CN106652169A - 一种纸币鉴伪的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种纸币鉴伪的方法及装置。该方法包括：获取待鉴伪纸币的可见光下图像，并按照第一预设区域选取第一图案区域,按照第二预设区域选取第二图案区域；将第一图案区域和第二图案区域进行拼接，组成第三图案区域；在第三图案区域中确定目标图案；对目标图案进行边缘检测，获取目标图案的边缘；对所述边缘进行拟合，生成拟合曲线，并判断拟合曲线是否光滑；当拟合曲线光滑时，判断待鉴伪纸币为真币。本发明实施例通过利用真币中包括可拼接成一个连续图案的特性，提取由待鉴伪纸币中两个图案拼接的目标图案并拟合其边缘曲线，通过判断拟合曲线是否光滑的方式实现对拼接纸币的识别，使纸币鉴伪更有针对性，提高鉴伪效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及纸币检验技术领域，尤其涉及一种纸币鉴伪的方法及装置。
背景技术
假币的存在和泛滥为人们的生活带来了不良影响，更对金融业安全运行带来了威胁，甚至会酿成经济与社会危机，干扰国家正常经济秩序。随着科技的进步，研究人员提供了许多种纸币鉴伪方法。
一般可以利用鉴别纸币的水印、冠字号、荧光特性以及金属线等特征判断纸币的真伪，但是当纸币为拼接纸币且拼接的部分均由真币组成时，常规的鉴伪方式则无法有效地判断其真伪，造成鉴伪结果不准确的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种纸币鉴伪的方法及装置，以实现对纸币的鉴伪，提高鉴伪的准确度。
第一方面，本发明实施例提供了一种纸币鉴伪的方法，包括：
获取待鉴伪纸币的可见光下图像，并按照第一预设区域选取第一图案区域,按照第二预设区域选取第二图案区域，所述第一预设区域和所述第二预设区域为相互分离的两个区域，且在真币中，所述第一预设区域的第一预设图案与所述第二预设区域的第二预设图案连续；
将所述第一图案区域和所述第二图案区域进行拼接，组成第三图案区域；
在所述第三图案区域中确定目标图案，其中，所述目标图案包括所述第一图案区域和所述第二图案区域的拼接边界；
对所述目标图案进行边缘检测，获取所述目标图案的边缘；
对所述边缘进行拟合，生成拟合曲线，并判断所述拟合曲线是否光滑；
当所述拟合曲线光滑时，判断所述待鉴伪纸币为真币。
进一步地，判断所述拟合曲线是否光滑包括：
对所述拟合曲线求取一阶导数，并利用所述一阶导数是否可导判断所述拟合曲线是否光滑。
进一步地，对所述目标图案进行边缘检测，获取所述目标图案的边缘包括：
对所述目标图案进行傅里叶变换处理，并进行去噪处理；
进行傅里叶反变换，得到处理后图案；
对所述处理后图案进行边缘检测，获取所述处理后图案的边缘。
进一步地，在进行傅里叶反变换，得到处理后图案之后，获取所述处理后图案的边缘之前还包括：
计算所述目标图案的梯度幅值。
进一步地，对所述边缘进行拟合包括：
利用最小二乘曲线拟合方法生成拟合曲线。
第二方面，本发明实施例还提供了一种纸币鉴伪的装置，该装置包括：图像获取模块，用于获取待鉴伪纸币的可见光下图像，并按照第一预设区域选取第一图案区域,按照第二预设区域选取第二图案区域，所述第一预设区域和所述第二预设区域为相互分离的两个区域，且在真币中，所述第一预设区域的第一预设图案与所述第二预设区域的第二预设图案连续；
图案拼接模块，用于将所述第一图案区域和所述第二图案区域进行拼接，组成第三图案区域；
目标图案确定模块，用于在所述第三图案区域中确定目标图案，其中，所述目标图案包括所述第一图案区域和所述第二图案区域的拼接边界；
边缘检测模块，用于对所述目标图案进行边缘检测，获取所述目标图案的边缘；
边缘拟合模块，用于对所述边缘进行拟合，生成拟合曲线，并判断所述拟合曲线是否光滑；
纸币鉴伪模块，用于当所述拟合曲线光滑时，判断所述待鉴伪纸币为真币。
进一步地，所述边缘拟合模块具体用于：
对所述拟合曲线求取一阶导数，并利用所述一阶导数是否可导判断所述拟合曲线是否光滑。
进一步地，所述边缘检测模块包括：
图案去噪单元，用于对所述目标图案进行傅里叶变换处理，并进行去噪处理；
图案反变换单元，用于进行傅里叶反变换，得到处理后图案；
边缘获取单元，用于对所述处理后图案进行边缘检测，获取所述处理后图案的边缘。
进一步地，所述图案去噪单元，具体用于在进行傅里叶反变换，得到处理后图案之后，获取所述处理后图案的边缘之前，计算所述目标图案的梯度幅值。
进一步地，所述边缘拟合模块具体用于：
利用最小二乘曲线拟合方法生成拟合曲线。
本发明实施例通过利用真币中包括可拼接成一个连续图案的特性，提取由待鉴伪纸币中两个图案拼接的目标图案并拟合其边缘曲线，通过判断拟合曲线是否光滑的方式实现对拼接纸币的识别，使纸币鉴伪更有针对性，提高鉴伪效率。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种纸币鉴伪的方法的流程图；
图2a是本发明实施例一提供的一种纸币鉴伪的方法中的第一图案区域示意图；
图2b是本发明实施例一提供的一种纸币鉴伪的方法中的第二图案区域示意图；
图3是本发明实施例一提供的一种纸币鉴伪的方法中的第三图案区域示意图；
图4是本发明实施例二提供的一种纸币鉴伪的方法的流程图；
图5是本发明实施例三提供的一种纸币鉴伪的方法流程图；
图6是本发明实施例三提供的一种纸币鉴伪的方法中的目标图案傅里叶变换频谱图；
图7是本发明实施例三提供的一种纸币鉴伪的方法中的梯度图像示意图；
图8是本发明实施例四提供的一种纸币鉴伪的方法流程图；
图9是本发明实施例五提供的一种纸币鉴伪的装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种纸币鉴伪的方法的流程图，本实施例可适用于对纸币进行鉴伪的情况，该方法可以由纸币鉴伪装置来执行，该装置可由软件和/或硬件来实现，具体包括如下步骤：
S110、获取待鉴伪纸币的可见光下图像，并按照第一预设区域选取第一图案区域,按照第二预设区域选取第二图案区域。
其中，所述第一预设区域和所述第二预设区域为相互分离的两个区域，且在真币中，所述第一预设区域的第一预设图案与所述第二预设区域的第二预设图案连续。
其中，在各个版本的纸币中，包括很多可拼接成同一连续图案的分离区域，因此可利用这一特点对纸币进行鉴伪。已知在真币中，第一预设图案为第一预设区域坐标范围内对应的图案，第二预设图案为第二预设区域坐标范围内对应的图案，第一预设图案与第二预设图案能够拼接成连续图案。本实施例的纸币鉴伪方法可认为是在已知待鉴伪纸币的币种、面向和版本等先验知识的基础上进行。由于在纸币的防伪技术中采用了光变油墨等防伪油墨技术，使纸币在红外光或紫外光的照射下纸币的一部分信息被隐藏，因此本方法中为了保证获取图案的完整显示，获取待鉴伪纸币在可见光下的图像，可以利用第一预设区域和第二预设区域的坐标位置选取待鉴伪纸币中的第一图案区域和第二图案区域。示例性地，图2a是本发明实施例一提供的一种纸币鉴伪的方法中的第一图案区域示意图，图2b是本发明实施例一提供的一种纸币鉴伪的方法中的第二图案区域示意图，其中，图2a中的第一图案区域是位于待鉴伪纸币正朝向的左上方区域，图2b中的第二图案区域是位于待鉴伪纸币正朝向的右上方区域。其中，第一图案区域中包括第一不完整图案，第二图案区域中包括第二不完整图案，如图2a中左半部分中多个半椭圆构成的不完整图案可以为第一不完整图案，图2b中右半部分中多个半椭圆构成的不完整图案可以为第二不完整图案。若待鉴伪纸币为真币时，第一不完整图案和第二不完整图案可组成完整且连续的多个椭圆图案。
S120、将所述第一图案区域和所述第二图案区域进行拼接，组成第三图案区域。
其中，第一预设区域在真币上的第一预设图案与第二预设区域在真币上的第二预设图案连续，因此在真币上，第一预设图案与第二预设图案可拼接成一个连续的图案，也可以获得二者的可拼接方向。根据第一图案区域和第二图案区域的位置选取以及使得拼接后出现新的完整图案即可确定二者的拼接方向。将待鉴伪纸币中第一图案区域和第二图案区域按照该方向拼接在一起，组成第三图案区域。示例性地，图3是本发明实施例一提供的一种纸币鉴伪的方法中的第三图案区域示意图，图3中的第三图案区域是由图2a中的第一图案区域和图2b中的第二图案区域拼接而成。
S130、在所述第三图案区域中确定目标图案。
其中，目标图案包括第一图案区域与第二图案区域的拼接边界。拼接边界可以是第一图案区域和第二图案区域拼接时，二者重合的边界线。可根据行和投影以及列和投影的方法分别定位目标图案的上下边界和左右边界。示例性地，在图3中，区域310是图3中第三图案区域对应的目标图案。在图3中，截取右边国徽位置区域，根据国徽位置行和投影确定国徽位置上下边界坐标，由于国徽区域亮度明显偏暗，可以根据行和投影特征计算出国徽的上下边界。同样可以利用列和投影特征确定出“100”字样的右边界、国徽位置的左边界。目标图案的上下边界即为国徽位置的上下边界，左边界为“100”字样的右边界，右边界为国徽区域的左边界。
S140、对所述目标图案进行边缘检测，获取所述目标图案的边缘。
其中，边缘检测的目的是标识图像中灰度变化明显的点，图像边缘检测大幅度地减少了数据量，并且剔除了可以认为不相关的信息，保留了图像重要的结构属性。边缘检测的方法大致可分为两类：基于搜索和基于零交叉。基于搜索的边缘检测方法首先计算边缘强度，通常用一阶导数表示，用计算估计边缘的局部方向，通常采用梯度的方向，并利用此方向找到局部梯度模的最大值。基于零交叉的方法找到由图像得到的二阶导数的零交叉点来定位边缘。通常用拉普拉斯算子或非线性微分方程的零交叉点。其中，目标图案的边缘可以是图案的外侧边缘，也可以是图案内部中的目标、背景的边缘。
S150、对所述边缘进行拟合，生成拟合曲线，并判断所述拟合曲线是否光滑。
其中，图像的边缘带有丰富的局部信息，是图像的一种描述，但边缘曲线不规则，难以描述及应用，因此需要对边缘曲线进行拟合。示例性的，首先对边缘点进行判断，确定边缘点时可以采用索贝尔边缘检测算法，利用全部边缘点生成外部边缘，再对外部边缘进行拟合，拟合边缘的方法可以有很多种，例如可以用直线对边缘进行拟合。在本实施例中，由于外侧边缘中包括的边缘特征点较多，便于拟合。因此，可以选取图像中的外侧边缘进行拟合。
S160、当所述拟合曲线光滑时，判断所述待鉴伪纸币为真币。
其中，当拟合曲线光滑时，则为正常钞票，否则为假钞。此方法可以用于鉴别拼接的纸币，由于不同批次印刷时位置有差异，如果是不同批次的两张纸币拼凑，则拼接图案无法完全吻合，提取的拼接图案外边界曲线会是断裂的曲线。此时待鉴伪纸币为假币。
本发明实施例通过利用真币中包括可拼接成一个连续图案的特性，提取由待鉴伪纸币中两个图案拼接的目标图案并拟合其边缘曲线，通过判断拟合曲线是否光滑的方式实现对拼接纸币的识别，使纸币鉴伪更有针对性，提高鉴伪效率。
实施例二
图4是本发明实施例二提供的一种纸币鉴伪的方法的流程图，本发明实施例是在上述实施例基础上进行的优化，对步骤“判断所述拟合曲线是否光滑”进行了进一步细化，该方法包括：
S410、获取待鉴伪纸币的可见光下图像，并按照第一预设区域选取第一图案区域,按照第二预设区域选取第二图案区域。
S420、将所述第一图案区域和所述第二图案区域进行拼接，组成第三图案区域。
S430、在所述第三图案区域中确定目标图案。
S440、对所述目标图案进行边缘检测，获取所述目标图案的边缘。
S450、对所述边缘进行拟合，生成拟合曲线，并对所述拟合曲线求取一阶导数，并利用所述一阶导数是否可导判断所述拟合曲线是否光滑。
其中，在正常情况下，对边界点进行拟合时，得到的结果应该为一个圆心的椭圆函数，而异常情况下对边界点进行拟合时，得到的结果则为两个椭圆函数。可根据拟合结果对纸币的真伪进行判断，再判断拟合曲线是否光滑时，可以利用求取一阶导数是否可导的方法。
S460、当所述拟合曲线光滑时，判断所述待鉴伪纸币为真币。
本发明实施例通过利用真币中包括可拼接成一个连续图案的特性，提取由待鉴伪纸币中两个图案拼接的目标图案并拟合其边缘曲线，通过求取拟合曲线一阶导数的方式判断拟合曲线是否光滑，进而实现对拼接纸币的识别，求取一阶导数判断拟合曲线是否光滑这种方法简单易实现，使纸币鉴伪更有针对性，提高鉴伪效率。
实施例三
图5是本发明实施例三提供的一种纸币鉴伪的方法流程图，本发明实施例是在上述实施例基础上进行的优化，对步骤“对所述目标图案进行边缘检测，获取所述目标图案的边缘”进行了进一步细化，该方法包括：
S510、获取待鉴伪纸币的可见光下图像，并按照第一预设区域选取第一图案区域,按照第二预设区域选取第二图案区域。
S520、将所述第一图案区域和所述第二图案区域进行拼接，组成第三图案区域。
S530、在所述第三图案区域中确定目标图案。
S540、对所述目标图案进行傅里叶变换处理，并进行去噪处理，进行傅里叶反变换，得到处理后图案，对所述处理后图案进行边缘检测，获取所述处理后图案的边缘。
其中，对目标图案进行傅里叶变换的目的在于将图像从空间域转为频域之后提取高频噪声系数去除噪声，在去噪后再进行傅里叶反变换，将图像转回空间域，继续其他处理。示例性地，图6是本发明实施例三提供的一种纸币鉴伪的方法中的目标图案傅里叶变换频谱图。
S550、对所述边缘进行拟合，生成拟合曲线，并判断所述拟合曲线是否光滑。
S560、当所述拟合曲线光滑时，判断所述待鉴伪纸币为真币。
本发明实施例的技术方案采用傅里叶变换的方式将图像由空间域转为频域，进行去噪处理，提高信噪比，使鉴伪结果更加准确。通过利用真币中包括可拼接成一个连续图案的特性，提取由待鉴伪纸币中两个图案拼接的目标图案并拟合其边缘曲线，通过判断拟合曲线是否光滑的方式实现对拼接纸币的识别，使纸币鉴伪更有针对性，提高鉴伪效率。
在上述技术方案的基础上，在进行傅里叶反变换，得到处理后图案之后，获取所述处理后图案的边缘之前还包括：
计算所述目标图案的梯度幅值。
其中，梯度值可以理解成图像灰度值的显著变化的地方，不同的算子对应不同的求梯度的方法，计算梯度图像时可以采用多种算子，例如可以选择Sobel算子。在获取处理后图案的边缘之前，计算目标图案的梯度幅值的目的在于对图像边缘进行一下增强，使边缘更加突出。示例性地，图7是本发明实施例三提供的一种纸币鉴伪的方法中的梯度图像示意图。
实施例四
图8是本发明实施例四提供的一种纸币鉴伪的方法流程图，本发明实施例是在上述实施例基础上进行的优化，对步骤“对所述边缘进行拟合”进行了进一步细化，该方法包括：
S810、获取待鉴伪纸币的可见光下图像，并按照第一预设区域选取第一图案区域,按照第二预设区域选取第二图案区域。
S820、将所述第一图案区域和所述第二图案区域进行拼接，组成第三图案区域。
S830、在所述第三图案区域中确定目标图案。
S840、对所述目标图案进行边缘检测，获取所述目标图案的边缘。
S850、利用最小二乘曲线拟合方法生成曲线，并判断所述拟合曲线是否光滑。
其中，按偏差平方和最小的原则选取拟合曲线，并且采用二项式方程为拟合曲线的方法，称为最小二乘曲线拟合方法，可利用这种方法生成拟合曲线。
S860、当所述拟合曲线光滑时，判断所述待鉴伪纸币为真币。
本发明实施例的技术方案通过利用真币中包括可拼接成一个连续图案的特性，提取由待鉴伪纸币中两个图案拼接的目标图案并利用最小二乘曲线拟合方法拟合其边缘曲线，采用最小二乘曲线拟合方法得到的拟合结果准确度高，通过判断拟合曲线是否光滑的方式实现对拼接纸币的识别，使纸币鉴伪更有针对性，提高鉴伪效率。
实施例五
图9是本发明实施例五提供的一种纸币鉴伪的装置示意图，该装置包括：
图像获取模块910，用于获取待鉴伪纸币的可见光下图像，并按照第一预设区域选取第一图案区域,按照第二预设区域选取第二图案区域，所述第一预设区域和所述第二预设区域为相互分离的两个区域，且在真币中，所述第一预设区域的第一预设图案与所述第二预设区域的第二预设图案连续；
图案拼接模块920，用于将所述第一图案区域和所述第二图案区域进行拼接，组成第三图案区域；
目标图案确定模块930，用于在所述第三图案区域中确定目标图案，其中，所述目标图案包括所述第一图案区域和所述第二图案区域的拼接边界；
边缘检测模块940，用于对所述目标图案进行边缘检测，获取所述目标图案的边缘；
边缘拟合模块950，用于对所述边缘进行拟合，生成拟合曲线，并判断所述拟合曲线是否光滑；
纸币鉴伪模块960，用于当所述拟合曲线光滑时，判断所述待鉴伪纸币为真币。
进一步地，所述边缘拟合模块950具体用于：
对所述拟合曲线求取一阶导数，并利用所述一阶导数是否可导判断所述拟合曲线是否光滑。
进一步地，所述边缘检测模块940具体包括：
图案去噪单元，用于对所述目标图案进行傅里叶变换处理，并进行去噪处理；
图案反变换单元，用于进行傅里叶反变换，得到处理后图案；
边缘获取单元，用于对所述处理后图案进行边缘检测，获取所述处理后图案的边缘。
进一步地，所述图案去噪单元，具体用于在进行傅里叶反变换，得到处理后图案之后，获取所述处理后图案的边缘之前，计算所述目标图案的梯度幅值。
进一步地，所述边缘拟合模块950具体用于：
利用最小二乘曲线拟合方法生成拟合曲线。
上述纸币鉴伪的装置可执行本发明任意实施例所提供的纸币鉴伪的方法，具备执行纸币鉴伪的方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种纸币鉴伪的方法，其特征在于，包括：
获取待鉴伪纸币的可见光下图像，并按照第一预设区域选取第一图案区域,按照第二预设区域选取第二图案区域，其中，所述第一预设区域和所述第二预设区域为相互分离的两个区域，且在真币中，所述第一预设区域的第一预设图案与所述第二预设区域的第二预设图案连续；
将所述第一图案区域和所述第二图案区域进行拼接，组成第三图案区域；
在所述第三图案区域中确定目标图案，其中，所述目标图案包括所述第一图案区域和所述第二图案区域的拼接边界；
对所述目标图案进行边缘检测，获取所述目标图案的边缘；
对所述边缘进行拟合，生成拟合曲线，并判断所述拟合曲线是否光滑；
当所述拟合曲线光滑时，判断所述待鉴伪纸币为真币。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述拟合曲线是否光滑包括：
对所述拟合曲线求取一阶导数，并利用所述一阶导数是否可导判断所述拟合曲线是否光滑。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述目标图案进行边缘检测，获取所述目标图案的边缘包括：
对所述目标图案进行傅里叶变换处理，并进行去噪处理；
进行傅里叶反变换，得到处理后图案；
对所述处理后图案进行边缘检测，获取所述处理后图案的边缘。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在进行傅里叶反变换，得到处理后图案之后，获取所述处理后图案的边缘之前还包括：
计算所述目标图案的梯度幅值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述边缘进行拟合包括：
利用最小二乘曲线拟合方法生成拟合曲线。
6.一种纸币鉴伪的装置，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于获取待鉴伪纸币的可见光下图像，并按照第一预设区域选取第一图案区域,按照第二预设区域选取第二图案区域，所述第一预设区域和所述第二预设区域为相互分离的两个区域，且在真币中，所述第一预设区域的第一预设图案与所述第二预设区域的第二预设图案连续；
图案拼接模块，用于将所述第一图案区域和所述第二图案区域进行拼接，组成第三图案区域；
目标图案确定模块，用于在所述第三图案区域中确定目标图案，其中，所述目标图案包括所述第一图案区域和所述第二图案区域的拼接边界；
边缘检测模块，用于对所述目标图案进行边缘检测，获取所述目标图案的边缘；
边缘拟合模块，用于对所述边缘进行拟合，生成拟合曲线，并判断所述拟合曲线是否光滑；
纸币鉴伪模块，用于当所述拟合曲线光滑时，判断所述待鉴伪纸币为真币。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述边缘拟合模块具体用于：
对所述拟合曲线求取一阶导数，并利用所述一阶导数是否可导判断所述拟合曲线是否光滑。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述边缘检测模块包括：
图案去噪单元，用于对所述目标图案进行傅里叶变换处理，并进行去噪处理；
图案反变换单元，用于进行傅里叶反变换，得到处理后图案；
边缘获取单元，用于获取所述处理后图案的边缘。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述图案去噪单元，具体用于在进行傅里叶反变换，得到处理后图案之后，获取所述处理后图案的边缘之前，计算所述目标图案的梯度幅值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述边缘拟合模块具体用于：
利用最小二乘曲线拟合方法生成拟合曲线。
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