CN110335406B - 多媒体眼镜式便携验钞机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多媒体眼镜式便携验钞机，该多媒体眼镜式便携验钞机采用设于框架前端中心处的微型摄像头模拟人眼角度，来采集交易过程中纸币的影像信息，并将采集的影像信息发送至微处理器芯片内进行纸币真假判断，通过编码比对、水印图案比对、颜色信息比对等多种方式综合判断纸币真伪。当纸币换代时，可通过升级软件来更新信息库。本发明结构简单，设计合理，携带方便，通过多种方式综合判断纸币真伪，极大降低了误判率，显著提高了识别力。另外，微型摄像头所采集的影像信息可以实时保存于SD存储卡，需要时可随时拷贝出来。

Description

多媒体眼镜式便携验钞机
技术领域
本发明涉及一种金融财务设备，具体为多媒体眼镜式便携验钞机。
背景技术
目前的主流验钞设备仅具有验钞功能，功能单一，且便携性差。随着科技发展和人们需求升级，具备多种功能、工作效率高、更实用、且更具便携性的验钞设备被需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种多媒体眼镜式便携验钞机，该便携验钞机在识别钱币真伪的同时还可进行监控记录，工作效率更高，可作为主流验钞机的有力补充。
为达到上述目的，本发明提供的多媒体眼镜式便携验钞机，所述便携验钞机的主体为一眼镜框体，所述眼镜框体包括一框架和两镜腿；
所述框架前端中心处镶嵌一微型摄像头，所述框架上端设有音频报警模块；
一镜腿设有面向前方发射紫外光的紫外灯、微动开关、以及USB接口模块；该一镜腿还内置微处理器芯片和SD存储卡；另一镜腿内置锂电池组；
微型摄像头、SD存储卡、音频报警模块均与微处理器芯片信号连接，USB接口模块连接SD存储卡，锂电池组通过微动开关与微型摄像头、音频报警模块、微处理器芯片、SD存储卡、USB接口模块、紫外灯均电连接；
所述微处理器芯片内设编码比对子模块、水印图案比对子模块和颜色信息比对子模块，微处理器芯片用来接收微型摄像头采集的纸币图像，并根据纸币图像进行纸币真假判断，步骤如下；
第一步，利用编码比对子模块对输入的纸币图像进行编码比对，具体为：
从纸币图像中识别出编码，将识别出的当前编码与预存的编码信息库中编码进行比对；所述编码信息库包括编码黑名单和编码白名单，编码黑名单由假币编码构成，编码白名单由真币编码构成；
当在编码黑名单中匹配到与当前编码相同的编码时，则判断为假币，纸币真假判断流程结束，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示；
当在编码白名单中匹配到与当前编码相同的编码，则预判为真币，将纸币图像输入水印图案比对子模块，执行第二步以进行进一步判断；
第二步，利用水印图案比对子模块对输入的纸币图像进行水印图案比对，具体为：
从纸币图像中提取水印图案，调整所提取的当前水印图案的尺寸使其与预存的真币水印图案匹配；
将当前水印图案与真币水印图案重叠，并计算当前水印图案相对真币水印图案在水平方向和竖直方向的位置误差X和Y；
计算当前水印图案边缘的平整度Z；
当同时满足X<0.05mm，Y<0.05mm，3<Z<8时，则预判为真币，将纸币图像输入颜色信息比对子模块，执行第三步以进一步判断；否则，判断为假币，纸币真假判断流程结束，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示；
所述平整度Z即当前水印图案边缘像素的清晰度级别，获取方法如下：
按预设的窗口扫描并提取当前水印图案的边缘像素，获取边缘像素的灰度色；若灰度色为单一色，则判断清晰度级别为10级；若灰度色为2~3种色阶，则判断清晰度级别为9级；若灰度色为4~5种色阶，则判断清晰度级别为8级；若灰度色为4~5种色阶，则判断清晰度级别为7级；若灰度色为8~9种色阶，则判断清晰度级别为6级；若灰度色为10~11种色阶，则判断清晰度级别为5级；若灰度色为12~13种色阶，则判断清晰度级别为4级；若灰度色为14~15种色阶，则判断清晰度级别为3级；若灰度色为16~20种色阶，则判断清晰度级别为2级；若灰度色为21~25种色阶，则判断清晰度级别为1级；
第三步，利用颜色信息比对子模块对输入的纸币图像进行颜色信息比对，具体为：
从纸币图像提取特征图案的颜色信息，从颜色信息提取特征图案的 蓝、红、黄、黑的四色数值，分别计算四色数值相对真币四色数值的容差值；
将4个容差值的绝对值与第一级容差阈值、第二级容差阈值比较，当容差值绝对值不大于10%时，则判断为真币；
当大于10%但小于等于20%时，则判断为疑似假币，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示；
当大于20%时，则判断为假币，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示；
判断为疑似假币和假币，分别设置不同的语音提示音。
进一步的，在纸币真假判断的第一步中，当在一次点钞过程中，发现有多张纸币编码在编码白名单中匹配到相同编码，将该多张纸币图像输入水印图案比对子模块分别进行水印图案比对，执行第二步。
本发明具有如下特点和有益效果：
本发明采用设于框架前端中心处的微型摄像头模拟人眼角度，来采集交易过程中纸币的影像信息，并将采集的影像信息发送至微处理器芯片内进行纸币真假判断，通过编码比对、水印图案比对、颜色信息比对等多种方式综合判断纸币真伪。当纸币换代时，可通过升级软件来更新信息库。
本发明结构简单，设计合理，携带方便，通过多种方式综合判断纸币真伪，极大降低了误判率，显著提高了识别力。另外，微型摄像头所采集的影像信息可以实时保存于SD存储卡，需要时可随时拷贝出来。
附图说明
图1为实施例中便携验钞机的结构示意图；
图2为实施例中便携验钞机的逻辑结构框图；
图3为实施例中纸币真假的判断流程示意图；
图4为实施例中水印图案位置比对示意图；
图5为实施例中水印图案的清晰度示意图；
图6为图案边缘税利和模糊的对比示意图；
图7为一线条清晰度由税利到模糊逐渐下降的示意图；
图8为纸币图像中“人民银行”字样示意图；
图9为纸币图像中“盲文”字样示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明和/或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
参见图1，所示为本实施例便携验钞机的结构示意图，参见图2，所示为本实施例便携验钞机的逻辑结构框图。本实施例便携验钞机的主体为一眼镜框体，所述眼镜框体包括框架、左镜腿和右镜腿，框架前端中心处镶嵌有一微型摄像头，框架上端设有音频报警模块；左镜腿镶嵌有面向前方发射紫外光的紫外灯，该左镜腿上还设有微动开关和USB接口模块；该左镜腿内置有微处理器芯片和SD存储卡，右镜腿内置锂电池组。其中，微型摄像头、SD存储卡、音频报警模块均与微处理器芯片信号连接，USB接口模块连接SD存储卡，锂电池组通过微动开关与微型摄像头、音频报警模块、微处理器芯片、SD存储卡、USB接口模块、紫外灯均电连接。
本实施例中，微型摄像头采用索尼IMX291高清usb3.0摄像头模组1080P，音频报警模块为BY-F300音频播报模块，微动开关为 ALPS 8*8*5微动开关，USB接口模块为JK001-MICRO接口，微处理器芯片为骁龙660处理器芯片，锂电池组为COHN3.7V18650锂电池组。
使用时，使用者佩戴该便携验钞机，按下设于左镜腿上的微动开关，锂电池组接通，该便携验钞机启动。紫外灯开启，用来人工检验纸币上的荧光防伪标志，以进行纸币真假的粗验。微型摄像头同时启动，录制纸币视频，并提取纸币图像，所采集的纸币图像发送至微处理器芯片，微处理器芯片对纸币真假进行细验，一旦验出假钞，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，接收到报警指令的音频报警模块发出语音提示。同时微处理器芯片还将所录制的视频和图像实时保存于SD存储卡，需要时可通过USB接口模块从SD存储卡中拷贝。
本实施例中，微处理器芯片内设编码比对子模块、水印图案比对子模块和颜色信息比对子模块，这三个子模块用来对纸币图像进行编码比对、水印图像比对和颜色信息比对，当被判断为假币时，微处理器芯片则向音频报警模块发出报警指令。
下面将结合图3对纸币真假的判断流程进行详述。
第一步，所采集的纸币图像输入至编码比对子模块进行编码比对。
人民币纸币上编码即冠字号码，编码比对子模块利用OCR文字识别法对纸币编码进行扫描识别，将识别出的编码与预存的编码信息库中编码进行比对。所述编码信息库包括编码黑名单和编码白名单，编码黑名单为假币编码，编码白名单中为真币编码。编码信息库预先存储于微处理器芯片内，并通过网络定期更新。
当在编码黑名单中匹配到与该识别出的编码相同的编码时，则判断为假币，纸币真假判断流程结束，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示。当在编码白名单中匹配到与该识别出的编码相同的编码，则预判为真币，将当前纸币图像输入水印图像比对子模块，执行第二步；当在一次点钞过程中，发现有多张纸币编码在编码白名单中匹配到相同编码，表明该多张纸币中肯定存在假钞，将该多张纸币图像输入水印图像比对子模块，执行第二步，以找出假钞。
第二步，纸币图像输入水印图案比对子模块进行水印比对。
水印图案比对子模块用来根据水印图案的位置和边缘清晰度来对纸币真假进行预判。包括两个步骤：进行水印图案位置比对和水印图案清晰度计算。
所述进行水印图案位置比对，具体为：对纸币图像进行预处理提取水印图案，调整水印图案尺寸使水印图案与预存的真币水印图案匹配。参见图4，图4（a）~（c）示出了水印图案和真币水印图案的特征图逐渐重叠过程。首先，获取水印图案和真币水印图案的特征图，即图4（a）中两特征图；将两特征图8个方向的最外边缘顶点重叠，从而将水印图案和真币水印图案重叠比对，参见图4（c），计算水印图案相对真币水印图案在水平方向和竖直方向的位置误差，位置误差根据水印图案和真币水印图案中基准点的坐标进行计算，将水平方向和竖直方向的位置误差分别记为X和Y。
参见图5，示出了水印图案边缘的清晰度示意。清晰度Z即水印图案边缘的平整度，也即锐度值。清晰度Z用来反映图案边缘像素颗粒灰度过度级别，即图案边缘由几个灰度色组成。灰度色多，清晰度低，则较模糊；灰度色少，清晰度高，则较锐利。一般认为清晰度大于8，则过于锐利；清晰度小于3，则过于模糊。水印图案边缘平整度过于锐利或过于模糊都列为疑似假币，参见图5（a）、图5（d）、图5（e）。将清晰度分为10个级别，定义清晰度为3 ~ 8级之间的为真币。
具体的分级算法如下：按预设的窗口扫描并提取特征图像的边缘像素，本实施例中窗口大小为100像素×100像素，获取边缘颗粒的灰度色。若灰度色为单一色，则判断为10级；若灰度色为2~3种色阶，则判断为9级；若灰度色为4~5种色阶，则判断为8级；若灰度色为4~5种色阶，则判断为7级；若灰度色为8~9种色阶，则判断为6级；若灰度色为10~11种色阶，则判断为5级；若灰度色为12~13种色阶，则判断为4级；若灰度色为14~15种色阶，则判断为3级；若灰度色为16~20种色阶，则判断为2级；若灰度色为21~25种色阶，则判断为1级。
参见图6，示出了图案边缘税利和模糊的对比示意图，其中图（b）和图（c）均为图（a）中圆圈内范围放大图，图（b）所示像素点灰度色数量较少，相邻像素间反差较大，图（c）所示像素点灰度色数量较多，相邻像素间过度平滑，因此，图（b）更税利，图（c）更模糊。参见图6，示出了一线条清晰度逐渐下降，从左至右，由锐利到模糊，级别从高到低。从图中可以看出，从左至右，线条边缘的灰度色阶不断增加，像素点的灰度色数量不断增多。
当计算出位置误差X、Y以及清晰度Z，判断是否同时满足X<0.05mm，Y<0.05mm，3<Z<8，如果同时满足，则预判为真币，将当前纸币图像输入颜色信息比对子模块，执行第三步；否则，判断为假币，水印图案比对流程结束，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示。
第三步，纸币图像输入颜色信息比对子模块进行颜色信息比对。
颜色信息比对子模块用来采用CMYK颜色模式，对纸币图像中单色的文字图案和/或单色的色彩图案提取纸币颜色信息，并将所提取的颜色信息转换为蓝C、红M、黄Y、黑K四色数值，该四色数值的数值范围为0~100。将该四色数值与真币四色数值比对，并计算四色数值的容差值，比较容差值是否在在预设阈值范围内，若在该阈值范围内，则判断为真币；否则，判断为假币。本实施例中，提取纸币图像中“人民银行”字样（参见图8）和“盲文”图样（参见图9）的四色数值，参见表1。
表1 四色数值
Figure 867413DEST_PATH_IMAGE002
本实施例设置两级容差阈值，第一级容差阈值为10%，第二级容差阈值为20%，计算容差值，所述容差值为（1-Y/X），其中，Y表示色彩实际值，X表示色彩标准值。当所计算的容差值不大于10%时，则判断为真币；当大于10%但小于等于20%时，则判断为疑似假币，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示，需要进一步人工判断；当大于20%时，则判断为假币，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示。判断为疑似假币和假币，分别设置不同的语音提示音，例如，当判断为疑似假币时，音频报警模块发出滴滴提示音；当判断为假币时，音频报警模块进行人声提示。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明专利精神作举例说明。本发明专利所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明专利的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.多媒体眼镜式便携验钞机，其特征是：
所述便携验钞机的主体为一眼镜框体，所述眼镜框体包括一框架和两镜腿；
所述框架前端中心处镶嵌一微型摄像头，所述框架上端设有音频报警模块；
一镜腿设有面向前方发射紫外光的紫外灯、微动开关、以及USB接口模块；该一镜腿还内置微处理器芯片和SD存储卡；另一镜腿内置锂电池组；
微型摄像头、SD存储卡、音频报警模块均与微处理器芯片信号连接，USB接口模块连接SD存储卡，锂电池组通过微动开关与微型摄像头、音频报警模块、微处理器芯片、SD存储卡、USB接口模块、紫外灯均电连接；
所述微处理器芯片内设编码比对子模块、水印图案比对子模块和颜色信息比对子模块，微处理器芯片用来接收微型摄像头采集的纸币图像，并根据纸币图像进行纸币真假判断，步骤如下；
第一步，利用编码比对子模块对输入的纸币图像进行编码比对，具体为：
从纸币图像中识别出编码，将识别出的当前编码与预存的编码信息库中编码进行比对；所述编码信息库包括编码黑名单和编码白名单，编码黑名单由假币编码构成，编码白名单由真币编码构成；
当在编码黑名单中匹配到与当前编码相同的编码时，则判断为假币，纸币真假判断流程结束，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示；
当在编码白名单中匹配到与当前编码相同的编码，则预判为真币，将纸币图像输入水印图案比对子模块，执行第二步以进行进一步判断；
第二步，利用水印图案比对子模块对输入的纸币图像进行水印图案比对，具体为：
从纸币图像中提取水印图案，调整所提取的当前水印图案的尺寸使其与预存的真币水印图案匹配；
将当前水印图案与真币水印图案重叠，并计算当前水印图案相对真币水印图案在水平方向和竖直方向的位置误差X和Y；
计算当前水印图案边缘的平整度Z；
当同时满足X<0.05mm，Y<0.05mm，3<Z<8时，则预判为真币，将纸币图像输入颜色信息比对子模块，执行第三步以进一步判断；否则，判断为假币，纸币真假判断流程结束，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示；
所述平整度Z即当前水印图案边缘像素的清晰度级别，获取方法如下：
按预设的窗口扫描并提取当前水印图案的边缘像素，获取边缘像素的灰度色；若灰度色为单一色，则判断清晰度级别为10级；若灰度色为2~3种色阶，则判断清晰度级别为9级；若灰度色为4~5种色阶，则判断清晰度级别为8级；若灰度色为4~5种色阶，则判断清晰度级别为7级；若灰度色为8~9种色阶，则判断清晰度级别为6级；若灰度色为10~11种色阶，则判断清晰度级别为5级；若灰度色为12~13种色阶，则判断清晰度级别为4级；若灰度色为14~15种色阶，则判断清晰度级别为3级；若灰度色为16~20种色阶，则判断清晰度级别为2级；若灰度色为21~25种色阶，则判断清晰度级别为1级；
第三步，利用颜色信息比对子模块对输入的纸币图像进行颜色信息比对，具体为：
从纸币图像提取特征图案的颜色信息，从颜色信息提取特征图案的 蓝、红、黄、黑的四色数值，分别计算四色数值相对真币四色数值的容差值；
将4个容差值的绝对值与第一级容差阈值、第二级容差阈值比较，当容差值绝对值不大于10%时，则判断为真币；
当大于10%但小于等于20%时，则判断为疑似假币，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示；
当大于20%时，则判断为假币，微处理器芯片向音频报警模块发出报警指令，音频报警模块发出语音提示；
判断为疑似假币和假币，分别设置不同的语音提示音。
2.如权利要求1所述的多媒体眼镜式便携验钞机，其特征是：
在纸币真假判断的第一步中，当在一次点钞过程中，发现有多张纸币编码在编码白名单中匹配到相同编码，将该多张纸币图像输入水印图案比对子模块分别进行水印图案比对，执行第二步。
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