CN101430804B - 多角度光学特征自动检测装置 - Google Patents

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一种新的“多角度光学特征”自动检测装置，包括：主体托板(A)、镜面(B)、摄像机(C)、光源(D)、走纸机构(E)和总控电路板(F)；本发明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(甚至两个以上)不同角度光学特征的目的；又通过自动调整镜面和光源角度位置以及自动调整摄像机和走纸机构的工作状态的方式，仿真人眼在对单张钞票OVI(光学可变油墨)或全息图案特征的辨识过程，最后在总控电路的控制下，完成在待检测物高速运动情况下对待检测物上的“多角度光学特征”进行自动检测识别的目的；并且单个检测点所需要的摄像机数目，降到了最少。

Description

多角度光学特征自动检测装置
技术领域
本发明涉及下述四个领域：光学、机械学、信息处理及电子学领域。
背景技术
包括钞票、商标等在内的有价印刷品上越来越多地用到了具有“多角度光学特征”的高端防伪技术，光可变油墨(OVI，Optical Variable Ink)和全息图案是其中的典型代表。针对变色油墨(OVI)和全息图案的检测都是通过在白光照射下从不同角度得到不同的光学特征来进行检测。传统的检测方法，不论是人眼变换角度观察或者多个摄像机从不同角度摄录进行鉴别，其本质都是通过角度的变化来达到多角度光学特征采集的目的。对于自动检测技术的方式，针对一个特征点，即要采用一对(2个)或更多的摄像机，无疑增加了实现成本，如果能采用单个摄像机进行检测，那么对于节约成本和降低、控制复杂度来说都是大有益处的。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种检测装置，该装置能够对具有“多角度光学特征”的特征点进行连续、高速的检测，并且将原来检测每个特征点所需要的摄像机的数量由2个减少到1个。
本发明实施例提供的一种新的“多角度光学特征”自动检测装置，包括：
主体托板(A)、镜面(B)、一摄像机(C)、光源(D)、走纸机构(E)和总控电路板(F)；其中镜面(B)、摄像机(C)和光源(D)与主体托板(A)通过机械部件连接，镜面(B)、摄像机(C)、光源(D)、走纸机械(E)通过通信线缆与总控电路板(F)连接，走纸机构(E)在主体托板(A)内部；
所述的光源(D)与主体托板(A)上的检测平面以及镜面(B)的相对位置由待检测点的多角度光学特征来决定；所述的摄像机(C)的高度和角度由待检测点大小、镜面(B)以及光源(D)的相对位置来确定；所述的摄像机(C)和走纸机构(E)的工作状态以及所述的镜面(B)和光源(D)的角度和位置由总控电路板(F)控制。
所述的摄像机(C)为CMOS摄像机或者CCD摄像机，能够完成图像的静态采集或高速采集。
所述的镜面(B)需靠近待检测点在走纸机构(E)传动下所要经历的路径，使待检测点在走纸机构(E)传动下所要经历的路径在镜面中能够成像。
所述的摄像机(C)的视场范围内同时包含待检测点的运动路径及该路径在镜面中的像。
本发明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；又通过自动调整镜面和光源角度位置以及自动调整摄像机和走纸机构的工作状态的方式，仿真人眼在对单张钞票OVI(光学可变油墨)或全息图案特征的辨识过程(即在逆光条件下，将钞票以一定角度翻转，能看到OVI图案呈一对颜色的变化或者看到全息图案或颜色的变化)，然后在总控电路的控制下，完成在待检测物高速运动情况下对待检测物上的“多角度光学特征”进行自动检测识别的目的；并且单个检测点所需要的摄像机数目，降到了最少。
本发明着重通过从光学以及机电配合的角度改进现有“多角度光学特征”自动检测装置，并且通过总控电路对光源和机械部分的综合控制，完成整个检测识别过程。本发明提出的装置在“多角度光学特征”自动检测设备，尤其是应用在钞票检测识别以及商标质量检测的设备中，能够有效地降低成本，并且进一步地提高识别的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例中检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中检测装置的处理流程图；
图3为本发明实施例中检测装置的软件流程图。
具体实施方式
1.A、E可由市面上优选的点钞机，去除鉴伪和控制模块，只保留机械走钞平台实现。产业化后可进行专门的定制。也可只由A，去掉E构成静态的单张检测样机，只是此时需要手工放置待检测样本于合适的位置。
2.B可由市面上优选的镜面材料构成，要求反射面平坦均匀，厚度合适。产业化后可进行专门的定制。
3.D可由市面上优选的光源器件构成。由于需要在高速条件下进行图像采集，曝光时间需要足够短，所以光源器件的光照强度需要足够大；具体实现方式可采用LED阵列配合聚焦的光学器件构成。产业化后可进行专门的定制。
4.C可由市面上优选的CMOS或者CCD摄像机构成，要求是能够满足系统运行的速度和分辨率。产业化后可进行专门定制。
5.F可由使面上优选的嵌入式系统组成，处理芯片视具体的系统运行和成本要求，可选择DSP、ARM、FPGA芯片，存储和逻辑处理芯片也视系统要求而定。产业化后可进行专门的定制。
6.系统处理具体实施方式，见图2，图3：
通过F的控制，由E将待检测样本传递至合适的位置，并给出反馈信号至F。
通过F的控制，调解B、D使待检测样本具有预期的采集效果，即在C的视场范围内，同时形成待检测样本的多角度光学特征，并给出反馈信号至F。
通过F的控制，由C采集图像数据，并将数据传送至F上的存储单元进行存储，以备进一步的处理，并给出反馈信号至F。
在F的控制下，将由C采集的图像数据，经过一系列复杂的预处理、特征提取、阈值分析算法，综合得到最终的处理结果。
在F的控制下，由处理结果控制E进行机械操作或者由其他显示模块显示出来。
具体的处理流程由于已在其他相关专利中有详细描述，在此不再赘述。

Claims (4)

1.一种新的“多角度光学特征”自动检测装置，其特征在于：还包括主体托板(A)、镜面(B)、一摄像机(C)、光源(D)、走纸机构(E)和总控电路板(F)；其中镜面(B)、摄像机(C)和光源(D)与主体托板(A)通过机械部件连接，镜面(B)、摄像机(C)、光源(D)、走纸机械(E)通过通信线缆分别与总控电路板(F)连接，走纸机构(E)在主体托板(A)内部；
所述光源(D)与主体托板(A)上的检测平面以及镜面(B)的相对位置由待检测点的多角度光学特征来决定；所述摄像机(C)的高度和角度由待检测点大小、镜面(B)以及光源(D)的相对位置来确定；所述总控电路板(F)用于控制所述的摄像机(C)和走纸机构(E)的工作状态以及所述镜面(B)和光源(D)的角度和位置。
2.根据权利要求1所述的“多角度光学特征”自动检测装置，其特征在于所述的摄像机(C)为CMOS摄像机或者CCD摄像机，能够完成图像的静态采集或高速采集。
3.根据权利要求1所述的“多角度光学特征”自动检测装置，其特征在于所述的镜面(B)需靠近待检测点在走纸机构(E)传动下所要经历的路径，使待检测点在走纸机构(E)传动下所要经历的路径在镜面中能够成像。
4.根据权利要求1所述的“多角度光学特征”自动检测装置，其特征在于，所述的摄像机(C)的视场范围内同时包含待检测点的运动路径及该路径在镜面中的像。
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