一种二维货币自动识别方法及系统.pdf

本发明公开了一种二维货币自动识别方法及系统，系统包括采集器、扫描器、步进机构、控制电路、驱动电路、A/D转换。其中，采集器从待检验货币表面获得采样值，通过A/D转换将所述采样值传送到控制电路，扫描器获得货币编码块图像数据，控制电路将采集器和扫描器采集到的数据传输到相连的计算机，根据计算机发出的控制命令发出指令并传输相应的状态信息。本发明可识别和鉴别多种货币，包含国内流通的18种货币共436份(正、反面)货币的数据以及它们的防伪特征，可对货币的种类、面值、年版、序列号码进行自动识别。

权利要求书
1.  一种二维货币自动识别方法，其特征在于：
首先使用静态多幅平均的方法进行视频图像拍摄；
再对采集到的图像进行预处理；
通过HSI表示系的分解，分别计算求出图像的亮度和色彩，与对比货币图像进行比较；
通过混合空间一阶和二阶的微分方法，提取图像边缘，与对比货币图像进行比较；
分析图像的灰度级分布，部分可以进行图像二值化阈值分割和对比；
通过二维傅立叶变换分析对比图像的频谱结构；
利用直方图对货币特征进行统计分析；
对大尺度区域及其分割线进行划分、提取，分析对比货币相应区域及其分割线的面积、长度、大小和位置；
通过在频域的集中分布特征和表示描述，分析待检验货币的背景纹理图案，与对比货币的背景纹理图案进行比较；
对图像中的主要文字内容进行分析提取和识别，与对比货币图像进行比较。

2.  根据权利要求1所述的二维货币自动识别方法，其特征在于：所述图像预处理包括图像增强和图像复原。

3.  根据权利要求1所述的二维货币自动识别方法，其特征在于：所述货币特征包括货币的亮度、色彩和频谱。

4.  根据权利要求1所述的二维货币自动识别方法，其特征在于：所述文字内容包括字母和数字。

5.  根据权利要求1所述的二维货币自动识别方法，其特征在于：在图像分析过程中不断提高图像的分辨率，同时选择不同的识别模式。

6.  一种二维货币自动识别系统，其特征在于：包括采集器、扫描器、步进机构、控制电路、驱动电路、A/D转换；其中，
所述采集器包含一组光电传感器，从待检验货币表面获得采样值，通过A/D转换将所述采样值传送到控制电路，所述扫描器获得货币编码块图像数据，所述控制电路将所述采集器和扫描器采集到的数据传输到相连的计算机，根据计算机发出的控制命令发出指令并传输相应的状态信息。

7.  根据权利要求6所述的二维货币自动识别系统，其特征在于：所述控制板的数据传输通道采用DMA方式。

8.  根据权利要求6所述的二维货币自动识别系统，其特征在于：数据库中存储对比货币的图像及其相应的各种数据信息。

9.  根据权利要求6所述的二维货币自动识别系统，其特征在于：根据所述采集器的变距功能，计算出放大倍率，得到待检验货币的外形尺寸。

说明书一种二维货币自动识别方法及系统
技术领域
本发明涉及一种自动防伪的方法及其电子产品，尤其涉及一种用于货币识别和鉴别的方法及其系统。
背景技术
目前国内外对于货币的识别软件和硬件都是基于一些有限的技术手段来实现的，它们基本上都是利用磁信号读取、长波紫外发光、红外发射接受、IR扫描等比较有特点的检测手段来完成货币的识别。然而目前在我国境内的银行允许收兑的货币种类已经达到18种，由于各种货币的自身特点与其防伪方法和特征又各不相同，截至目前国内外的识别软件和硬件无法完全满足识别或鉴定不同种类货币的要求。
随着当今国际上货币造假技术的不断提升，对现有的这种比较单一的防伪技术采取了相应的对策，导致现有的识别或鉴定技术容易出现误差甚至出现错误辨别，存在很大的弊端。因此在反假过程中，如何通过采取新技术提高对假币的识别辨别能力，成为货币反假的关键。
另一方面，现有国内外识别软硬件系统中选用的各国货币图案，多为网上下载的图片，而并非来自真是钞票样本的数据信息，因而防伪常常导致数据信息不够准确详实，在识别的过程中难免发生变形和模糊不清，影响识别的准确性。
发明内容
本发明旨在解决现有货币识别和鉴别系统存在的不足，配合银行、金融、公安系统等部门进行货币防伪，对国内银行可收兑的多种货币进行识别，为从事货币流通、管理和鉴别的相关部门提供强有力的技术支持与分析手段。
一种二维货币自动识别方法，其特征在于：
首先使用静态多幅平均的方法进行视频图像拍摄；
再对采集到的图像进行预处理；
通过HSI表示系的分解，分别计算求出图像的亮度和色彩，与对比货币图像进行比较；
通过混合空间一阶和二阶的微分方法，提取图像边缘，与对比货币图像进行比较；
分析图像的灰度级分布，部分可以进行图像二值化阈值分割和对比；
通过二维傅立叶变换分析对比图像的频谱结构；
利用直方图对货币特征进行统计分析；
对大尺度区域及其分割线进行划分、提取，分析对比货币相应区域及其分割线的面积、长度、大小和位置；
通过在频域的集中分布特征和表示描述，分析待检验货币的背景纹理图案，与对比货币的背景纹理图案进行比较；
对图像中的主要文字内容进行分析提取和识别，与对比货币图像进行比较。
所述图像预处理包括图像增强和图像复原。
所述货币特征包括货币的亮度、色彩和频谱。
所述文字内容包括字母和数字。
在图像分析过程中不断提高图像的分辨率，同时选择不同的识别模式。
应用上述二维货币自动识别方法的识别系统，包括采集器、扫描器、步进机构、控制电路、驱动电路、A/D转换；其中，
所述采集器包含一组光电传感器，从待检验货币表面获得采样值，通过A/D转换将所述采样值传送到控制电路，所述扫描器获得货币编码块图像数据，所述控制电路将所述采集器和扫描器采集到的数据传输到相连的计算机，根据计算机发出的控制命令发出指令并传输相应的状态信息。
所述控制板的数据传输通道采用DMA方式。
数据库中存储对比货币的图像及其相应的各种数据信息。
根据所述采集器的变距功能，计算出放大倍率，得到待检验货币的外形尺寸。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.可识别和鉴别多种货币，包含国内流通的18种货币共436份(正、反面)货币的数据，可对货币的种类、面值、年版进行自动识别；
2.可识别货币的特征点众多，通过分析货币的共性与差异性而实现货币的准确识别；
3.软件可对比分析出货币在各种不同光谱下特征点所体现的防伪特征，从而实现对货币的鉴别真伪。
附图说明
图1是本发明软件系统工作流程图。
具体实施方式
现结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明是一种用于鉴定货币票证真伪的静态式、智能型、高科技光学检测设备，其运用图像分析，借助机、电一体化设备和专业防伪软件，对钞票的印刷特征和防伪特征进行各个层次的光学分析，对比与真钞的防伪特征进行对比，从而实现钞票种类的识别和真伪钞的鉴别。
本发明的硬件系统组成为：
光源系统：包括红外光源、紫外光源、可见光波段光源、特殊激光源以及多波段滤色片组合；
电器系统：包括电源电路、控制和驱动电路以及电气执行系统；
整套系统的设备规格及技术参数如表1所示：
表1
图像显示彩色图像、红外图像视频接口USB 2.0数据接口RS 232工作电压220V，50Hz额定功率200w重量35Kg尺寸(长×宽×高)600×385×530mm工作环境温度：8～30℃相对温度：≤80％载物台移动范围横向：≥±85mm纵向：≥±43mm载物台移动精度0.1mm滤色片激发3组(主波长)448nm 473nm 670nm接收8组(主波长)400nm(截止)435nm 470nm 537nm 560nm 589nm 608nm 850nm
在系统工作之前，需要通过大量搜集各种真钞在不同防伪点的详细特征及相关数据，储存在标准图像数据库中。在货币防伪特征点的识别过程中，充分利用采集的数据与真钞数据库中的特征点进行详细对比，其软件系统的工作流程如图1所示：
硬件系统101中的摄像头对待检验货币进行图像采集102，在拍摄图像时，使用静态多幅平均的办法，有效的降低了CCD带来的噪声干扰，此时采集到的图像包括货币和载物台，再从中提取货币图像103，得到待检验货币表面的采样值；然后根据镜头变焦位置，计算求解放大倍率，进行货币尺寸测量104，得到待检验货币的尺寸，与标准图像数据库107中的相应数据进行比较，这可以作为货币自动模式识别的检验参考依据之一。
进一步的，对CCD进行显示定标，进行图像校正105(主要针对图像畸变)，最后进行图像识别106，主要包括：
1.通过HSI表示系的分解，分别计算求得图像的亮度和色彩；
2.通过混合空间一阶和二阶微分的方法，提取图像边缘；
3.分析图像的灰度级分布，其中一部分可以进行准确无误的图像二值化阈值分割和对比；
4.进行二维傅立叶变换，分析对比图像的频谱结构；
5.利用直方图对货币特征进行统计分析，对包括货币的亮度、色彩、频谱等分布情况进行统计归类；
6.对不同货币中大尺度的区域及其分割线进行划分、提取，分析对比区域及其分割线的面积、长度、大小、位置等特征；
7.分析货币图像中存在的背景纹理图案；
8.对货币图像中的主要文字内容进行分析提取和识别，包括字母和数字(尤其是面值数字有本征意义)。
将以上获得的数据与标准图像数据库中的相应数据进行比较，对待检验货币的币种、面值、版本、真伪等信息进行判断。只有全面符合所有特征的货币才是真币。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，本发明不限于上述实施例，对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都属于本发明的构思和所附权利要求的保护范围。