CN107807339B - 针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置及其使用方法，包括旋转平台用于将加密纸张进行固定；旋转平台上设置有步进电机，光源装置通过旋转平台照射在加密纸张上；磁化装置通过磁轭和磁化线圈组成的磁化装置通电产生磁场，对旋转平台上的加密纸张进行强磁处理以便于磁粉吸附；磁粉喷洒装置对强磁后的加密纸张匀速喷洒黑色磁粉Fe3O4进行覆盖形成磁痕，形成磁性纤维加密纸张；CCD摄像头用于采集磁性纤维加密纸张的图像；图像采集卡用于接收CCD摄像头传递的图像数据；主控计算机用于通过上位机界面向下位机发送指令控制微型步进电机，存储图像采集卡的数据以及后续识别处理，本发明具有提高识别效率，保证辨别准确率，使纸张识别更加智能化的特点。
Description
技术领域
本发明涉及图像采集技术领域，特别涉及针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置及其使用方法针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置。
背景技术
近年来，在票据业务迅速发展的同时，一些不法分子通过克隆、变造票据等手法制造伪票据，这不仅给国家造成了重大经济损失，而且影响了金融秩序的稳定。因此，基于磁性纤维的加密纸张随之产生，防伪性能更强。但由于加密信息镶嵌于纸张纤维中，所以人眼无法通过外观以及其他特性对加密纸张进行辨别。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了及针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置及其使用方法针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置，解决人眼无法从外观上辨别加密纸张的问题，通过该装置预先采集处理后的纸张图像提高识别效率，保证辨别准确率，使纸张识别更加智能化。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置，包括，
旋转平台3：用于将加密纸张进行固定；旋转平台3上设置有微型步进电机，步进电机对旋转平台3提供旋转和翻转；
光源装置：通过旋转平台照射在加密纸张上；
磁化装置4：通过磁轭和磁化线圈组成的磁化装置通电产生磁场，对旋转平台3上的加密纸张进行强磁处理以便于磁粉吸附；
磁粉喷洒装置5：由微型步进电机带动，对强磁后的加密纸张匀速喷洒黑色磁粉Fe3O4进行覆盖形成磁痕，形成磁性纤维加密纸张；
CCD摄像头2：用于采集磁性纤维加密纸张的图像；
图像采集卡6：用于接收CCD摄像头2传递的图像数据；
主控计算机7：用于通过上位机界面向下位机发送指令控制微型步进电机，存储图像采集卡6的数据以及后续识别处理。
所述的磁性纤维加密纸张内部的信息为文字、图章或者条形码。
所述的光源装置为条形LED 1光源，由支架固定安装在旋转平台3的上方。
所述的CCD摄像头2采用600线的自动光圈定焦CCD镜头，由支架固定安装在旋转平台3的上方，对磁粉覆盖后的加密纸张进行图像采集。
所述的旋转平台3置于磁化装置4之中。
所述的磁粉喷撒洒装置5可调节高度，其中装有黑色磁粉Fe3O4，通过漏磁孔与步进电机横向运动，将磁粉均匀撒在加密纸张上。
所述的图像采集卡6采用模拟采集卡。将模拟视频源摄像头2与装有图像采集卡6的主控计算机7相连接，构成图像采集的硬件环境。
所述的主控计算机7具有上位机控制界面便于人机操作，通过串口通信模块对作为下位机的LPC2103发送指令，驱动微型步进电机进行磁粉喷洒装置5匀速移动与旋转平台3旋转。
针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置的使用方法，包括四道工序，分为送入、强磁、喷粉、采集。
首先将***开关打开通电，条形LED 1光源工作照射旋转平台3进行补光，将纸张放于平台上并使用夹板加固。
然后检测到固定在旋转平台3上的加密纸张，由磁轭和磁化线圈组成的磁化装置4通电产生磁场，对其中的加密纸张进行强磁处理以便于磁粉吸附。
接着通过主控计算机7的上位机控制界面发出命令，下位机驱动微型步进电机，使得磁粉喷洒装置向强磁后的加密纸张匀速喷洒黑色磁粉Fe3O4，进行覆盖形成磁痕。磁痕是肉眼可以看到的磁粉聚集的图像，对宽度有放大作用，为实际缺陷宽度的数倍，可以将目视不可见的图案信息显示出来。
此时下位机驱动旋转平台3内的微型步进电机进行旋转至使其处于垂直状态，使得多余的磁粉倾倒至下方的回收盒中，然后旋转重新回归原位。最后使用CCD摄像头2采集图像，采集得到图像数据可以经由图像采集卡6传送至主控计算机7进行存储以及后续识别处理。
本发明的有益效果：
本发明针对针对基于磁性纤维的加密纸张，由于其人眼无法从外观上辨别且无法扫描的特性，设计了该图像采集装置。可以通过磁化装置对纸张进行强磁后，使用黑色磁粉将存储的图章信息显现出来。接着光源补光以及摄像头进行图像采集，方便后续处理与辨别。
附图说明
图1为本发明结构框图。
图2为本发明的装置示意图。
图3为本发明的工作流程图。
图4为本发明的下位机供电模块电路图。
图5为本发明的下位机通信模块电路图。
图6为本发明的步进电机驱动电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
如图1所示：针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置，包括有光源、摄像头、旋转平台、磁化装置、磁粉喷撒洒装置、图像采集卡和主控计算机等。图像采集卡与主控计算机连接通信，其余装置均由主控计算机控制。
所述的磁性纤维加密纸张内部的信息为文字、图章或者条形码，是在在纤维成纸的过程中嵌入进去。磁性纤维是由细胞内填充法或原位复合法将常用的磁性材料Fe3O4、γ-Fe2O3、CoFe2O4添加到纤维内制成的。
如图2所示：所述的光源采用适用于较大方形结构被测物的条形LED 1光源，由支架固定安装在旋转平台3的上方，可以形成最有利于后续图像处理的成像效果。
所述的摄像头采用600线的自动光圈定焦CCD镜头，由支架固定安装在旋转平台3的上方，对磁粉覆盖后的加密纸张进行图像采集。
所述的旋转平台3置于磁化装置之中，可由左侧的步进电机进行旋转，有水平和垂直两个变换状态，可将多余的磁粉倾倒至下方的回收盒中，旋转平台3上放置了夹板来对加密纸张进行固定。
所述的磁化装置4由磁轭和磁化线圈组成。所述的磁粉喷撒洒装置可调节高度与漏磁控尺寸。其中装有黑色磁粉Fe3O4，通过漏磁孔与步进电机横向运动，将磁粉均匀撒在加密纸张上形成磁痕。磁痕是肉眼可以看到的磁粉聚集的图像，也可以叫做磁痕显示或简称显示，磁痕显示对宽度有放大作用，为实际缺陷宽度的数倍，所以磁粉检测可以将目视不可见的图案信息显示出来。
所述的图像采集卡6采用模拟采集卡。将模拟视频源摄像头与装有图像采集卡6的主控计算机7相连接，构成图像采集的硬件环境。
所述的主控计算机7具有上位机控制界面便于人机操作，通过串口通信模块对作为下位机的LPC2103发送指令，驱动微型步进电机进行磁粉喷洒装置5匀速移动与旋转平台3旋转。
如图3所示：装置的主要工序有四道，分为送入、强磁、喷粉、采集。
首先将***开关打开通电，条形LED 1光源工作照射旋转平台3进行补光，将纸张放于平台上并使用夹板加固。
然后检测到固定在旋转平台3上的加密纸张，由磁轭和磁化线圈组成的磁化装置4通电产生磁场，对其中的加密纸张进行强磁处理以便于磁粉吸附。
接着通过主控计算机7的上位机控制界面发出命令，下位机驱动微型步进电机，使得磁粉喷洒装置向强磁后的加密纸张匀速喷洒黑色磁粉Fe3O4，进行覆盖形成磁痕。磁痕是肉眼可以看到的磁粉聚集的图像，对宽度有放大作用，为实际缺陷宽度的数倍，可以将目视不可见的图案信息显示出来。
此时下位机驱动旋转平台3内的微型步进电机进行旋转至使其处于垂直状态，使得多余的磁粉倾倒至下方的回收盒中，然后旋转重新回归原位。最后使用CCD摄像头2采集图像，采集得到图像数据可以经由图像采集卡6传送至主控计算机7进行存储以及后续识别处理。
如图4所示：下位机LPC2103通过双电源供电，即1.8V内核电压和3.3V功能外设电压。5V电源由变压器或USB电源线输入，电路采用SPX1117系列LDO芯片SPX117M-3.3和SPX1117M-1.8将电压稳定至3.3V和1.8V，0Ω的电阻用来隔离数字电源和模拟电源、数字地和模拟地。
如图5所示：LPC2103包含两个异步串行口：UART0和UART1。由于PC串口是RS-232电平，标准的高电平是负逻辑，而低电平是正逻辑，而UART与PC通信方式需要SP-232转换器，将信号转换为RS-232电平。PC端采用DB9连接头连接。
如图6所示：由于步进电机不能直接接到工频交流或直流电源上工作，而因此直接使用LPC2103往往管脚电流不够，所以必须使用专用的步进电机驱动芯片ULN2003放大电流来驱动步进电机。
Claims (7)
1.针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置，其特征在于，包括，
旋转平台(3)：用于将加密纸张进行固定；旋转平台(3)上设置有步进电机，步进电机驱动旋转平台(3)进行旋转和翻转；
光源装置：照射在加密纸张上；
磁化装置(4)：主要由磁轭和磁化线圈组成，磁化装置(4)通电产生磁场，对旋转平台(3)上的加密纸张进行强磁处理以便于磁粉吸附；
磁粉喷洒装置(5)：设置在旋转平台(3)的上方，对强磁后的加密纸张匀速喷洒黑色磁粉进行覆盖形成磁痕，形成磁性纤维加密纸张；
CCD摄像头(2)：设置在旋转平台(3)的上方，采集磁性纤维加密纸张的图像；
图像采集卡(6)：与所述CCD摄像头(2)连接，接收其传递的图像数据；
主控计算机(7)：连接所述图像采集卡(6)接收其采集的图像数据，进行存储，以供后续识别处理；
所述的磁性纤维加密纸张内部的信息为文字、图章或者条形码；
所述的光源装置为条形LED(1)光源，由支架固定安装在旋转平台(3)的上方。
2.根据权利要求1所述的针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置，其特征在于，所述的CCD摄像头(2)采用600线的自动光圈定焦CCD镜头，由支架固定安装在旋转平台(3)的上方，对磁粉覆盖后的加密纸张进行图像采集。
3.根据权利要求1所述的针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置，其特征在于，所述的旋转平台(3)置于磁化装置(4)之中。
4.根据权利要求1所述的针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置，其特征在于，所述的磁粉喷洒装置(5)可调节高度。
5.根据权利要求1所述的针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置，其特征在于，所述的图像采集卡(6)采用模拟采集卡，将CCD摄像头(2)与装有图像采集卡(6)的主控计算机(7)相连接。
6.根据权利要求1所述的针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置，其特征在于，所述的主控计算机(7)具有上位机控制界面便于人机操作，通过串口通信模块对作为下位机的LPC2103发送指令，驱动微型步进电机进行磁粉喷洒装置(5)匀速移动与旋转平台(3)旋转。
7.针对基于磁性纤维的加密纸张图像采集装置的使用方法，其特征在于，包括四道工序，分为送入、强磁、喷粉、采集；
首先将***开关打开通电，条形LED(1)光源工作照射旋转平台(3)进行补光，将纸张放于平台上并使用夹板加固；
然后检测到固定在旋转平台(3)上的加密纸张，由磁轭和磁化线圈组成的磁化装置(4)通电产生磁场，对其中的加密纸张进行强磁处理以便于磁粉吸附；
接着通过主控计算机(7)的上位机控制界面发出命令，下位机驱动微型步进电机，使得磁粉喷洒装置向强磁后的加密纸张匀速喷洒黑色磁粉，进行覆盖形成磁痕，磁痕是肉眼可以看到的磁粉聚集的图像，对宽度有放大作用，为实际缺陷宽度的数倍，可以将目视不可见的图案信息显示出来；
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