种磁成像方法， 包括 ： 用于获得其内设有磁标识的被检测介质 的磁图像， 包括 ： 0006 提供具有多个输出通道的磁传感器 ； 0007 利用所述磁传感器扫描所述被检测介质， 获取各时刻所述多个输出通道输出的输 出电压信号 ； 0008 根据所述电压信号获得所述被检测介质的磁图像。 0009 其中， 所述磁传感器包括多个检测单元。

10、， 所述多个检测单元沿所述磁传感器的检 测宽度方向设置， 并且所述多个检测单元的总有效检测宽度完全覆盖所述磁传感器的检测 宽度， 每个所述检测单元对应一个所述输出通道。 0010 其中， 所述磁传感器扫描被检测介质的步骤中， 所述磁传感器以恒定速度或恒定 加速度逐行扫描所述被检测介质。 0011 其中， 根据所述电压信号获得所述被检测介质的磁图像步骤包括 ： 0012 将所述电压信号放大获得放大的电压信号 ； 0013 将所述放大的电压信号转换为数字信号 ； 0014 设置坐标系， 以扫描时间为纵轴， 所述磁传感器的扫描宽度为横轴 ； 或者， 以扫描 时间为横轴， 所述磁传感器的扫描宽度为纵轴。

11、 ； 0015 根据各时刻对应的所述数字信号在所述坐标系获得磁图像。 0016 其中， 在根据所述电压信号获得所述被检测介质的磁图像步骤中， 根据所述电压 信号的强弱获得所述被检测介质的灰度磁图像。 0017 本发明还提供一种磁成像装置， 用于获得其内设有磁标识的被检测介质的磁图 像， 包括 ： 0018 磁传感器， 其包括沿所述磁传感器的检测宽度方向设置的多个检测单元， 并且所 说 明 书 CN 104346857 A 4 2/5 页 5 述多个检测单元的总有效检测宽度完全覆盖所述磁传感器的检测宽度， 每个所述检测单元 对应一个所述输出通道 ； 0019 信号采集单元， 用于在所述磁传感器扫。

12、描所述被检测介质的过程中， 获取各时刻 所述多个检测单元输出的电压信号 ； 0020 处理器， 用于根据所述电压信号获得所述被检测介质的磁图像。 0021 其中， 所述检测单元是由磁感应膜构成的惠斯通电桥， 所述磁感应膜为巨磁阻膜、 霍尔效应膜、 各向异性磁阻膜或隧道效应磁阻膜。 0022 其中， 所述检测单元的数量根据磁成像装置的分辨率确定。 0023 其中， 还包括驱动单元， 用于驱动所述磁传感器或所述被检测介质运动， 以使所述 磁传感器扫描所述被检测介质。 0024 其中， 所述驱动单元使所述磁传感器以恒定速度或恒定加速度逐行扫描所述被检 测介质。 0025 其中， 所述信号采集单元包括。

13、 ： 0026 运算放大器， 用于放大所述传感器输出的电压信号以获得放大的电压信号 ； 0027 数模转换器， 用于将所述放大的电压信号转换为数字信号 ； 0028 所述处理器以扫描时间为纵轴， 所述磁传感器的扫描宽度为横轴， 或者， 以扫描时 间为横轴， 所述磁传感器的扫描宽度为纵轴， 根据各时刻对应的所述数字信号在所述坐标 系获得磁图像。 0029 其中， 还包括 ： 0030 供电单元， 用于向所述磁成像装置提供电能 ； 0031 显示单元， 与所述处理器连接， 用于显示所述磁图像 ； 0032 操控单元， 用于操控所述磁成像装置， 以实现人机交互作用。 0033 其中， 所述处理器根据。

14、所述电压信号的强弱获得所述被检测介质的灰度磁图像。 0034 本发明具有以下有益效果 ： 0035 本发明提供的磁成像方法， 利用设有多个输出通道的磁传感器扫描所述被检测介 质， 获取各时刻所述多个输出通道输出的电压信号， 然后根据所述电压信号获得所述被检 测介质的磁图像， 借助磁图像可以直观地辨别被检测介质的真伪， 从而降低错判和误判的 概率， 从而提高鉴伪的精度。 0036 本发明提供的磁成像装置， 通过磁传感器扫描被检测介质， 将获得的电压信号传 输至信号采集单元， 信号采集单元将电压信号转换为处理器接受的信号， 处理器根据该信 号获得被检测介质的磁图像， 借助磁图像可以直观地辨别被检测。

15、介质的真伪， 降低错判和 误判的概率， 从而提高鉴伪的精度。 附图说明 0037 图 1 为本实施例磁成像装置的原理框图 ； 0038 图 2 为本实施例磁成像方法的流程图 ； 0039 图 3 为本实施例磁成像方法中步骤 S3 的具体流程图 ； 0040 图 4a 为横向扫描被检测介质的示意图 ； 0041 图 4b 为纵向扫描被检测介质的示意图。 说 明 书 CN 104346857 A 5 3/5 页 6 具体实施方式 0042 为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案， 下面结合附图对本发明提 供的磁成像方法及装置进行详细描述。 0043 下述实施例介绍的磁成像装置用于检测被检测。

16、介质 （如钞票或支票等） ， 以辨别被 检测介质的真伪。 在被检测介质内的不同位置设有形状、 大小不同的磁标识， 磁标识有强磁 标识， 也有弱磁标识， 或者仅设有二者之一。 磁成像装置即是通过磁标识的磁信号直观地获 得磁标识在被检测介质内的位置， 设置磁标识的形状和大小。 0044 图 1 为本发明实施例磁成像装置的原理框图。如图 1 所示， 磁成像装置包括磁传 感器 1、 信号采集单元 2 和处理器 3。 0045 其中， 磁传感器 1 用于检测被检测介质内的磁信号， 当检测到磁信号时输出电压 信号。 具体地， 磁传感器1包括多个检测单元11， 每个检测单元11对应一个输出通道， 检测 单元。

17、 11 的数量根据磁成像装置的分辨率确定， 分辨率越高， 要求检测单元 11 的数量越多。 多个检测单元 11 沿磁传感器的检测宽度方向设置， 并且多个检测单元 11 的总有效检测宽 度完全覆盖磁传感器的检测宽度， 以使磁传感器 1 在磁成像装置的检测宽度不存在盲区。 在设计磁传感器时， 可以将多个检测单元11错位设置， 以使检测单元11覆盖磁传感器的检 测宽度。本实施例每个检测单元 11 均是由磁感应膜构成的惠斯通电桥， 如惠斯通半桥和惠 斯通全桥， 磁感应膜可以为巨磁阻膜、 霍尔效应膜、 各向异性磁阻膜或隧道效应磁阻膜。检 测单元 11 的有效检测宽度为磁感应膜的长度。 0046 信号采集。

18、单元 2， 用于在磁传感器 1 扫描被检测介质的过程中， 获取各时刻检测单 元 11 输出的电压信号， 并将电压信号输送至处理器 3。 0047 本实施例中， 信号采集单元2包括运算放大器21和数模转换器22， 其中， 运算放大 器 21 用于放大所述传感器输出的电压信号以获得放大信号， 数模转换器 22 用于将所述放 大信号转换为数字信号， 以利于处理器 3 接收处理。 0048 处理器 3 用于根据电压信号获得被检测介质的磁图像。处理器 3 以扫描时间为纵 轴， 以磁传感器1的扫描宽度为横轴， 或者， 以扫描时间为横轴， 以磁传感器1的扫描宽度为 纵轴， 并且根据各时刻对应的数字信号在坐标。

19、系中模拟获得磁图像。处理器 3 根据磁传感 器 1 获得电压信号， 具体地， 根据信号采集单元获得的数字信号， 将有磁信号的区域用 “1” 标识， 无磁信号的区域用 “0” 标识， 以获得由 “1” 和 “0” 构成的磁图像 ； 或者， 有磁信号的区 域用 “+” 标识， 无磁信号的区域用 “-” 标识， 以获得有 “+” 和 “-” 构成的磁图像。当然， 处 理器 3 也可采用其它图案标识有磁区域和无磁区域。 0049 在另一实施例中， 处理器 3 根据电压信号的有无和强弱获得被检测介质的灰度磁 图像， 即处理器 3 根据电压信号的大小将其分为多个等级， 用不同深度的颜色表示， 从而获 得灰。

20、度磁图像。 这样不仅可以观察到磁标识在被检测介质内的位置以及磁标识的大小以及 形状， 还可以观察到磁标识的磁场强弱， 从而更有效地辨别被检测介质的真伪。 0050 磁成像装置还包括供电单元 4、 显示单元 5、 操控单元 6 以及驱动单元 （图中未示 出） 。其中， 供电单元 4 用于向磁成像装置提供电能。显示单元 5 与处理器 3 连接， 用于显 示处理器 3 获得的磁图像， 操作者可以从显示单元 5 直观地看到被检测介质内磁标识的位 置， 甚至形状和大小。操控单元 6 用于操控磁成像装置， 以实现人机交互作用。驱动单元用 说 明 书 CN 104346857 A 6 4/5 页 7 于驱动。

21、磁传感器 1 或被检测介质运动， 以使磁传感器 1 扫描被检测介质。使用时， 磁成像装 置逐行扫描被检测介质， 而且， 优选磁传感器 1 以恒定速度或恒定加速度逐行扫描被检测 介质。信号采集单元按照设定的频率采集磁传感器获得电压信号。 0051 本实施例提供的磁成像装置通过磁传感器扫描被检测介质， 将获得的电压信号传 输至信号采集单元， 信号采集单元将电压信号转换为处理器接受的信号， 处理器根据该信 号获得被检测介质的磁图像， 借助磁图像可以直观地辨别被检测介质的真伪， 从而降低错 判和误判的概率， 从而提高鉴伪的精度。 。 0052 本实施例还提供一种磁成像方法， 包括以下步骤 ： 0053。

22、 步骤 S1， 提供具有多个输出通道的磁传感器。 0054 如图 1 所示， 磁传感器 1 包括多个检测单元 11， 每个检测单元 11 对应一个输出通 道， 检测单元 11 的数量根据磁成像装置的分辨率确定， 分辨率越高， 要求检测单元 11 的数 量越多。 多个检测单元11沿磁传感器的检测宽度方向设置， 并且多个检测单元11的总有效 检测宽度完全覆盖磁传感器的检测宽度， 以使磁传感器 1 在磁成像装置的检测宽度不存在 盲区。在本实施例中， 磁传感器将多个检测单元 11 错位设置， 以使检测单元 11 覆盖磁传感 器的检测宽度。本实施例每个检测单元 11 均是由磁感应膜构成的惠斯通电桥， 如。

23、惠斯通半 桥和惠斯通全桥， 磁感应膜可以为巨磁阻膜、 霍尔效应膜、 各向异性磁阻膜或隧道磁阻膜。 0055 步骤 S2， 利用磁传感器扫描所述被检测介质， 获取各时刻所述多个输出通道输出 的输出电压信号。 0056 在步骤 S2 中， 优选磁传感器 1 以恒定速度或恒定加速度逐行扫描被检测介质， 这 样不仅有利于控制磁成像装置， 而且有利于磁成像。 0057 步骤 S3， 根据所述电压信号获得所述被检测介质的磁图像。 0058 如图 3 所示， 步骤 S3 包括以下步骤 ： 0059 步骤 S31， 将电压信号放大获得放大信号 ； 0060 本实施例通过运算放大器将磁传感器输出的电压信号放大，。

24、 获得放大的电压信 号。 0061 步骤 S32， 将放大的电压信号转换为数字信号。 0062 本实施例通过数模转换器将放大的电压信号转换为数字信号， 以便于处理器接 收。 0063 步骤 S33， 设置坐标系。 0064 在步骤 S33 中， 处理器以磁传感器的扫描宽度为横轴， 以扫描时间为纵轴建立坐 标系。或者， 以扫描时间为横轴， 所述磁传感器的扫描宽度为纵轴建立坐标系。 0065 步骤 S34， 根据各时刻所对应的数字信号在坐标系获得磁图像。 0066 在步骤 S34 中， 处理器根据各时刻所对应的数字信号在坐标系获得磁图像。处理 器将有磁信号的区域用 “1” 标识， 无磁信号的区域用。

25、 “0” 标识， 以获得由 “1” 和 “0” 构成的 磁图像 ； 或者， 有磁信号的区域用 “+” 标识， 无磁信号的区域用 “-” 标识， 以获得有 “+” 和 “-” 构成的磁图像。当然， 处理器也可以采用其它标识区分有磁区域和无磁区域。 0067 本实施例提供的磁成像方法获得了被检测介质的磁图像， 即可以观察到磁标识在 被检测介质内的位置以及磁标识的大小以及形状， 借助磁图像可以直观地辨别被检测介质 的真伪， 从而降低错判和误判的概率， 从而提高鉴伪的精度。 说 明 书 CN 104346857 A 7 5/5 页 8 0068 磁传感器获得的电压信号与磁标识的磁场强弱成正比， 处理器。

26、根据电压信号的大 小识别磁场的强弱。因此， 在优选实施例中， 步骤 S34 根据电压信号的大小获得被检测介质 的灰度磁图像， 即处理器 3 根据电压信号的大小将其分为多个等级， 用不同深度的颜色表 示， 从而获得灰度磁图像。这种方法不仅可以观察到磁标识在被检测介质内的位置以及磁 标识的大小以及形状， 还可以观察到磁标识的磁场强弱， 从而更有效地辨别被检测介质的 真伪。 0069 需要说明的是， 上述实施例磁成像装置及方法可以横向扫描被检测介质， 如图 4a 所示， 箭头标识磁传感器扫描钞票的方向 ； 也可以纵向扫描被检测介质， 如图 4b 所示， 箭头 表示磁传感器扫描钞票的方向。 0070 。

27、上述实施例提供的磁成像方法， 利用设有多个输出通道的磁传感器扫描所述被检 测介质， 获取各时刻所述多个输出通道输出的电压信号， 然后根据所述电压信号获得所述 被检测介质的磁图像， 借助磁图像可以直观地辨别被检测介质的真伪。 0071 可以理解的是， 以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施 方式， 然而本发明并不局限于此。 对于本领域内的普通技术人员而言， 在不脱离本发明的精 神和实质的情况下， 可以做出各种变型和改进， 这些变型和改进也视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 104346857 A 8 1/2 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104346857 A 9 2/2 页 10 图 3 图 4a 图 4b 说 明 书 附 图 CN 104346857 A 10 。