CN108389309A - 一种识别纸币真伪的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种识别纸币真伪的方法，包括获取待识别纸币预设位置区域的灰度图，该预设位置区域为包括第一区域以及与该第一区域相邻的基准参考区域的矩形区域；计算该灰度图内的每一个列集合的列和灰度均值，并在该每一个列集合的列和灰度均值中确定最大列和灰度均值；计算该第一区域所包含的所有列的第一列和灰度均值；根据该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值识别该纸币是否为假币。有益效果在于，提出了区别于水印、光变油墨、安全线、隐形面额数字、胶印对印图案的识别纸币真伪的方案，对于无防伪标识或者防伪标识较少的纸币区域的防伪尤其有益，提高了防伪能力，进一步保障了金融安全。

Description

一种识别纸币真伪的方法和系统

技术领域

本发明属于金融领域，更具体地说，本发明涉及一种识别纸币真伪的方法和系统。

背景技术

假币是指伪造、变造的货币。伪造的货币是指仿照真币图案、形状、色彩等，采用各种手段制作的假币。变造的货币是指在真币的基础上，利用挖补、揭层、涂改、拼凑、移位、重印等多种方法制作，改变真币原形态的假币。

近年来，出现了以拼接纸币为典型的假币在市场中流通的现象，而现有的纸币真伪识别方法中，由于纸币的防伪标识多布局在纸币的某一个或多个区域，对于如拼接币等假币的识别，尤其是拼接防伪标识较少的纸币部分的假币的识别就会尤为困难。

因此，本申请提供了一种区别于水印、光变油墨、安全线、隐形面额数字、胶印对印图案的识别纸币真伪的技术方案，旨在解决无防伪标识，或者防伪标识较少的纸币部分区域的真伪识别问题。

发明内容

为了进一步提高纸币真伪识别能力，本申请提供了一种识别纸币真伪的方法，包括：

获取待识别纸币预设位置区域的灰度图，该预设位置区域为包括第一区域以及与该第一区域相邻的基准参考区域的矩形区域；

计算该灰度图内的每一个列集合的列和灰度均值，并在该每一个列集合的列和灰度均值中确定最大列和灰度均值，其中该列集合为该灰度图中相邻的给定数量的列组成的集合；

计算该第一区域所包含的所有列的第一列和灰度均值；

根据该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值识别该纸币是否为假币。

在其中一项实施例中，该根据该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值识别该纸币是否为假币包括：

判断该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比值是否小于或等于第一阈值；

若是，则判断该纸币为真币；

若否，则判断该纸币为假币。

在其中一项实施例中，在该每一个列集合的列和灰度均值中确定最大列和灰度均值之后还包括步骤：

确定该最大列和灰度均值对应的第一列集合，其中，该第一区域为该灰度图内，该第一列集合左侧或右侧的区域。

在其中一项实施例中，该纸币为中国人民银行发行的第五套100元人民币；

该第一区域为该灰度图内，该第一列集合朝向对应于该人民币内五根柱子图案一侧的区域。

在其中一项实施例中，该方法还包括：

计算该灰度图内，该第一列集合背向对应于该人民币内五根柱子图案一侧的区域的第二列和灰度均值；

该根据该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值确定该纸币是否为假币被替换为：

在该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比例小于或等于第一阈值，且与该第三列和灰度均值的比例小于或等于第二阈值的情况下，判断该纸币为真币；

在该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比例大于该第一阈值，或与该第三列和灰度均值的比例大于该第二阈值的情况下，判断该纸币为变造币。

本申请另一方面公开了一种识别纸币真伪的系统，包括：

图像获取装置，用于获取待识别纸币预设位置区域的灰度图，其中，该预设位置区域为包括第一区域以及与该第一区域相邻的基准参考区域的矩形区域；

第一计算装置，与该图像获取装置相连，用于计算该灰度图内的每一个列集合的列和灰度均值，并在该每一个列集合的列和灰度均值中确定最大列和灰度均值，其中该列集合为该灰度图中相邻的给定数量的列组成的集合；

第二计算装置，与该图像获取装置相连，计算该第一区域所包含的所有列的第一列和灰度均值；以及

判断装置，与该第一计算装置和该第二计算装置相连，根据该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值识别该纸币是否为假币。

在其中一项实施例中，该系统还包括输出装置，该输出装置与该判断装置相连，用于当该判断装置判断该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比值小于或等于第一阈值的情况下，输出该纸币为真币；否则，输出该纸币为假币。

在其中一项实施例中，该系统还包括列集合定位装置，与该第一计算装置相连，用于确定该最大列和灰度均值对应的第一列集合；其中，该第一区域为该灰度图内，该第一列集合左侧或右侧的区域。

在其中一项实施例中，该纸币为中国人民银行发行的第五套100元人民币；该第一区域为该灰度图内，该第一列集合朝向对应于该人民币内五根柱子图案一侧的区域。

在其中一项实施例中，该第二计算装置还用于，计算该灰度图内，该第一列集合背向对应于该人民币内五根柱子图案一侧的区域的第二列和灰度均值；

该判断装置用于，根据该最大列和灰度均值、该第一列和灰度均值和该第二列和灰度均值识别该纸币是否为假币；

该输出装置用于在该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比例小于或等于第一阈值，且与该第三列和灰度均值的比例小于或等于第二阈值的情况下，输出该纸币为真币；在该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比例大于该第一阈值，或与该第三列和灰度均值的比例大于该第二阈值的情况下，输出该纸币为变造币。

本发明的有益效果在于，对于真币而言，最大列和灰度均值与第一列和灰度均值的相对关系(如灰度差差值或者比值)是相对固定的，即使纸币损旧，该相关关系也会维系在一个区间内(如差值空间或者比值空间)，因此基于最大列和灰度均值与第一列和灰度均值，可以有效地判断该纸币是否为真币，提出了区别于水印、光变油墨、安全线、隐形面额数字、胶印对印图案的识别纸币真伪的方案，对于无防伪标识或者防伪标识较少的纸币区域的防伪尤其有益，提高了防伪能力，进一步保障了金融安全。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明进列详细说明，其中：

图1a为中国人民银行发行的第五套100元人民币的灰度图；

图1b为中国人民银行发行的第五套100元人民币的列和特征曲线图；

图2a为市面存在的部分第五套100元人民币假币的灰度图；

图2b为市面存在的部分第五套100元人民币假币的列和特征曲线图

图3为根据本申请一实施例的识别纸币真伪的方法的流程图；

图4为根据本申请一实施例的识别纸币真伪的方法的步骤S308的流程图；

图5为根据本申请另一实施例的识别纸币真伪的方法的流程图；

图6为根据本申请又一实施例的识别纸币真伪的方法的流程图；以及

图7为根据本申请又一实施例的识别纸币真伪的系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

需要说明的是，下文中的各个步骤，虽然具有描述顺序，但是这些步骤并非一定需要按照描述的顺序执行，本领域普通技术人员可以在实现技术目的的前提下，根据实际情况灵活调整各个步骤的执行顺序，均在本申请保护范围之内。

市场流通假币的灰度特征一

需要说明的是，关于市场流通假币灰度特征一的描述以市场流通的中国人民银行发行的第五套100元人民币，以及市面上存在的一部分第五套100元人民币假币为例。然而，该描述普遍适用于市面上具有相同灰度特征的纸币和对应假币，而不限于上述版本或面额。

图1a所示为中国人民银行发行的第五套100元人民币的正面正向局部灰度图，所述局部灰度图包含人民币盲文面额标记区域。从图1中可以看出，在图右侧，即盲文面额标记(反面对应图案为五根柱子)处亮度较高。图1b所示为图1a所示灰度图的列和特征曲线图；其中列和特征曲线图的横坐标表示该灰度图的像素列；纵坐标表示该灰度图中的每一像素列中所有像素点的灰度值的和(或平均值)，在图1b中可以看出，该灰度图共有180个像素列，然而该图仅为示例性地。从图中可以看出，该灰度已经被归一化处理，即亮度最高的列的列和灰度值被量化为1。

图2a所示为伪造的第五套100元人民币的正面正向局部灰度图，所述局部灰度图包含人民币盲文面额标记区域。从图2a中可以看出，在图右侧，即盲文面额标记(反面对应图案为五根柱子)处亮度较低。同样地，图2b所示为图2a所示灰度图的列和特征曲线图，从图2b中可以看出，该灰度图共有160个像素列，然而该图仅为示例性地。

现流通的大量第五套100元人民币假币均具有上述特征，即在盲文面额标记区域，亦即五根柱子区域处的灰度值相较于对应真币对应区域的灰度值更低。

如图3所示，基于上文描述的市场流通假币的灰度特征一，即市场流通的一部分假币在某一区域A的灰度值相对于真币对应区域A`的灰度值更低，公开了一种识别纸币真伪的方法300，包括：

S302，获取待识别纸币预设位置区域的灰度图，该预设位置区域为包括第一区域以及与该第一区域相邻的基准参考区域的矩形区域。

需要说明的是，这里的第一区域对应于上文中的A(假币)或者A`(真币)。这里的基准参考区域为邻接该第一区域的纸币区域，该基准参考区域用于为该第一区域提供亮度参考标准。具体地，由于纸币在流通过程中，随着破旧程度的提高，其灰度值也会相应发生变化，因此，单纯地通过计算该第一区域的灰度值无法确定该纸币的真伪。然而，在流通过程中，纸币的各个部分的破损程度基本上是一致的，或者各个部分的破损程序是符合某一统计规律的，因此基准参考区域的存在，可以为后续辨别纸币的真伪提供良好的对比基准。

S304，计算该灰度图内的每一个列集合的列和灰度均值，并在该每一个列集合的列和灰度均值中确定最大列和灰度均值，其中该列集合为该灰度图中相邻的给定数量的列组成的集合。

具体地，以图2b为例，假定该“给定数量”为10，则图中具有最大列和灰度均值的列集合应为该灰度图的列58～67。基于上文描述的市场流通假币的灰度特征一，如果待识别纸币为假币，则第一区域(对应于图2b中的约100～130之间，也对应于第五套100元人民币的五根柱子对应的区域)的亮度较低。因此，该最大列和灰度均值对应的列集合分布于基准参考区域。相反地，如果待识别纸币为真币，则第一区域(对应于图1b中的约130～160之间，也对应于第五套100元人民币的五根柱子对应的区域)的亮度较高。因此，该列集合有可能分布于基准参考区域，也可能分布于第一区域。

具体地，以给定数量为10为例，则在图1b中，该最大列和灰度均值约为0.97(分布在约125～135之间)；在图2b中，该最大列和灰度均值约为0.92(分布在约58～67之间)。

S306，计算该第一区域所包含的所有列的第一列和灰度均值。

具体地，以给定数量为10为例，则在图1b中，该第一列和灰度均值约为0.925(分布在约130～160之间)；在图2b中，该最大列和灰度均值约为0.68(分布在约100～130之间)。

S308，根据该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值识别该纸币是否为假币。

具体地，对于如图1a-1b所示的真币中，可以看出，最大列和灰度均值与第一列和灰度均值相对接近；而对于如图2a-2b所示的假币，最大列和灰度均值与第一列和灰度均值相差甚远。因此可以基于该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值判断纸币的真伪。

需要说明，虽然上述实施例以第五套100元人民币为例进行说明，然而本实施例不仅限于该版本、该面额的人民币的真伪识别。此外，该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的逻辑关系并不限于差值或比例。只要在真币中，该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的逻辑关系具有明显区别于市场普遍存在的对应假币的对应逻辑关系，均可以采用上述实施例，实现纸币真伪的识别。

上述实施例的有益效果包括：针对市场流通假币的灰度特征，即市场流通的一部分假币在某一区域的灰度值相对于真币对应区域的灰度值更低，基于该区域与基准参考区域的灰度对比，提出一种区别于水印、光变油墨、安全线、隐形面额数字、胶印对印图案的识别纸币真伪的方案，对于无防伪标识或者防伪标识较少的纸币区域的防伪尤其有益，提高了防伪能力，进一步保障了金融安全。

如图4所示，在其中一项实施例中，该步骤S308包括：

S3082：判断该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比值是否小于或等于第一阈值；若是，则执行步骤S3084：判断该纸币为真币；若否，则执行步骤S3086：判断该纸币为假币。

在一非限制性实施例中，该第一阈值取值范围为1～1.5。优选地，该第一阈值取值为1.19。以图1b为例，则该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比值为0.97/0.925＝1.05，因此小于第一阈值，即判定图1a-1b所示的纸币为真币；以图2b为例，则该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比值为0.92/0.68＝1.35，因此大于第一阈值，即判定图2a-2b所示的纸币为假币。

如图5所示，在其中一项实施例中，在步骤S304后还包括步骤S305：确定该最大列和灰度均值对应的第一列集合，其中，该第一区域为该灰度图内，该第一列集合左侧或右侧的区域。

具体地，如图1b中的区间136～180或者该区间的子区间被确定为第一区域；相应地，如图2b中的区间68～160或者该区间的子区间被确定为第一区域。

本实施例的有益效果在于，可以确定第一列集合，不必再确定第一区域的位置区间，而是将该灰度图内，该第一列集合左侧或右侧的区域确定为第一区域，简化了确定第一区域的步骤。

需要说明的是，关于市场流通假币灰度特征的描述以市场流通的中国人民银行发行的第五套100元人民币，以及市场存在的部分第五套100元人民币假币为例。然而，该描述普遍适用于市面上具有相同灰度特征的纸币和对应假币，而不限于上述版本或面额的纸币。

市场流通假币的灰度特征二

需要说明的是，关于市场流通假币灰度特征二的描述以市场流通的中国人民银行发行的第五套100元人民币，以及市面上存在的部分第五套100元人民币假币为例。

回到图1a-2b，图1a所示为中国人民银行发行的第五套100元人民币的正面正向局部灰度图，所述局部灰度图包含人民币盲文面额标记区域。从图1a中可以看出，在图右侧，即盲文面额标记(反面对应图案为五根柱子)处亮度较高。图1b所示为图1a所示灰度图的列和特征曲线图。图2a所示为伪造的第五套100元人民币的正面正向局部灰度图，所述局部灰度图包含人民币盲文面额标记区域。从图2a中可以看出，在图右侧，即盲文面额标记(反面对应图案为五根柱子)处亮度较低。同样地，图2b所示为图2a所示灰度图的列和特征曲线图。

现流通的大量第五套100元人民币假币均具有上述特征，即在盲文面额标记区域，亦即五根柱子区域处的灰度值相较于对应真币对应区域的灰度值更低。

此外，第五套100元人民币从正面正向角度看，由于真币左侧具有大量的水印、安全线等防伪标识，因此市面上出现了各种变造币，如拼凑币，将一张真币一分为二，同时通过粘补将一半真的和一半假的拼凑在一起；将小面额真币进行裁剪，将真币上的变色荧光数字挖剪，再粘补在大面额假币同一位置上。相对而言，右侧防伪标志较少，因此市面上出现了大量左侧大部分为真币、右侧小部分(五根柱子、盲文区域)区域为假币的拼凑币。

该第五套100元拼凑币的特征在于，拼接处在纸币的右侧，左真右假(如果拼接处偏左，则右侧假币部分就会包括了丰富的防伪区，造假难度大)，并且如假币的灰度特征一，五根柱子对应的区域灰度值较其他区域更低。

基于上述特征，对上述实施例具体下位至对第五套100元人民币是否为变造币的识别。

在其中一项实施例中，该纸币为中国人民银行发行的第五套100元人民币。在本实施例中，由于拼接假币通常由胶带粘贴而成，结合市场统计，拼接币中灰度值最高的位置区间一般为该纸币的拼接处。对应地，该第一区域为该灰度图内，该第一列集合朝向对应于该人民币内五根柱子图案一侧的区域，即拼接处朝向对应于该人民币内五根柱子图案一侧的区域。优选地，该第一区域为该灰度图内，该第一列集合朝向对应于该人民币内五根柱子图案一侧的区域中包含该五根柱子图案的子区域。

如图6所示，在其中一项实施例中，该方法还包括：

S310，计算该灰度图内，该第一列集合背向对应于该人民币内五根柱子图案一侧的区域的第二列和灰度均值；

步骤S308被替换为：

S3082`：判断该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比值是否小于或等于第一阈值，且与该第三列和灰度均值的比例小于或等于第二阈值；若是，则执行步骤S3084`：判断该纸币为真币；若否，则执行步骤S3086、：判断该纸币为变造币。

本实施例的有益效果在于，进一步统计除第一区域以外的其他区域的灰度特征，结合先验统计经验，进一步对纸币的真伪进行识别，进而提高了金融安全性。

如图7所示，本申请另一方面公开了一种识别纸币真伪的系统700，包括：

图像获取装置702，用于获取待识别纸币预设位置区域的灰度图，其中，该预设位置区域为包括第一区域以及与该第一区域相邻的基准参考区域的矩形区域；

第一计算装置704，与该图像获取装置702相连，用于计算该灰度图内的每一个列集合的列和灰度均值，并在该每一个列集合的列和灰度均值中确定最大列和灰度均值，其中该列集合为该灰度图中相邻的给定数量的列组成的集合；

第二计算装置706，与该图像获取装置702相连，计算该第一区域所包含的所有列的第一列和灰度均值；以及

判断装置708，与该第一计算装置704和该第二计算装置706相连，根据该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值识别该纸币是否为假币。

在其中一项实施例中，该系统还包括输出装置710，该输出装置710与该判断装置708相连，用于当该判断装置708判断该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比值小于或等于第一阈值的情况下，输出该纸币为真币；否则，输出该纸币为假币。

在其中一项实施例中，该系统还包括列集合定位装置712，与该第一计算装置704相连，用于确定该最大列和灰度均值对应的第一列集合；其中，该第一区域为该灰度图内，该第一列集合左侧或右侧的区域。

在其中一项实施例中，该纸币为中国人民银行发行的第五套100元人民币；该第一区域为该灰度图内，该第一列集合朝向对应于该人民币内五根柱子图案一侧的区域。

在其中一项实施例中，该第二计算装置706还用于，计算该灰度图内，该第一列集合背向对应于该人民币内五根柱子图案一例的区域的第二列和灰度均值；

该判断装置708用于，根据该最大列和灰度均值、该第一列和灰度均值和该第二列和灰度均值识别该纸币是否为假币；

该输出装置710用于在该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比例小于或等于第一阈值，且与该第三列和灰度均值的比例小于或等于第二阈值的情况下，输出该纸币为真币；在该最大列和灰度均值与该第一列和灰度均值的比例大于该第一阈值，或与该第三列和灰度均值的比例大于该第二阈值的情况下，输出该纸币为变造币。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种识别纸币真伪的方法，其特征在于，包括：

获取待识别纸币预设位置区域的灰度图，所述预设位置区域为包括第一区域以及与所述第一区域相邻的基准参考区域的矩形区域；

计算所述灰度图内的每一个列集合的列和灰度均值，并在所述每一个列集合的列和灰度均值中确定最大列和灰度均值，其中所述列集合为所述灰度图中相邻的给定数量的列组成的集合；

计算所述第一区域所包含的所有列的第一列和灰度均值；

根据所述最大列和灰度均值与所述第一列和灰度均值识别所述纸币是否为假币。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大列和灰度均值与所述第一列和灰度均值识别所述纸币是否为假币包括：

判断所述最大列和灰度均值与所述第一列和灰度均值的比值是否小于或等于第一阈值；

若是，则判断所述纸币为真币；

若否，则判断所述纸币为假币。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述每一个列集合的列和灰度均值中确定最大列和灰度均值之后还包括步骤：

确定所述最大列和灰度均值对应的第一列集合，其中，所述第一区域为所述灰度图内，所述第一列集合左侧或右侧的区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述纸币为中国人民银行发行的第五套100元人民币；

所述第一区域为所述灰度图内，所述第一列集合朝向对应于所述人民币内五根柱子图案一侧的区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算所述灰度图内，所述第一列集合背向对应于所述人民币内五根柱子图案一侧的区域的第二列和灰度均值；

所述根据所述最大列和灰度均值与所述第一列和灰度均值确定所述纸币是否为假币被替换为：

在所述最大列和灰度均值与所述第一列和灰度均值的比例小于或等于第一阈值，且与所述第三列和灰度均值的比例小于或等于第二阈值的情况下，判断所述纸币为真币；

在所述最大列和灰度均值与所述第一列和灰度均值的比例大于所述第一阈值，或与所述第三列和灰度均值的比例大于所述第二阈值的情况下，判断所述纸币为变造币。

6.一种识别纸币真伪的系统，其特征在于，包括：

图像获取装置，用于获取待识别纸币预设位置区域的灰度图，其中，所述预设位置区域为包括第一区域以及与所述第一区域相邻的基准参考区域的矩形区域；

第一计算装置，与所述图像获取装置相连，用于计算所述灰度图内的每一个列集合的列和灰度均值，并在所述每一个列集合的列和灰度均值中确定最大列和灰度均值，其中所述列集合为所述灰度图中相邻的给定数量的列组成的集合；

第二计算装置，与所述图像获取装置相连，计算所述第一区域所包含的所有列的第一列和灰度均值；以及

判断装置，与所述第一计算装置和所述第二计算装置相连，根据所述最大列和灰度均值与所述第一列和灰度均值识别所述纸币是否为假币。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括输出装置，所述输出装置与所述判断装置相连，用于当所述判断装置判断所述最大列和灰度均值与所述第一列和灰度均值的比值小于或等于第一阈值的情况下，输出所述纸币为真币；否则，输出所述纸币为假币。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括列集合定位装置，与所述第一计算装置相连，用于确定所述最大列和灰度均值对应的第一列集合；其中，所述第一区域为所述灰度图内，所述第一列集合左侧或右侧的区域。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述纸币为中国人民银行发行的第五套100元人民币；所述第一区域为所述灰度图内，所述第一列集合朝向对应于所述人民币内五根柱子图案一侧的区域。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述第二计算装置还用于，计算所述灰度图内，所述第一列集合背向对应于所述人民币内五根柱子图案一侧的区域的第二列和灰度均值；

所述判断装置用于，根据所述最大列和灰度均值、所述第一列和灰度均值和所述第二列和灰度均值识别所述纸币是否为假币；

所述输出装置用于在所述最大列和灰度均值与所述第一列和灰度均值的比例小于或等于第一阈值，且与所述第三列和灰度均值的比例小于或等于第二阈值的情况下，输出所述纸币为真币；在所述最大列和灰度均值与所述第一列和灰度均值的比例大于所述第一阈值，或与所述第三列和灰度均值的比例大于所述第二阈值的情况下，输出所述纸币为变造币。