專(zhuān)利名稱(chēng)：復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及下述四個(gè)領(lǐng)域光學(xué)和電子學(xué)領(lǐng)域、電子學(xué)信息處理技術(shù)領(lǐng)域、模糊數(shù)學(xué)及電子學(xué)信息處理技術(shù)領(lǐng)域及機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前各國(guó)的鈔票防偽技術(shù)主要集中于特殊紙張(包括塑料紙)和防偽制版及印刷。目前大面值歐元、美元及新版人民幣主要采用變色油墨及全息技術(shù)。這是制偽者最不易仿制的特征，即使再下功夫，也會(huì)產(chǎn)生誤差(如變色油墨的仿制是極為困難的，即使借助現(xiàn)代電子配色技術(shù)，也難以模仿所有不同角度的變色效果)。而目前全世界現(xiàn)存的驗(yàn)鈔技術(shù)主要是利用人眼、或借助光學(xué)、化學(xué)輔助手段來(lái)識(shí)別光學(xué)圖像(其本質(zhì)是光學(xué)圖像識(shí)別)，較現(xiàn)代數(shù)字圖像處理技術(shù)(本質(zhì)是計(jì)算機(jī)信號(hào)處理)的精度，在觀測(cè)效果上有極大的差別，而且難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)操作。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種運(yùn)用高科技技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，從而能夠精確判斷出鈔票的真?zhèn)蔚膹?fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)，包括點(diǎn)鈔裝置，還包括攝像頭(A)，圖像處理單元(B)、匹配處理算法器(C)、門(mén)限分析算法單元及結(jié)果顯示(D)、連續(xù)點(diǎn)鈔單元(F)和時(shí)鐘同步控制單元(E)；其中攝像頭(A)與圖像處理單元(B)及時(shí)鐘同步控制單元(E)連接，圖像處理單元(B)分別與匹配處理算法器(C)及時(shí)鐘同步控制單元(E)連接，匹配處理算法器(C)分別與門(mén)限分析算法單元及結(jié)果顯示(D)、時(shí)鐘同步控制單元(E)連接，門(mén)限分析算法單元及結(jié)果顯示(D)分別與匹配處理算法器(C)及時(shí)鐘同步控制單元(D)連接，、連續(xù)點(diǎn)鈔單元(F)與時(shí)鐘同步控制單元(E)連接。
——所述的攝像頭(A)的數(shù)量為2-4個(gè)。
——所述的圖像處理單元(B)是由采集圖像緩存區(qū)和整形采樣軟件存儲(chǔ)區(qū)(4MB RAM)、整形采樣處理單元、I/O接口或RS232及總線構(gòu)成。
——所述的匹配處理算法器(C)是由適時(shí)采集的圖形矩陣緩存區(qū)和處理軟件的存儲(chǔ)區(qū)(4MB RAM)、預(yù)存的圖形矩陣存儲(chǔ)區(qū)(2MB ROM)、接受B模塊數(shù)據(jù)的I/O或RS232、匹配處理單元、輸出數(shù)據(jù)到D模塊的I/O或RS232以及總線構(gòu)成。
——所述的門(mén)限分析算法單元及結(jié)果顯示(D)是由匹配處理后的圖形矩陣緩存區(qū)和處理軟件的存儲(chǔ)區(qū)(4MB RAM)、預(yù)存的門(mén)限向量存儲(chǔ)區(qū)(2MB ROM)、接受C模塊數(shù)據(jù)的I/O或RS232、門(mén)限處理及結(jié)果顯示單元、輸出數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)終端的I/O或RS232以及總線構(gòu)成。
本實(shí)用新型利用多項(xiàng)高技術(shù)手段，去連續(xù)同時(shí)仿真人眼，或仿真人利用輔助手段對(duì)這些特征的辨識(shí)(如對(duì)光辨識(shí)水印，變換角度辨識(shí)變色油墨和全息圖像的特征，放大檢測(cè)識(shí)別點(diǎn)和線，通過(guò)偏振光源檢測(cè)全息圖像)，不僅大大提高了辨識(shí)效率，降低人工成本，而且辨識(shí)精度較人眼和現(xiàn)存的驗(yàn)鈔設(shè)備高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)(如變色油墨和全息圖像在不同固定角度的顏色特征，如果采用圖像處理技術(shù)，其特征的數(shù)字化等級(jí)將高出人眼和偏振光檢測(cè)設(shè)備近千倍)，人眼和現(xiàn)存設(shè)備難以觀測(cè)的制偽效果，在復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)的檢測(cè)手段下將很容易暴露。
本實(shí)用新型是首次在世界上采用數(shù)字信息處理方法來(lái)檢驗(yàn)鈔票，其設(shè)計(jì)思想來(lái)源于類(lèi)似戰(zhàn)略導(dǎo)彈或巡航導(dǎo)彈末端制導(dǎo)所采用的地形匹配技術(shù)，和類(lèi)似戰(zhàn)略預(yù)警雷達(dá)或機(jī)載攻擊雷達(dá)為判定警戒目標(biāo)和攻擊目標(biāo)所采用的動(dòng)目標(biāo)判定技術(shù)。該技術(shù)方案是將各種貨幣(如大面值美元、人民幣、歐元等)制偽者最不容易仿制的變色油墨圖像和全息光學(xué)圖像從光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成可供計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字圖像，將待驗(yàn)鈔票和標(biāo)準(zhǔn)鈔票的特征圖像作圖像匹配處理，再應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的方法設(shè)置分析判定規(guī)則(算法)，以排除系統(tǒng)誤差、環(huán)境誤差和人為誤差的干擾，著重精確地判定鈔票的真?zhèn)巍?br> 圖8為本實(shí)用新型中的點(diǎn)鈔機(jī)的立體結(jié)構(gòu)圖。
圖8中，1-點(diǎn)鈔裝置；11-入鈔口；111-凸輪；112-感測(cè)開(kāi)關(guān)；12-出鈔口；121-葉輪；13-傳動(dòng)馬達(dá)；131-第一皮帶輪；14-皮帶；15-第二批帶輪；151-第二齒輪；16-滾輪；161-第一齒輪；17-幣道；18-葉輪馬達(dá)。
由于上述驗(yàn)鈔機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
2.由B，通過(guò)整形和采樣技術(shù)的圖形處理，形成既保留鈔票特征點(diǎn)的圖像特征，又壓縮數(shù)據(jù)量的向量信號(hào)或圖形矩陣(其中根據(jù)不同幣種和不同圖像特征定義向量信號(hào)或圖形矩陣是本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)之一)，具體圖形處理的示意圖見(jiàn)圖3。通過(guò)圖形處理軟件的整形處理，首先去除不需要的邊緣，使待處理向量成為所要求(根據(jù)不同幣種和面值)的標(biāo)準(zhǔn)矩陣。如100人民幣元鈔票，就是從164×220點(diǎn)陣(3.6萬(wàn)像素)整形成81×181點(diǎn)陣。再通過(guò)采樣處理變成41×91點(diǎn)陣。
3.由C，設(shè)置一系列特定的算法，對(duì)適時(shí)采集的和預(yù)存的向量信號(hào)或圖形矩陣(這里有一個(gè)對(duì)不同種貨幣，如美元、歐元、人民幣等初始化預(yù)存儲(chǔ)的處理過(guò)程)進(jìn)行匹配處理。這一系列算法是本發(fā)明的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，其本質(zhì)是以高出人眼或現(xiàn)存識(shí)別設(shè)備分辨率幾千倍甚至上萬(wàn)倍的數(shù)字識(shí)別能力來(lái)比較待驗(yàn)鈔票和標(biāo)準(zhǔn)鈔票RGB信號(hào)的差別，即紅、綠、藍(lán)的數(shù)字分色等級(jí)的差別。采用由特定匹配算法所編制的軟件處理，將產(chǎn)生可供門(mén)限處理的誤差信號(hào)。其示意圖見(jiàn)圖4。從圖4可以看出，在每個(gè)時(shí)鐘周期t內(nèi)，圖形矩陣緩存區(qū)首先存入B模塊輸出的RGB特征向量，將該向量和預(yù)存在圖形矩陣存儲(chǔ)區(qū)(ROM)的預(yù)存RBG特征向量作為匹配處理(矩陣減法等)后，再刷新存入緩存區(qū)，并通過(guò)輸出接口輸入D模塊。
4.由D，設(shè)置一個(gè)算法即門(mén)限判定規(guī)則，對(duì)匹配處理的結(jié)果進(jìn)行門(mén)限分析(對(duì)結(jié)果矩陣元素的綜合分析和判定)，然后顯示判定結(jié)論。應(yīng)著重說(shuō)明的是，本系統(tǒng)面向?qū)嶋H應(yīng)用環(huán)境，正是由于現(xiàn)實(shí)應(yīng)用環(huán)境將面臨鈔票定位、鈔票新舊、平整、折疊、溫差、潮濕度等環(huán)境誤差，人為誤差，以及本系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差，將使匹配處理的結(jié)果有一個(gè)正常的誤差范圍，也就是說(shuō)即使真鈔票的匹配處理結(jié)果也是有誤差的。如何用模糊數(shù)學(xué)的方法界定這個(gè)范圍就是門(mén)限分析所要達(dá)到的目的。采用由特定門(mén)限分析算法所編出的軟件處理誤差信號(hào)，將產(chǎn)生對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)的最終識(shí)別結(jié)果，并通過(guò)一個(gè)顯示軟件顯示在終端屏幕上。其示意圖見(jiàn)圖5。從圖5可以看出，在每個(gè)時(shí)鐘周期t內(nèi)，匹配處理后的圖形矩陣緩存區(qū)首先存入C模塊輸出的誤差(RGB)特征向量，將該向量和預(yù)存的門(mén)限向量對(duì)比，再經(jīng)模糊數(shù)學(xué)方法的判別軟件處理，就得到最終識(shí)別結(jié)果，并由顯示軟件驅(qū)動(dòng)，輸出至計(jì)算機(jī)終端。
5.F，從連續(xù)點(diǎn)鈔單元提取系統(tǒng)的同步觸發(fā)信號(hào)和計(jì)數(shù)信號(hào)，供給D和E模塊。
6.E模塊提供同步控制，以保障每張鈔票的識(shí)別可靠，相應(yīng)的實(shí)施方式見(jiàn)時(shí)鐘同步控制邏輯(圖6)，具體實(shí)現(xiàn)由Intel 586-133MHz和存儲(chǔ)在一塊存儲(chǔ)器(2MB RAM)里的顯示軟件完成。系統(tǒng)從聚焦攝像至門(mén)限處理結(jié)束的時(shí)間T，依據(jù)合理的設(shè)計(jì)(選擇快速處理器件)，當(dāng)然小于連續(xù)點(diǎn)鈔單元的點(diǎn)鈔間隔時(shí)間t，而時(shí)鐘同步控制及總控的作用就是保障本系統(tǒng)信號(hào)處理部分和機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分、及顯示結(jié)果的絕對(duì)同步。
7.復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)的產(chǎn)品示意圖見(jiàn)圖7。
接通電源和計(jì)算機(jī)，復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)即就可開(kāi)始工作。首先通過(guò)計(jì)算機(jī)和鍵盤(pán)設(shè)置鈔票面值，然后通過(guò)鈔票入槽放入待驗(yàn)鈔票，點(diǎn)鈔結(jié)束后，從鈔票出槽取出鈔票，再將鈔票反一面放入鈔票入槽，再點(diǎn)一次(注意顯示軟件有反向計(jì)數(shù)功能)，計(jì)算機(jī)顯示屏上將顯示計(jì)數(shù)和對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)的驗(yàn)鈔結(jié)果。
具體實(shí)施方式
的補(bǔ)充說(shuō)明1.本發(fā)明著重突出新的思想方法、工作原理和處理模式，也有經(jīng)濟(jì)方面的考慮，故選用了一些3年前的低檔次器件(軟件環(huán)境是Windows98)，以說(shuō)明其原理和結(jié)構(gòu)是實(shí)用可行的。因而，目前復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)的樣機(jī)和今后大規(guī)模推廣時(shí)的最終產(chǎn)品在工藝上略有差別。
2.復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)樣機(jī)的B、C、D、E各模塊的處理單元，使用的是同一塊CPU(Intel 586-133MHz)。目前Intel 586-133MHz的價(jià)格低于50元人民幣，如用Intel 586-166MHz、Intel 586-200MHz或Intel586-233MHz速度會(huì)更快，而且價(jià)格也不貴多少。
3.基于目前樣機(jī)的設(shè)計(jì)模式，今后大規(guī)模推廣時(shí)的最終產(chǎn)品有兩個(gè)走向。其一是軟件結(jié)構(gòu)方向的。事實(shí)上從

圖1、圖3、圖4、圖5我們很容易發(fā)現(xiàn)B、C、D、E模塊合在一起就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。鑒于將來(lái)計(jì)算機(jī)CPU速度越來(lái)越快(目前Intel Pentium-IV已超過(guò)2.2GHz)，存儲(chǔ)量越來(lái)越大(與其相應(yīng)PC機(jī)的內(nèi)存大于256MB)等方面的考慮，對(duì)于已有高級(jí)柜面終端的客戶(hù)，復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)沒(méi)有必要設(shè)置硬件，借助于柜面終端的硬件，僅將所需功能的全套軟件存入作為柜面終端的PC機(jī)，再連接上點(diǎn)鈔單元的同步信號(hào)線和觸發(fā)信號(hào)線即可以工作。
其二是硬件結(jié)構(gòu)方向的。對(duì)于不方便使用柜面終端或柜面終端較低級(jí)的客戶(hù)，使用低成本(如過(guò)時(shí)的)CPU和小容量存儲(chǔ)芯片不失為一種好的選擇，因?yàn)榻窈筮@二類(lèi)芯片將非常便宜。在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，甚至可以專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)專(zhuān)用芯片或采用可編程控制器。當(dāng)然在這種結(jié)構(gòu)情況下，應(yīng)考慮加上簡(jiǎn)易液晶顯示單元。
4.目前由于資金問(wèn)題，A模塊所采用的聚集攝像頭只能改裝實(shí)現(xiàn)。但在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，將采用定制的專(zhuān)用聚集攝像頭。
5.復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)的點(diǎn)鈔單元的機(jī)械傳動(dòng)部分是從市場(chǎng)采購(gòu)的優(yōu)選中間產(chǎn)品，所以在圖7中不做詳細(xì)描述。主要有兩種選擇，一是美國(guó)產(chǎn)品，其特點(diǎn)是質(zhì)優(yōu)價(jià)高；另一種是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，價(jià)格低但質(zhì)量卻次之。如何權(quán)衡將依據(jù)客戶(hù)情況(如國(guó)內(nèi)使用還是出口)而定。
6.依據(jù)圖1，A、B、C、D、E模塊合在一起，可形成識(shí)別單張鈔票的處理系統(tǒng)，供柜面操作員和一般收款員使用。
7.依據(jù)人民幣、美元、歐元等的流通情況，復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)將有針對(duì)不同幣種的專(zhuān)用型號(hào)(主要是不同攝錄結(jié)構(gòu))；但對(duì)同一幣種的型號(hào)，可采取預(yù)先設(shè)置的方法，處理不同面值的鈔票。
8.對(duì)同一幣種，因?yàn)橛姓粗?在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上已考慮了前后之分)，具體操作時(shí)，將正面點(diǎn)一次，再反面點(diǎn)一次，但顯示軟件將依據(jù)計(jì)數(shù)的對(duì)應(yīng)數(shù)顯示驗(yàn)鈔結(jié)果。
9.作為信息處理單元的電路板，也可插在作為柜面終端的PC主板上。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)，包括點(diǎn)鈔裝置，其特征在于還包括攝像頭(A)，圖像處理單元(B)、匹配處理算法器(C)、門(mén)限分析算法單元及結(jié)果顯示(D)、連續(xù)點(diǎn)鈔單元(F)和時(shí)鐘同步控制單元(E)；其中攝像頭(A)與圖像處理單元(B)及時(shí)鐘同步控制單元(E)連接，圖像處理單元(B)分別與匹配處理算法器(C)及時(shí)鐘同步控制單元(E)連接，匹配處理算法器(C)分別與門(mén)限分析算法單元及結(jié)果顯示(D)、時(shí)鐘同步控制單元(E)連接，門(mén)限分析算法單元及結(jié)果顯示(D)分別與匹配處理算法器(C)及時(shí)鐘同步控制單元(D)連接，、連續(xù)點(diǎn)鈔單元(F)與時(shí)鐘同步控制單元(E)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)，其特征在于所述的攝像頭(A)的數(shù)量為2-4個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)，其特征在于所述的圖像處理單元(B)是由采集圖像緩存區(qū)和整形采樣軟件存儲(chǔ)區(qū)(4MBRAM)、整形采樣處理單元、I/O接口或RS232及總線構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)，其特征在于所述的匹配處理算法器(C)是由適時(shí)采集的圖形矩陣緩存區(qū)和處理軟件的存儲(chǔ)區(qū)(4MB RAM)、預(yù)存的圖形矩陣存儲(chǔ)區(qū)(2MB ROM)、接受B模塊數(shù)據(jù)的I/O或RS232、匹配處理單元、輸出數(shù)據(jù)到D模塊的I/O或RS232以及總線構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)，其特征在于所述的門(mén)限分析算法單元及結(jié)果顯示(D)是由匹配處理后的圖形矩陣緩存區(qū)和處理軟件的存儲(chǔ)區(qū)(4MB RAM)、預(yù)存的門(mén)限向量存儲(chǔ)區(qū)(2MB ROM)、接受C模塊數(shù)據(jù)的I/O或RS232、門(mén)限處理及結(jié)果顯示單元、輸出數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)終端的I/O或RS232以及總線構(gòu)成。
專(zhuān)利摘要一種復(fù)合高技術(shù)驗(yàn)鈔機(jī)，包括點(diǎn)鈔裝置，還包括攝像頭(A)，圖像處理單元(B)、匹配處理算法器(C)、門(mén)限分析算法單元及結(jié)果顯示(D)、連續(xù)點(diǎn)鈔單元(F)和時(shí)鐘同步控制單元(E)；本實(shí)用新型是首次在世界上采用數(shù)字信息處理方法來(lái)檢驗(yàn)鈔票，其設(shè)計(jì)思想來(lái)源于類(lèi)似戰(zhàn)略導(dǎo)彈或巡航導(dǎo)彈末端制導(dǎo)所采用的地形匹配技術(shù)，和類(lèi)似戰(zhàn)略預(yù)警雷達(dá)或機(jī)載攻擊雷達(dá)為判定警戒目標(biāo)和攻擊目標(biāo)所采用的動(dòng)目標(biāo)判定技術(shù)。該技術(shù)方案是將各種貨幣上(如大面值美元、人民幣、歐元等)制偽者最不容易仿制的變色油墨圖像和全息光學(xué)圖像從光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成可供計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字圖像，將待驗(yàn)鈔票和標(biāo)準(zhǔn)鈔票的特征圖像作圖像匹配處理，再應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的方法設(shè)置分析判定規(guī)則(算法)，以排除系統(tǒng)誤差、環(huán)境誤差和人為誤差的干擾，著重精確地判定鈔票的真?zhèn)巍?br> 文檔編號(hào)G06T1/00GK2524300SQ0220933
公開(kāi)日2002年12月4日 申請(qǐng)日期2002年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月25日
發(fā)明者鮑東山 申請(qǐng)人:鮑東山