CN103776370A - 票面特征检测设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种票面特征检测设备和方法。其中，票面特征检测设备包括：光学系统，用于发射测量光斑到待测票面上；成像系统，用于接收待测票面反射的测量光斑，并基于反射的测量光斑进行成像，输出成像结果；以及信号处理系统，与光学系统和成像系统分别相连接，信号处理系统用于接收成像结果，并基于成像结果检测待测票面的凹凸特征。通过本发明，解决了现有技术中无法检测票面凹凸特征的问题，实现了对票面凹凸特征的检测。

Description

票面特征检测设备和方法

技术领域

本发明涉及检测领域，具体而言，涉及一种票面特征检测设备和方法。

背景技术

随着国家的经济发展，人民币现金交易量不断增大，而纸币是国家发行的主要货币符号，在经济活动中起着非常重要的作用。不法分子利用假币和变造币严重扰乱社会经济和金融秩序，损害人民群众利益。为了提高钞票的防伪能力，纸张防伪，油墨防伪和印刷防伪等技术在纸张防伪中得到广泛的应用，各国均有自己独特且严格保密的纸张配方。一般地，钞票在印制过程中，使用难以仿制的防伪油墨，采用先进的雕刻凹版制版技术和平板、凹版，凸版相结合的多次套印技术。

发明人发现，通过采用多次套印技术使得真币在表面的粗糙程度上与假币有很大的差别：真钞纸张特殊，线纹墨层厚实，颜色厚重，纸张上凸出的线纹明显，且具有一定光泽，用手触摸有明显的凹凸感；假钞纸张疲软，手感平滑，凹凸感较弱。通过检测钞票的票面的凹凸特征，能够有效识别钞票的真伪。目前还没有检测钞票等票面的凹凸特征的方案。

针对现有技术中无法检测票面凹凸特征的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种票面特征检测设备和方法，以解决无法检测票面凹凸特征的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种票面特征检测设备。根据本发明的票面特征检测设备包括：光学系统，用于发射测量光斑到待测票面上；成像系统，用于接收待测票面反射的测量光斑，并基于反射的测量光斑进行成像，输出成像结果；以及信号处理系统，与光学系统和成像系统分别相连接，信号处理系统用于接收成像结果，并基于成像结果检测待测票面的凹凸特征。

进一步地，信号处理系统包括：图像传感器，与成像系统相连接，用于采集成像结果；AD转换器，与图像传感器相连接，用于将采集的成像结果转换成图像数据；以及处理器，与光学系统和AD转换器分别相连接，用于控制光学系统发射测量光斑和对图像数据进行处理得到待测票面的凹凸特征。

进一步地，信号处理系统还包括：图像存储器，用于存储图像数据；以及像素采集控制模块，与图像传感器、AD转换器和图像存储器分别相连接，用于对图像传感器、AD转换器和图像存储器进行控制。

进一步地，光学系统包括：激光器，与信号处理系统相连接，用于发射测量光斑；以及聚光透镜组，设置在激光器的测量光斑的发射方向。

进一步地，激光器包括激光二极管和激光发射电路，其中，激光发射电路与信号处理系统和激光二极管分别相连接，用于触发激光二极管发射测量光斑。

进一步地，聚光透镜组包括：针孔、柱面镜和球面透镜，其中，针孔、柱面镜和球面透镜间隔设置，并依次设置在激光器的测量光斑的发射方向。

进一步地，激光二极管用于发射测量光束，测量光束经过聚光透镜组之后形成线状的测量光斑，其中，线状的测量光斑为宽度小于25um和长度小于1750um的光斑。

进一步地，成像系统包括：成像探测器，与信号处理系统相连接，用于对反射的测量光斑进行成像，并输出成像结果；以及成像透镜，设置在成像探测器与待测票面之间。

进一步地，成像探测器为线性CMOS阵列传感器或线性CCD阵列传感器。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种票面特征检测方法。用于通过票面特征检测设备对待测票面进行检测，票面特征检测设备包括：光学系统，用于发射测量光斑到待测票面上；成像系统，用于接收待测票面反射的测量光斑，并基于反射的测量光斑进行成像，输出成像结果；以及信号处理系统，与光学系统和成像系统分别相连接，其中，票面特征检测方法包括：获取成像结果；确定反射的测量光斑在成像结果中的位置；以及根据反射的测量光斑在成像结果中的位置得到待测票面的凹凸特征。

进一步地，根据反射的测量光斑在成像结果中的位置得到待测票面的凹凸特征包括：获取测量基准坐标点的位置；获取反射的测量光斑在成像结果中的位置相对于测量基准坐标点的位置的偏移量；以及通过偏移量计算待测票面的凹凸量，将凹凸量作为待测票面的凹凸特征。

通过本发明，采用票面特征检测设备，由光学系统发射测量光斑到待测票面上，经过成像系统对待测票面上的测量光斑进行成像，并将成像结果输出给信号处理系统，信号处理系统基于成像结果可以确定测量光斑成像后的位置，根据该测量光斑成像后的位置可以计算得到待测票面的凹凸量，从而检测出待测票面的凹凸特征。解决了现有技术中无法检测票面凹凸特征的问题，实现了对票面凹凸特征的检测。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的票面特征检测设备的示意图；

图2是根据本发明实施例一种优选的票面特征检测设备的示意图；

图3是根据本发明实施例的激光光刀的光学原理图；

图4是根据本发明实施例的激光光刀的示意图；

图5是根据本发明实施例的票面特征测量的原理图；

图6是根据本发明实施例的激光光刀成像中心的示意图；

图7是根据本发明实施例的信号处理系统的结构框图；以及

图8是根据本发明实施例的票面特征检测方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供了一种票面特征检测设备。

图1是根据本发明实施例的票面特征检测设备的示意图。如图1所示，该票面特征检测设备包括光学系统10、成像系统20和信号处理系统30。

光学系统10用于发射测量光斑到待测票面40上。

光学系统10可以是半导体激光光源的光学系统，光学系统10产生较小的测量光斑，并将该测量光斑投射到待测票面40上，其中，待测票面40可以是任意纸张的直面，也可以是钞票，税票等票面。

具体地，光学系统10可以包括激光器、聚光透镜组。通过光学系统10发射片状光束，形成测量光斑照射在待测票面40上，由于印刷方式的不同，待测票面40上会存在不同的凹凸特征。以凹版印刷为例，采用凹版印刷的票面上的纹理明显（如钞票等），票面的粗糙程度明显，通过光学系统10发出的测量光斑照射到票面上，接受到票面的凹凸特征的影像，在该影像上测量光斑的位置会产生一定的偏移量，通过该偏移量可以识别不同票面的粗糙程度。

成像系统20用于接收待测票面反射的测量光斑，并基于反射的测量光斑进行成像，输出成像结果。

光学系统10将测量光斑发射到待测票面40之后，待测票面40将测量光斑反射出来，成像系统20基于反射的测量光斑进行成像，并输出成像结果。

具体地，成像系统20可以包括成像探测器和成像透镜，其中，成像探测器可以是线性CMOS（互补金属氧化物半导体）阵列，还可以是线性CCD（电荷耦合元件）阵列传感器。通过线性CMOS阵列传感器进行成像可以提高成像的速度，通过线性CCD阵列传感器进行成像可以提高成像的质量。反射的测量光斑通过成像透镜在成像探测器进行成像，成像系统20再将成像结果输出给信号处理系统30。

信号处理系统30与光学系统10和成像系统20分别相连接，信号处理系统30用于接收成像结果，并基于成像结果检测待测票面40的凹凸特征。

信号处理系统30与光学系统10和成像系统20之间均可以采用双向连接，即，数据可以在信号处理系统30与光学系统10和成像系统20之间进行交互。信号处理系统30可以控制光学系统10发射测量光束形成测量光斑，接受成像系统20输出的成像结果，并对该成像结果进行处理，确定测量光斑的位置，根据测量光斑的位置可以检测出测待测票面40的凹凸特征值。信号处理系统30检测到的凹凸量可以反映测待测票面40的凹凸特征。

根据本发明实施例，通过采用票面特征检测设备，由光学系统发射测量光斑到待测票面上，经过成像系统对待测票面上的测量光斑进行成像，并将成像结果输出给信号处理系统，信号处理系统基于成像结果可以确定测量光斑成像后的位置，根据该测量光斑成像后的位置可以计算得到待测票面的凹凸量，从而检测出待测票面的凹凸特征。解决了现有技术中无法检测票面凹凸特征的问题，实现了对票面凹凸特征的检测。

图2是根据本发明实施例一种优选的票面特征检测设备的示意图。

如图2所示，光学系统可以包括激光器101和聚光透镜组102，激光器101与信号处理系统相连接，用于发射测量光束形成测量光斑。聚光透镜组102设置在激光器的测量光斑的发射方向。

具体地，激光器101可以包括激光二极管和激光发射电路，其中，激光发射电路与信号处理系统和激光二极管分别相连接，该激光发射电路用于触发激光二极管发射测量光束形成测量光斑。激光二极管可以用于发射测量光束，该测量光束经过聚光透镜组之后形成线状的测量光斑，其中，线状的测量光斑为宽度小于25um和长度小于1750um的光斑。由于钞票上通过凹版印刷形成的条纹深度在40微米～125微米范围，宽度在125微米～500微米范围，为了能够进行精确的测量这些条纹，测量光斑的直径应该小于100微米。激光光源的高亮度性和方向性是非常理想的投影光源，因此可以采用激光二极管作为投影光源，下面分别对激光光源和光学系统进行介绍。激光二极管可以使用红色光源，波长为635纳米或者650纳米，功率为5mW的激光二极管。

如图3所示，聚光透镜组包括针孔1021、柱面镜1022和球面透镜1023，其中，针孔1021、柱面镜1022和球面透镜1023间隔设置，并依次设置在激光器101的测量光斑的发射方向。

光学系统发射的测量光束形成测量光斑可以采用激光光刀的方式实现，下面结合图3和图4对光学系统进行描述。

如图3所示光学系统包括：激光器101、针孔1021、柱面镜1022和聚焦透镜1023。以待测票面为xoy平面，激光器发射的激光方向为z轴方向，图4中作用距离S是激光器101出射孔径到片状光束最细的聚焦位置之间的距离，光束宽W为高斯分布光刀在x轴方向光强降至中心强度的1/e²（≈14％）时光带的宽度，光束长L是在y轴方向呈高斯分布光强降至中心光强的1/2时对称两点间距离。测量范围R定义为沿z方向的一段纵向距离，其上线宽不超过聚焦处最窄线宽的二倍。激光光束剖面光强呈Gaussian分布，经柱透镜和球面透镜后在一维方向上（y轴）上发散，在另一维方向上（x轴）汇聚，于投影距离S处聚焦，形成一条沿y轴扩展，宽度为W的窄细光刀，其x和y方向光强仍保持Gaussian函数分布。对于本方案的光学系统，光束宽W要求达到25um，作用距离20mm，随着投影距离的增加线宽也近似地成比例增大。具体地，片状光束的光束宽W为25um，光束长L为1750um。作用距离S为20mm，测量范围R为4mm。

如图2所示，成像系统包括成像探测器202和成像透镜201。

成像探测器202与信号处理系统相连接，用于对反射的测量光斑进行成像，并输出成像结果。成像透镜201设置在成像探测器与待测票面之间。优选地，成像探测器为线性CMOS阵列。

具体地，成像系统主要的功能是完成待测票面凹版印刷特征测量，使光学系统发出的激光光刀在待测票面的测量光斑成像在线性CMOS阵列上，通过成像测量信号系统完成成像光斑在CMOS阵列上的位置判读，从而实现票面光斑与激光器之间的距离测量。

具体的待测票面的凹版印刷特征测量原理如下：

如图5所示，激光器101将激光光束垂直投射在柱面镜1022上，由于柱面镜1022和聚光透镜1023的共同作用，在透镜后面形成光刀型的空间分布，光刀被垂直投射到待测票面40上，线性CMOS阵列探测器放置在zox坐标平面（图5中竖直方向为x轴方向，水平方向为z轴方向）上进行观察，由于待测票面40凹凸不平的面型（图5中401为待测票面40上的凹凸面）引起激光光刀像中心的偏移，并按三角测量原理获得待测票面40凹凸不平数据。θ为成像光轴QO与投影光轴PO的夹角，β角为线性CMOS阵列与成像光轴QO的夹角，两光轴相交于O点，H为凹凸面401上的一点，I’和I分别是成像系统的出瞳和入瞳，H点成像于线性CMOS阵列上N点，N点相对于中心像素M的偏移量为Δ。

在测量中，为了使被测范围内的物点都能成像于线性CMOS阵列上不产生离焦。θ和β必须满足Scheimpflug条件，即：

tgθ=Ktgβ   （1）

（1）式中，K为横向放大率。

由几何关系，可以得到凹凸面型高度OH与偏移量Δ之间的关系为：

$\mathrm{OH}=\frac{(\mathrm{OI}-f)\mathrm{\Δ}\sin \mathrm{\β}}{f\sin \mathrm{\θ}+\mathrm{\Δ}\sin \mathrm{\βcon\θ}}---\left(2\right)$

上式中，f是成像系统的焦距。高度OH与偏移量Δ成非线性关系。

为了得到待测票面凹凸面型高度数据，就需要测得激光光刀像点的偏移量Δ，即必须精确地确定光带Gaussian分布中心位置，确定Gaussian分布中心位置有多种算法，例如极值法，阈值法，重心法，曲线拟合法等。为了处理好精度与速度的关系，可以采用如下处理方式：

首先，确定采样窗口，进行多帧平均，准确地确定光斑中心分布位置。

然后，确定光斑峰值位置，以其为中心确定一个小窗口，对帧图像进行平滑滤波。

最后，采用阈值法和重心法相结合确定Gaussian光斑中心位置。

如图6所示，光强为C，设阈值T与曲线相交于A、B两点，由线性插值可求得A、B对应的位置a、b像素点的数值，其中，n为小于a的整数值，m为小于b的整数值：

$a=n+\frac{T-E\left(n\right)}{E(n+1)-E\left(n\right)}---\left(3\right)$

$b=m+\frac{T-E\left(m\right)}{E(m+1)-E\left(m\right)}---\left(4\right)$

再由重心法确定中心确定光斑中心位置像素点的坐标值c：

$c=a+\underset{i=a}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}I\left(i\right)(i-a)/\underset{i=a}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}(i-a)---\left(5\right)$

式中求和是对在a<i<b范围内的整数像元，包括A、B两点在内。

由（5）式计算出光斑的中心位置，在计算出光斑的中心位置之后，计算得到光斑的中心位置与测量基准位置之间的偏移量Δ，并代入（2）式，可计算出高度。为了实行高速处理，也为了消除系统参数变化对测量的影响，可以建立偏移量Δ与高度的直接的映射关系，所以将（2）式变换为：

$\frac{1}{\mathrm{OH}}=\frac{\cos \mathrm{\&theta;}}{\mathrm{OI}-f}+\frac{f\sin \mathrm{\&theta;}}{(\mathrm{OI}-f)\sin \mathrm{\&beta;}}\frac{1}{\mathrm{\&Delta;}}---\left(6\right)$

简记为：

$\frac{1}{\mathrm{OH}}=a1+b1\frac{1}{\mathrm{\&Delta;}}---\left(7\right)$

由（7）式可知，被测高度与计算的偏移量之间存在倒数线性关系。式中

是系统常数。根据线性拟合理论，多组不同的（OH_i,Δ_i)值就可以得到a1，b1。从而由（7）式直接从偏移量Δ计算出高度值OH。

待测票面可以是钞票票面，钞票票面凹版印刷特征测量是金融机具也的一个具有广泛应用前景和技术复杂的问题。使用票面特征检测设备可以测出钞票票面凹版印刷的凹凸形态分布图，可以通过对钞票票面凹版印刷特征进行综合分析，判别出真假钞票票面凹版印刷特征的差异，从而实现钞票的检伪和票面识别功能。

本发明实施例中，信号处理系统包括图像传感器，AD转换器和处理器。

图像传感器与成像系统相连接，用于采集成像结果。具体地，图像传感器可以是线性CMOS阵列图像传感器，与成像探测器相连接。AD转换器与图像传感器相连接用于将采集的成像结果转换成图像数据。处理器与光学系统和AD转换器分别相连接，用于控制光学系统发射测量光斑和对图像数据进行处理得到待测票面的凹凸特征。具体地，处理器可以是与光学系统中的激光触发电路相连接。

优选地，信号处理系统还包括图像存储器和像素采集控制模块。如图7所示，图像存储器与像素采集控制模块相连接，用于存储图像数据。像素采集控制模块与图像传感器、AD转换器和图像存储器分别相连接，用于对图像传感器、AD转换器和图像存储器进行控制。处理器通过像素采集控制模块与AD转换器相连接，如图7所示，处理器与像素采集控制模块相连接，处理器与像素采集控制模块可以进行控制指令的交互，处理器与图像存储器相连接，用于从图像存储器中获取经过处理器与像素采集控制模块处理后的数据。其中，像素采集控制模块可以是FPGA/EPLD/CPLD像素采集控制模块。

信号处理系统主要完成激光发射、成像测量光束光斑图像的采集、成像光束光斑中心点位置坐标的判读、测量高度值的计算和与上位机的通信等功能。

其中，处理器主要完成成像光束光斑中心点位置坐标的判读、测量高度值的计算、钞票检伪与识别和与上位机的通信等功能。根据成像光束光斑中心点位置的判读，得到成像光束光斑中心点偏移量，由式（6）得到高度OH，通过对整张钞票高度值的分析，可以进行钞票的检伪和识别。其数据处理方法为快速傅立叶变换，得到数据的频域特征，由频域特征来判别钞票的真伪。处理器需要在30us内完成成像光束光斑中心点位置的判读，处理器的运行主频可以选择为90MHZ。

图像传感器可以采用ELIS-1024-LG芯片或其他线性CCD阵列图像传感器，要求像素分辨率为1024，最高运行时钟为30MHZ，帧率为29280帧/S。在点钞机中，在40ms的采样时间内，可以完成1171个测量数据的采集，单位数据采样长度为64um，对于最小125um的钞票凹版印刷条纹间隔，满足奈奎斯特采样定理。可以完整地测量钞票凹版印刷条纹深度值。

AD转换器与图像存储器可以采用专用图像AD转换芯片和图像存储芯片。完成图像像素采样和存储。

像素采集控制模块用于对图像传感器芯片ELIS-1024-LG的控制、AD转换芯片的控制、图像存储器的地址编码和图像数据的存储和处理器之间的信息交互。像素采集控制模块通过控制图像传感器对成像结果进行采集，图像传感器将采集到的成像结果经过AD转换器进行数据转换，在将数据转换的结果传输给像素采集控制模块进行处理。

信号处理系统还包括通信接口，可以用于与上位机进行通信。

根据本发明实施例，由于增加了处理器与像素采集控制模块，通过像素采集控制模块对采集到的图像数据进行处理，使得处理器可以直接获取处理后的结果进行算法计算，提高了票面特征检测设备对票面特征的检测速度。

需要说明的是，图7中所示的元器件可以通过集成电路形成一个电路板。

本发明实施例的票面凹版检测设备还包括电源模块和系统安装调整机构。其中，电源模块用于向票面凹版检测设备提供电能，系统安装调整机构用于调整票面凹版检测设备中元器件。

本发明实施例还提供了一种票面特征检测方法。该方法用于通过票面特征检测设备对待测票面进行检测，需要说明的是，本发明实施例的票面特征检测方法可以通过本发明实施例所提供的票面特征检测设备来执行，本发明实施例的票面特征检测设备也可以用于执行本发明实施例所提供的票面特征检测方法。

其中，票面特征检测设备包括：光学系统，用于发射测量光斑到待测票面上；成像系统，用于接收待测票面反射的测量光斑，并基于反射的测量光斑进行成像，并输出成像结果；以及信号处理系统，与光学系统和成像系统分别相连接。

图8是根据本发明实施例的票面特征检测方法的流程图。如图8所示，该票面特征检测方法包括：

步骤S802，获取成像结果。

成像结果为成像系统的对待测票面反射的测量光斑成像之后，输出的成像结果。

具体地，可以是信号处理系统通过图像传感器接收到成像系统输出的成像结果，获取该成像结果以便于确定反射的测量光斑在成像结果中的位置。

步骤S804，确定反射的测量光斑在成像结果中的位置。

在获取成像结果之后，可以确定测量光斑在成像结果中的位置。具体地，可以是确定测量光斑中心在线性CMOS阵列成像中的位置。如图5中M点的位置。通过确定该位置可以与测量基准坐标点N进行对比，得到光斑中心点M的偏移量，从而可以计算得到待测票面的凹凸量，进而得到待测票面的凹凸特征。

步骤S806，根据反射的测量光斑在成像结果中的位置得到待测票面的凹凸特征。

在确定反射的测量光斑在成像结果中的位置之后，可以看出，当该位置偏离测量基准坐标点的位置越远，待测票面的凹凸特征明显。如图5所示，当M点处于N点上方时，表明H点在O点上，则该处的票面特征为凸形，反之，则票面特征为凹形。M点距离点越远，则待测票面的凹凸特征越明显，即，待测票面越粗糙凹凸特征越明显。

优选地，步骤S806包括以下步骤：

第一步，获取测量基准坐标点的位置。

可以是在确定反射的测量光斑在成像结果中的位置之后，获取测量基准坐标点的位置，如图5中的N点，以便于计算得到偏移量Δ。

第二步，获取反射的测量光斑在成像结果中的位置相对于测量基准坐标点的位置的偏移量。

第三步，通过偏移量计算待测票面的凹凸量，将凹凸量作为待测票面的凹凸特征。

具体地，可以是通过以下方式实现：

首先，确定采样窗口，进行多帧平均，准确地确定光斑中心分布位置。

然后，确定光斑峰值位置，以其为中心确定一个小窗口，对帧图像进行平滑滤波。

最后，采用阈值法和重心法相结合确定Gaussian光斑中心位置。

如图6所示，光强为C，设阈值T与曲线相交于A、B两点，由线性插值可求得A、B对应的位置a、b像素点的数值，其中，n为小于a的整数值，m为小于b的整数值：

$a=n+\frac{T-E\left(n\right)}{E(n+1)-E\left(n\right)}---\left(3\right)$

$b=m+\frac{T-E\left(m\right)}{E(m+1)-E\left(m\right)}---\left(4\right)$

再由重心法确定中心确定光斑中心位置像素点的坐标值c：

$c=a+\underset{i=a}{\overset{b}{\mathrm{\&Sigma;}}}I\left(i\right)(i-a)/\underset{i=a}{\overset{b}{\mathrm{\&Sigma;}}}(i-a)---\left(5\right)$

式中求和是对在a<i<b范围内的整数像元，包括A、B两点在内。

由（5）式计算出光斑的中心位置，在计算出光斑的中心位置之后，计算得到光斑的中心位置与测量基准位置之间的偏移量Δ，并代入（2）式，可计算出高度OH。

为了实行高速处理，也为了消除系统参数变化对测量的影响，可以建立偏移量Δ与高度的直接的映射关系，所以将（2）式变换为：

$\frac{1}{\mathrm{OH}}=\frac{\cos \mathrm{\&theta;}}{\mathrm{OI}-f}+\frac{f\sin \mathrm{\&theta;}}{(\mathrm{OI}-f)\sin \mathrm{\&beta;}}\frac{1}{\mathrm{\&Delta;}}---\left(6\right)$

简记为：

$\frac{1}{\mathrm{OH}}=a1+b1\frac{1}{\mathrm{\&Delta;}}---\left(7\right)$

由（7）式可知，被测高度与计算的偏移量之间存在倒数线性关系。式中

是系统常数。根据线性拟合理论，多组不同的（OH_i,Δ_i)值就可以得到a1，b1。从而由（7）式直接从偏移量Δ计算出高度值OH。

高度值OH即为待测票面的凹凸量中的凸量，当然，在待测票面凹形时，也可以通过上述方式测量其凹凸量。

根据本发明实施例，通过计算待测票面的凹凸量实现对待测票面的凹凸特征的检测，可以定量地检测待测票面的凹凸特征，提高了待测票面特征检测的精度。

需要说明的是，本发明实施例的票面特征检测设备和方法可以用于对真假钞票的检测，基于真假钞票采用的印刷方式的不同，导致真假钞票的票面凹凸特征区别较大，通过检测钞票的票面凹凸特征，从而鉴别真假钞票。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (11)

1.一种票面特征检测设备，其特征在于，包括：

光学系统，用于发射测量光斑到待测票面上；

成像系统，用于接收所述待测票面反射的测量光斑，并基于所述反射的测量光斑进行成像，输出成像结果；以及

信号处理系统，与所述光学系统和所述成像系统分别相连接，所述信号处理系统用于接收所述成像结果，并基于所述成像结果检测所述待测票面的凹凸特征。

2.根据权利要求1所述的票面特征检测设备，其特征在于，所述信号处理系统包括：

图像传感器，与所述成像系统相连接，用于采集所述成像结果；

AD转换器，与所述图像传感器相连接，用于将采集的所述成像结果转换成图像数据；以及

处理器，与所述光学系统和所述AD转换器分别相连接，用于控制所述光学系统发射所述测量光斑和对所述图像数据进行处理得到所述待测票面的凹凸特征。

3.根据权利要求2所述的票面特征检测设备，其特征在于，所述信号处理系统还包括：

图像存储器，用于存储所述图像数据；以及

像素采集控制模块，与所述图像传感器、所述AD转换器和所述图像存储器分别相连接，用于对所述图像传感器、所述AD转换器和所述图像存储器进行控制。

4.根据权利要求1所述的票面特征检测设备，其特征在于，所述光学系统包括：

激光器，与所述信号处理系统相连接，用于发射所述测量光斑；以及

聚光透镜组，设置在所述激光器的所述测量光斑的发射方向。

5.根据权利要求4所述的票面特征检测设备，其特征在于，所述激光器包括激光二极管和激光发射电路，其中，所述激光发射电路与所述信号处理系统和所述激光二极管分别相连接，用于触发所述激光二极管发射所述测量光斑。

6.根据权利要求4所述的票面特征检测设备，其特征在于，所述聚光透镜组包括：

针孔、柱面镜和球面透镜，其中，所述针孔、所述柱面镜和所述球面透镜间隔设置，并依次设置在所述激光器的所述测量光斑的发射方向。

7.根据权利要求5所述的票面特征检测设备，其特征在于，所述激光二极管用于发射测量光束，所述测量光束经过所述聚光透镜组之后形成线状的测量光斑，其中，所述线状的测量光斑为宽度小于25um和长度小于1750um的光斑。

8.根据权利要求1所述的票面特征检测设备，其特征在于，所述成像系统包括：

成像探测器，与所述信号处理系统相连接，用于对所述反射的测量光斑进行成像，并输出所述成像结果；以及

成像透镜，设置在所述成像探测器与所述待测票面之间。

9.根据权利要求8所述的票面特征检测设备，其特征在于，所述成像探测器为线性CMOS阵列传感器或线性CCD阵列传感器。

10.一种票面特征检测方法，其特征在于，用于通过票面特征检测设备对待测票面进行检测，票面特征检测设备包括：

光学系统，用于发射测量光斑到所述待测票面上；

成像系统，用于接收所述待测票面反射的测量光斑，并基于所述反射的测量光斑进行成像，输出成像结果；以及

信号处理系统，与所述光学系统和所述成像系统分别相连接，

其中，所述票面特征检测方法包括：

获取所述成像结果；

确定所述反射的测量光斑在所述成像结果中的位置；以及

根据所述反射的测量光斑在所述成像结果中的位置得到所述待测票面的凹凸特征。

11.根据权利要求10所述的票面特征检测方法，其特征在于，根据所述反射的测量光斑在所述成像结果中的位置得到所述待测票面的凹凸特征包括：

获取测量基准坐标点的位置；

获取所述反射的测量光斑在所述成像结果中的位置相对于所述测量基准坐标点的位置的偏移量；以及

通过所述偏移量计算所述待测票面的凹凸量，将所述凹凸量作为所述待测票面的凹凸特征。

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