CN102682512A - 一种纸币鉴伪检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纸币鉴伪检测装置，包括一个全反射棱镜，所述全反射棱镜和光源位于纸币输送通道的两侧，所述纸币输送通道传送纸币时，所述全反射棱镜接收光源投射到所述纸币上所产生的反射光，并将纸币的成像反射到所述摄像头，所述摄像头采集纸币上至少一个防伪特征的图像及所述至少一个防伪特征在所述全反射棱镜中的成像；判断模块根据一帧图像的两个特征图案进行识别分析，颜色鉴别，确定纸币真伪；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，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。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理及识别技术领域，具体涉及一种纸币鉴伪检测装置。
背景技术
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***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***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、***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，***才能完成后续的识别过程。在这种情况下，***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***自身的缺陷造成的原理性误差也必须去除才能达到***的最优，从而为产品的设计及鉴伪打下良好基础。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于纸币鉴伪检测的装置，包括光源、摄像头、具有一个纸币输送通道的纸币输送装置和具有触发装置的总控电路板，其特征在于，还包括一个全反射棱镜，所述全反射棱镜和光源位于所述纸币输送通道的两侧；所述纸币输送通道传送纸币时，所述全反射棱镜接收光源投射到所述纸币上所产生的反射光，并将纸币的成像反射到所述摄像头；所述摄像头采集纸币上至少一个防伪特征的图像及所述至少一个防伪特征在所述全反射棱镜中的成像。
本发明所述全反射棱镜底面与基准平面存在一定夹角，所述夹角的范围在70度到80度之间。
作为一种更优的方案，在所述摄像头和纸币传输通道之间还包括一个分束板，该分束板对光源发出的光进行半透半反射。所述分束板与基准平面存在一定夹角。所述夹角为40度到50度之间。
本发明所述基准平面是当触发装置触发所述摄像头开始拍摄时，纸币所在的平面。
本发明所述的防伪特征是光可变油墨特征和/或激光全息防伪特征。
本发明所述的摄像头是CMOS或CCD设备，能够完成图像的静态采集或高速采集。
本发明所述的总控电路板还包括判断模块，该判断模块用于基于所述摄像头采集的变色防伪特征图案的图像信息，判断图像信息中的变色防伪特征，以确定所述纸币的真伪。
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。
说明书附图
图1为传统钞票颜色鉴伪***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***示意图；
图4为本发明判断模块工作流程图；
图5为本发明实施例二的***示意图；
图6为本发明实施例三的***示意图。
具体实施方式
【实施例一】
如图3所示，光源31位于纸币输送通道一侧，纸币35的斜上方；在纸币输送通道与光源31相对的另一侧，设置一全反射棱镜33，该全反射棱镜33靠近纸币35的位置，使纸币35在全反射棱镜33中能够成像。所述全反射棱镜的底面与基准平面的夹角是70度。该基准平面是当触发装置触发摄像头32开始拍摄时，纸币35所在的平面。
摄像头32位于纸币输送通道纸币35正上方，该摄像头32的高度和角度使得其视场范围内同时包含输送通道上的纸币35及该纸币在全反射棱镜33中的像。
光源31发射出的光束照在纸币35上，光束在纸币35上发生发射后，所述全反射棱镜33接收光源投射到所述纸币35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32的高度和角度使得其视场范围内同时包含输送通道上的纸币35及该纸币在全反射棱镜33中的像，当纸币35通过输送通道到达预定位置，触发装置触发，摄像头32开始拍摄，一帧图像内包含了两个纸币35上变色防伪特征图案；之后，判断模块（图中未示出）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。
纸币具有的变色防伪特征图案可以是采用光可变油墨生成的图案，随观察角度不同，该特征的颜色会发生变化；还可以是激光全息防伪图案，在预定波长范围的光照射下会呈现某种颜色。
图4表示判断模块工作流程图，当收到由摄像头传送来的图像后，判断模块根据预先指定的提取点，提取图像中纸币的变色防伪特征，去除底色，确定一帧图像的两个变色防伪特征的颜色值，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，以确定是否都符合真币特征。若都符合真币特征，即判定为真币；若有不符合的特征，即判定为***，进行停机或分钞处理。
【实施例二】
如图5所示，全反射棱镜53和光源51位于纸币输送通道的两侧，所述纸币输送通道传送纸币时，所述全反射棱镜53接收光源51投射到纸币55上所产生的反射光，并将纸币的成像反射到所述摄像头；该全反射棱镜53靠近纸币55的位置，使纸币55在全反射棱镜53中能够成像，该全反射棱镜底面与基准平面的夹角是75度；摄像头52位于纸币输送通道纸币55正上方，该摄像头52的高度和角度使得其视场范围内同时包含输送通道上的纸币55及该纸币在全反射棱镜53中的像。
采用这样的位置关系，可以使拍摄到的变色防伪特征达到最佳；以100元面值人民币为例，正面的光可变油墨特征颜色是绿色，侧面的特征颜色是紫色，方便后续判断模块的分析识别。
光源51发射出的光束照在纸币55上，光束在纸币55上发生发射后，由另一侧射出，反射出的光束射在全反射棱镜53的底面上，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。
当纸币55通过输送通道到达预定位置，触发装置触发，摄像头52开始拍摄，一帧图像内包含了两个纸币55上变色防伪特征图案；之后，判断模块（图中未示出）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。
【实施例三】
如图6所示，本实施例还包括一个分束板66，该分束板66位于摄像头62正下方，与光源61高度一致，该分束板66靠近光源61一端高于基准平面成45度角，该分束板66对光源61发出的光进行半透半反射；摄像头62可以透过分束板66采集图像；由光源61射出的光束，在照到分束板66后，一部分发生反射，射向纸币65，这样相当于加强正面光强，使摄像头62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。
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。
Claims (10)
1.一种用于纸币鉴伪检测的装置，包括光源、摄像头、具有一个纸币输送通道的纸币输送装置和具有触发装置的总控电路板，其特征在于：还包括一个全反射棱镜；
所述全反射棱镜和光源位于所述纸币输送通道的两侧；
所述纸币输送通道传送纸币时，所述全反射棱镜接收光源投射到所述纸币上所产生的反射光，并将纸币的成像反射到所述摄像头；
所述摄像头采集纸币上至少一个防伪特征的图像及所述至少一个防伪特征在所述全反射棱镜中的成像。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述全反射棱镜底面与基准平面存在一定夹角，所述夹角的范围在70度到80度之间。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述基准平面是当触发装置触发所述摄像头开始拍摄时，纸币所在的平面。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述防伪特征为变色防伪特征。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述变色防伪特征是光可变油墨特征和/或激光全息防伪特征。
6.如权利要求1至5任一项 所述的装置，其特征在于：在所述摄像头和纸币传输通道之间还包括一个分束板，该分束板对光源发出的光进行半透半反射。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述分束板与基准平面存在一定夹角。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述夹角为40度到50度之间。
9.如权利要求1至5、7或8任一项所述的装置，其特征在于：所述的摄像头是CMOS或CCD设备，能够完成图像的静态采集或高速采集。
10.如权利要求1至5、7或8任一项所述的装置，其特征在于：所述的总控电路板还包括判断模块，该判断模块用于基于所述摄像头采集的变色防伪特征图案的图像信息，判断图像信息中的变色防伪特征，以确定所述纸币的真伪。
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