WO2012083713A1

WO2012083713A1 - 一种纸币、票券识别方法和装置

Info

Publication number: WO2012083713A1
Application number: PCT/CN2011/078790
Authority: WO
Inventors: 陈新; 刘树素; 唐辉; 成和建; 鲍东山
Original assignee: 北京新岸线软件科技有限公司
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2012-06-28
Also published as: CN102005078A

Description

一种纸币、票券识别方法和装置技术领域

本发明涉及图像处理及识别技术领域，具体涉及一种纸币、票券识别方法及装置。背景技术

维护金融秩序以及社会公众利益，严防假币流入市场，是金融管理机构尤为关注的问题。在传统点钞机、清分机等纸币检测机具中基于 CMOS, 接触式图像传感器 CIS, CCD及其他图像釆集设备的反射成像方式被大量釆用。随着假币制作技术越来越高，务必提出更为快捷有效的手段来解决现实中遇到的各种伪造货币、变造货币鉴伪的问题。

现有的纸币鉴伪系统主要是利用 CMOS, CCD或 CIS反射成像，获取防伪标识图像后进行处理，并根据处理后的防伪标识图像进行识别，以判定被检测纸币的真伪。

传统的系统中成像考虑主要仿真人眼的视觉效果进行模拟，因此大量的反射式成像机制存在如 CMOS, CIS或 CCD或其他图像釆集设备的反射成像识别。反射式成像局限性在于识别算法复杂，硬件结构复杂，因为送入验钞设备有正反面及纸币输入的方向，同一张纸币送入验钞设备存在 4种情况，即得到 4种可能的图像之一，为进行任意方向识别，则至少需要两套成像设备及光源，导致硬件成本增加，机械结构复杂，产品成本高及难以产品化等诸多问题。

在纸币鉴伪技术中，纸币序列号的识别引起越来越多的重视。釆用图像处理方式的金融机具，用 CMOS、 CIS, CCD或其它设备成像。当纸币进入检测入口到达 CMOS、 CIS, CCD或其它图像获取设备时，对纸币进行成像，对图像进行图像分析处理，找到序列号所在位置，对其进行分割识别。现有的序列号识别系统釆用的成像设备是基于反射式光源的，即光源与 CMOS、 CIS 及 CCD等成像设备在纸币的同一侧，利用光源照射到纸币上的反射光釆集图像。

在釆集纸币序列号的过程中，要抓拍到有序列号的一面，在现有技术中反射成像的情况下，若釆用 CMOS成像，由于 CMOS视场有限，纸币进入验钞设备有可能正面或反面朝上，在纸币序列号可能出现的四个位置都各需要有一个 CMOS, 这样就需要四组 CMOS和光源，在纸币的上方和下方都需要两个 CMOS。这就要求验钞机具中有足够的空间装下四组 CMOS和光源，并且结构控制流程要同时控制四组 CMOS釆集图像。若釆用 CIS反射成像， CIS可以扫描全幅面纸币，这样仍需要两才艮 CIS和两个 CIS光源，一个负责扫描正面，一个负责背面。无论釆用 CMOS还是 CIS成像，都将导致验钞机具结构更为复杂，成本上升，不利于维护。发明内容有鉴于此，本发明提供一种纸币识别方法及装置，获取纸币序列号，并根据所获取的纸币序列号对纸币的真伪进行识别。

本发明实施例提供的一种纸币、票券识别方法，在纸币、票券识别装置中设置有图像釆集单元、光源及走钞通道，所述图像釆集单元与光源分别位于纸币、票券识别装置的走钞通道的两侧，该方法包括：

在待测纸币、票券通过走钞通道过程中，所述光源照射所述待测纸币、票券，所述图像釆集单元利用所述光源透过所述纸币、票券的透射光釆集所述纸币、票券上序列号所在区域的图像；

对所釆集到的序列号所在区域图像进行处理，并提取所述序列号。

更适宜地，该纸币、票券识别方法，进一步包括：

根据所述序列号判定所述纸币、票券的真伪。

本发明实施例还提供一种纸币、票券识别装置，具有图像釆集单元、光源、走钞通道，所述图像釆集单元与光源分别位于纸币、票券识别装置的走钞通道的两侧；

该纸币、票券识别装置，还包括：

图像处理单元，对所釆集到的序列号所在区域图像进行处理，并提取所述序列号。

更适宜地，该纸币、票券识别装置，还包括：

判断单元，根据所述序列号结合已有的假币数据库交叉检索判定所述纸币、票券的真伪。本发明提出釆用透射成像机制获取纸币序列号，并根据所获取的序列号进行纸币的识别和管理。根据本发明，可使得硬件结构简单化，缩小验钞机具体积，降低硬件成本，程序控制流程也更加简化。说明书附图

图 1是本发明实施例中釆用 CIS透射方式的原理示意图；

图 2是本发明实施例提供的纸币识别方法流程图；

图 3a是本发明实施例中正面釆集的纸币得到的图像；

图 3b是本发明实施例中背面釆集的纸币得到的图像；

图 3c是从图 3b所示图像中提取的序列号；

图 4是本发明实施例中提供的纸币识别装置的架构示意图；

图 5是本发明实施例中提供的透射光获取纸币序列号的处理流程。具体实施方式

鉴于现有技术中釆用的反射式成像机制识别纸币序列号的弊端，本发明提出釆用透射成像机制获取纸币序列号，可使得硬件结构简单化，缩小验钞机具体积，降低硬件成本，程序流程控制也更加简化。具体地，釆用透射式成像，透射方式抓拍一次图像相当于将正反两面的图像信息叠加，形成新的图像。这样，对于釆用 CMOS透射式成像的机具，则设置两组（光源及图像釆集单元）即可。对于釆用 CIS透射式成像的机具，参照图 1 , 釆用 CI S成像，只在纸币上方或下方放置一条 CIS , 相应的对面放置光源。当验钞设备启动后，纸币通过走钞通道入口，经过走钞通道，在进入 CIS与光源之间的通道时，感应或检测模块（如，红外对管）被触发后， CIS开始釆集图像，图像釆集完毕，算法开始识别，纸币最后从走钞通道出口运出。由此可知，只需要一根 CIS 和一根 CIS 光源就可实现序列号区域图像的釆集，只需对釆集到的序列号区域图像进行处理，提取序列号并进行识别。

本领域技术人员可知，本发明的技术方案适用于具有序列号的票券，为便于说明本发明的原理、特性和优点，下面以纸币为例进行描述。

本发明提供的一种纸币识别方法，在纸币识别装置中设置有图像釆集单元、光源及走钞通道，图像釆集单元与光源分别位于纸币识别装置的走钞通道的两侧，参照图 2, 该方法包括如下步骤：

S201 , 利用光源透过纸币的透射光釆集纸币上序列号区域的图像；在待测纸币通过走钞通道过程中，光源照射待测纸币，图像釆集单元利用光源透过纸币的透射光釆集纸币上序列号所在区域的图像；

5202, 对所釆集到的序列号所在区域图像进行处理，并提取所述序列号。该序列号可用于判定纸币的真伪。

5203 , (该步可根据情况执行）进一步地，根据所述序列号判定所述纸币的真伪。

具体地，可结合已有的假币数据库交叉检索判定所述纸币的真伪。

或将所获取的序列号予以保存，如，输入到相关数据库进行管理。

在步骤 S201中，釆集纸币上序列号所在区域的图像，可釆用如下步骤实现：

根据检测到的纸币规格，确定纸币序列号可能出现的区域范围；控制所述光源照射待测纸币上所述区域范围，控制所述图像釆集单元釆集所述区域范围的图像。

釆集纸币上序列号所在区域的图像，也可釆用下述方式实现：

釆集待测纸币的全幅面图像，根据检测到的纸币规格定位序列号区域；获取所述序列号区域的图像。

在步骤 S202中，对序列号所在区域图像进行处理，具体包括：

对所述对序列号所在区域图像进行滤波处理（如高斯滤波）、形态学去噪处理；和 /或

对序列号所在区域图像进行图像二值化处理；

在步骤 S202中，对序列号所在区域图像进行处理，还包括：

判断所获取的序列号所在区域图像是从序列号所在面获取的还是从序列号所在面的背面获取；

若是从序列号所在面的背面获取的图像，则对所述序列号区域图像进行仿射变换。

透射釆集的图像相比与反射釆集的图像而言，由于透射式成像是正反两面的信息叠加，因此会增加一些除序列号之外的 "噪声"。如，人民币的背面有 SC2和胶印接线（斜纹）的图案，当透射成像时，不管是纸币的正面还是背面都会有这些 "噪声 "的干扰。 SC2英文全称 Security Circle 2 Common Mark, 是防止彩色复印的一组按国际统一标准（形状、大小、颜色、位置）设定的光学识别标识。因此这些噪声位置、大小、形状、颜色都是固定的，这为去除噪声提供了便利。如图 3a和 3b所示，图 3a和 3b分别为釆用透射方式从正反面 (即纸币序列号所在面及背面）釆集得到的图像。

序列号的图像对比度要比噪声的对比度高，所以通过将图像二值化，如图 3c所示，可以将字符分割确定字符大小，进而可以确定出 SC2的大小，因为字符大小与 SC2的大小是相对固定的。通过定位纸币的边缘、变色油墨、和序列号的位置就可以定位出 SC2的位置。斜纹的方向相对于纸币的边缘也是固定的。经过方向滤波可以把斜纹滤除。

本发明提供的纸币识别方法，还包括：

根据纸币色调和 /或序列号区域颜色，选择釆用不同波长、不同强度的光源，以减小纸币序列号部分或其对应背面的背景图纹形成的固定噪声影响。

不同种类纸币和不同种类的票据，各种纸币或票据存在的 "噪声" 都是固定的，但透射成像时，序列号区域或其相应背面图纹的主体颜色不尽相同。例如人民币 100是红色的，美元 100是深绿色的，欧元 100是浅绿色的，并且不同面额之间的颜色也不相同。为了使背面的叠加噪声弱化，可以选择减弱序列号背面颜色的光源，使得拍得的序列号对比度更高。也就是说，根据不同纸币类型，以及序列号区域其它固定噪声的颜色来选择颜色、强度不同的光源，目的就是弱化噪声，增强序列号对比度，有效的提取序列号。

本发明提供的纸币检测方法，在走钞通道上设置感应检测模块，该方法还包括：

感应检测模块检测到纸币通过图像釆集单元时，开启光源，并触发所述图像釆集单元釆集纸币图像。

参照图 4, 本发明还提供一种纸币识别装置 400, 具有图像釆集单元 410、光源 420、走钞通道 430, 图像釆集单元 410与光源 420分别位于纸币识别装置的走钞通道 430的两侧；

在待测纸币通过走钞通道过程中，光源照射待测纸币，图像釆集单元 410 利用光源 420透过所述纸币的透射光釆集纸币上序列号所在区域的图像；该纸币识别装置 400, 还包括：

图像处理单元 440, 对所釆集到的序列号所在区域图像进行处理，并提取所述序列号；

判断单元 450, 才艮据所述序列号判定所述纸币的真伪。

根据序列号并基于已有的假币数据库交叉检索判定所述纸币的真伪，如，经过比对，确定釆集得到的序列号为已知的假币的序列号，这样可判定纸币为假币。

或设置存储单元，将釆集得到的序列号保存起来，用于其它相应的纸币管理工作。

纸币识别装置 400, 还包括：

感应单元 460a, 设置在走钞通道入口，用于检测到的纸币规格，以确定纸币序列号可能出现的区域范围；

控制单元 470, 用于控制所述光源照射待测纸币上所述区域范围，控制所述图像釆集单元釆集所述区域范围的图像。

若图像釆集单元釆集得是待测纸币的全幅面图像，该纸币识别装置还包括：

定位单元 480 , 用于基于所述全幅面图像定位序列号区域范围；

图像釆集单元根据定位模块 480确定的区域范围，获取所述序列号区域的图像。

其中图像处理单元 440包括：

第一处理模块 440a, 对所述对序列号所在区域图像进行滤波处理、形态学去噪处理；和 /或

第二处理模块 440b, 对序列号所在区域图像进行图像二值化处理。

第三处理模块 440c, 用于去除固定噪声。另外，为区分序列号区域图像是正面图像还是背面，图像图像处理单元 40还包括：

图像识别模块 440d, 用于识别所获取的序列号区域图像是从序列号所在面获取的还是从序列号所在面的背面获取；

仿射变换模块 440e, 用于对序列号图像进行仿射变换。

若图像识别模块判定所述图像是从序列号所在面的背面获取的图像，则所述仿射变换模块对所述序列号图像进行仿射变换。

纸币识别装置 400, 还包括：

光源选择模块 490, 根据纸币色调和 /或序列号区域颜色，选择釆用不同波长、不同强度的光源，以减小纸币序列号部分或其对应背面的背景图纹形成的固定噪声影响。

纸币识别装置，还包括：

纸币检测单元 460b, 设置在走钞通道，用于检测进入走钞通道的纸币；当检测到纸币通过图像釆集单元 410时，检测单元发出指示信号，开启光源，并触发图像釆集单元釆集纸币图像。

参照图 5 ,本发明实施例中，通过透射光获取纸币序列号的处理流程如下：

5501. 首先读取透射图像，定位纸币序列号区域， CMOS图像在两幅图像中挑出有号码的图像，如果挑出背面图像有号码，则将图像进行仿射变换，使序列号变为正立的。如果是 CIS釆集的图像，则在 CIS釆集的整幅图像的四个角区域搜索序列号，定位到后同样将图像进行仿射变换。

5502. 然后进行滤波（如高斯滤波）、形态学去噪等图像预处理工作，使其序列号对比度更加突出。

5503. 将粗定位的序列号进行二值化，二值化阈值更倾向于把序列号凸现出来，二值化的效果可以允许部分信息的丟失，但不影响切割出字符的大小，如图 3c所示序列号的效果。这样做的依据是序列号比噪声的对比度高。

5504.根据字符大小及序列号的位置，计算 SC2的大小及位置，从而将 SC2 去除。胶印接线可通过腐蚀膨胀去除，或者根据纸币的倾斜度，计算出斜纹的方向，进行方向滤波。其它国家的纸币或票据，根据具体情况分析噪声的特点，釆用对应的去噪方法。

5505.去完噪后重新二值化，保证二值化字符信息的完整。基于投影精确分割出每个字符。

5506.如果分割字符个数满足条件，如人民币序列号为 10位，则提取字符特征，一类是基于二值化提取特征，一类是基于灰度图提取特征

5507.循环将每个字符特征送到分类器进行识别；

5508.识别结果存到数据库或通过串口打印到打印机上。

综上所述，本发明釆用透射成像机制，获取纸币序列号区域的图像，经处理得到纸币序列号。现有的反射成像机制识别序列号，所需要的成像设备多，本发明提出的透射成像机制识别序列号，可使得硬件结构简单化，缩小验钞机具体积，结构控制也由控制多路设备变成控制两路或者一路，即节省了机具成本，又减小了机械复杂度以及流程控制的复杂度。与反射成像识别序列号相比，透射成像釆集的图像引入了 "噪声"，在算法模块中增加了滤除噪声的模块。针对透射成像带来的噪声问题，本发明的具体实施方案中提出了去噪模块，分析了噪声存在的情况，根据噪声的 "固定" 特性，即大小、位置、形状、颜色的固定，可以有效地去除噪声。同时根据噪声颜色的不同，提出可以选择减弱背景噪声的光源，光源的颜色及光源的强度都与不同的纸币或票据进行匹配选择。根据所述公开的实施例，可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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

权利要求

1、一种纸币、票券识别方法，其特征在于，在纸币、票券识别装置中设置有图像釆集单元、光源及走钞通道，所述图像釆集单元与光源分别位于纸币、票券识别装置的走钞通道的两侧，该方法包括：

2、如权利要求 1所述的纸币、票券识别方法，其特征在于，进一步包括：根据所述序列号判定所述纸币、票券的真伪。

3、如权利要求 1所述的纸币、票券识别方法，其特征在于，所述釆集纸币、票券上序列号所在区域的图像，具体包括：

根据检测到的纸币、票券规格，确定纸币、票券序列号可能出现的区域范围；

控制所述图像釆集单元釆集所述区域范围的图像。

4、如权利要求 1所述的纸币、票券识别方法，其特征在于，所述釆集纸币、票券上序列号所在区域的图像，具体包括：

釆集待测纸币、票券的图像，根据检测到的纸币、票券规格定位序列号区域；

获取所述序列号区域的图像。

5、如权利要求 1所述的纸币、票券识别方法，其特征在于，所述对序列号所在区域图像进行处理，具体包括：

对所述序列号所在区域图像进行滤波处理、形态学去噪处理；和 /或对序列号所在区域图像进行图像二值化处理；

6、如权利要求 1所述的纸币、票券识别方法，其特征在于，所述对序列号所在区域图像进行处理，具体包括：

7、如权利要求 1所述的纸币、票券识别方法，其特征在于，还包括：根据纸币、票券色调和 /或序列号区域颜色，选择釆用相应的波长的光源，以减小纸币、票券序列号部分或其对应背面的背景图纹形成的固定噪声影响。

8、如权利要求 1所述的纸币、票券识别方法，其特征在于，还包括：检测到纸币、票券通过图像釆集单元时，开启光源，并触发所述图像釆集单元釆集纸币、票券图像。

9、一种纸币、票券识别装置，具有图像釆集单元、光源、走钞通道，其特征在于，所述图像釆集单元与光源分别位于纸币、票券识别装置的走钞通道的两侧；

该纸币、票券识别装置，还包括：

10、如权利要求 9所述的纸币、票券识别装置，其特征在于，还包括：判断单元，根据所述序列号结合已有的假币数据库交叉检索判定所述纸币、票券的真伪。

11、如权利要求 9所述的纸币、票券识别装置，其特征在于，还包括：感应单元，用于检测到的纸币、票券规格，以确定纸币、票券序列号可能出现的区域范围；

控制单元，用于控制所述图像釆集单元釆集所述区域范围的图像。

12、如权利要求 9 所述的纸币、票券识别装置，其特征在于，所述图像釆集单元釆集待测纸币、票券的图像；该装置还包括：

定位单元，用于基于所述图像定位序列号区域；

图像获取单元根据所述定位单元确定的区域获取所述序列号图像。

13、如权利要求 9 所述的纸币、票券识别装置，其特征在于，所述图像处理单元包括：

第一处理模块，对所述序列号所在区域图像进行滤波处理、形态学去噪处理；和 /或

第二处理模块，对序列号所在区域图像进行图像二值化处理。第三处理模块，用于去除固定噪声。

14、如权利要求 9所述的纸币、票券识别装置，其特征在于，还包括：图像识别模块，用于识别所获取的序列号所在区域图像是从序列号所在面获取的还是从序列号所在面的背面获取；

仿射变换模块，用于对序列号图像进行仿射变换；

15、如权利要求 9所述的纸币、票券识别装置，其特征在于，还包括：光源选择模块，根据纸币、票券色调和 /或序列号区域颜色，选择釆用相应的波长的光源，以减小纸币、票券序列号部分或其对应背面的背景图纹形成的固定噪声影响。

16、如权利要求 9所述的纸币、票券识别装置，其特征在于，还包括：纸币、票券检测单元，设置在走钞通道，用于检测进入走钞通道的纸币、票券；当检测到纸币、票券通过图像釆集单元时，检测单元发出指示信号，开启光源，并触发图像釆集单元釆集纸币、票券图像。