本實用新型涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紙幣鑒偽裝置。

背景技術(shù)：

隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民幣現(xiàn)金交易量不斷增大，紙幣是我國發(fā)行的人民幣主要流通貨幣，在經(jīng)濟(jì)活動中起著非常重要的作用，也一直存在著不法分子制造和流通假幣和變造幣，這嚴(yán)重擾亂著金融秩序和經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定，損害著國家的公眾利益。

為了提高鈔票的方位能力，紙張防偽、油墨防偽和印刷防偽等防偽技術(shù)被不斷的開發(fā)和改進(jìn)，近年來，隨著防偽技術(shù)的不斷發(fā)展，防偽技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)應(yīng)用也得到迅速發(fā)展。

2015版人民幣100元新加的光彩光變數(shù)字“100”，位于百元紙幣票面正面中部、“中國人民銀行”字樣下方。央行有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，垂直觀察票面，數(shù)字“100”以金色為主；平視觀察，數(shù)字“100”以綠色為主。隨著觀察角度的改變，數(shù)字“100”顏色在金色和綠色之間交替變化，并可見到一條亮光帶在數(shù)字上下滾動。據(jù)介紹，光彩光變技術(shù)是國際鈔票防偽領(lǐng)域公認(rèn)的前沿公眾防偽技術(shù)之一，公眾更容易識別，目前已有包括歐元區(qū)、俄羅斯在內(nèi)的多個國家和地區(qū)采用此技術(shù)印鈔。

新加的光變鏤空開窗安全線位于票面正面右側(cè)。當(dāng)觀察角度由直視變?yōu)樾币晻r，安全線顏色由品紅色變?yōu)榫G色；透光觀察時，可見安全線中正反交替排列的鏤空文字“￥100”。光變鏤空開窗安全線對光源要求不高，顏色變化明顯，同時集成鏤空文字特征，有利于公眾識別。

上述防偽技術(shù)主要設(shè)計為人眼視覺上的防偽點，人眼從不同角度觀察，可呈現(xiàn)不同的顏色。也可采用光學(xué)裝置通過在白光照射下從不同角度得到不同的特征來進(jìn)行檢測識別。不論是人眼變換角度觀察或者多個攝像機(jī)從不同角度攝錄字符或圖像顏色進(jìn)行鑒別，其本質(zhì)都是從不同的角度來采集特征進(jìn)行檢測識別。

現(xiàn)有的裝置都采用基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件(CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor)或電荷耦合元件(CCD，Charge Coupled Device)攝像頭對紙幣的特定區(qū)域，例如，變色油墨區(qū)域，或者全息圖像區(qū)域，或者隱形圖案區(qū)域進(jìn)行拍照，得到相關(guān)區(qū)域的圖像，之后采用圖像處理算法來鑒別該防偽點的真?zhèn)?。這些裝置具有以下的主要特點：

第一，在每個待檢測的特定區(qū)域可能出現(xiàn)的位置安裝一套圖像采集裝置。一套裝置要根據(jù)所拍攝到的特定區(qū)域的位置，設(shè)計光源和攝像頭的位置，使得攝像頭可以同時獲得紙幣的正面圖像(從大致垂直角度拍攝的圖像)和側(cè)面圖像(從側(cè)邊以一定的傾斜角度拍攝的圖像)。

第二，由于不同國家的紙幣，不同的幣種，待檢測的特定區(qū)域在鈔票上所處的位置各不相同，所以一套設(shè)備往往只能適用于某一國紙幣的一種或幾種幣種的檢測。

第三，由于采用CMOS或CCD的攝像頭焦距都比較大，要拍攝一定范圍的視野，都需要一定的拍攝距離，因此整個拍攝裝置所需的體積往往都比較大。

由上述的特點也決定了采用CMOS或CCD攝像頭檢測不同角度的光學(xué)特征的設(shè)備會存在如下的問題：

在CMOS或CCD攝像頭在拍攝時，紙幣在走鈔腔內(nèi)運動與理論運動情況往往有一定的差異，這也決定了在攝像頭進(jìn)行圖像拍攝時，待檢測的特定區(qū)域所處的位置與理論位置有一定的出入，從而也使得在呈像時，正面圖像、側(cè)面圖像、待檢測的特定區(qū)域與光源的相對位置與設(shè)計有一定偏差。這也最終影響到變色油墨的識別效果。

而且，由于不同的幣種，待檢測的特定區(qū)域所在鈔票的位置各不相同，而CMOS或CCD裝置必須要在待檢測的特定區(qū)域位置上進(jìn)行安裝，所以對于特定區(qū)域不在同一位置上的紙幣，只能通過多臺不同的設(shè)備進(jìn)行識別。而當(dāng)發(fā)行新版本的紙幣時，如果待檢測的特定區(qū)域的位置發(fā)生變化，則必須對原有的設(shè)備進(jìn)行硬件重新設(shè)計更新。

另外，CMOS或CCD攝像頭所需體積較大，而對于內(nèi)部設(shè)計十分緊湊的點、驗、清分設(shè)備來說，無疑大大地增加了設(shè)備的設(shè)計要求，也增加了整個設(shè)備的整體體積。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供一種紙幣鑒偽裝置，利用接觸式圖像傳感器 (Contact Image Sensor，簡稱CIS)同時采集紙幣的正面和側(cè)面圖像，并基于透射光采集透射圖像，通過比較所采集的圖像，以此來達(dá)到檢測鑒偽的目的。

本實用新型公開了一種紙幣鑒偽裝置，包括：

出鈔口；

入鈔口；

位于出鈔口與入鈔口之間的透明送鈔通道；

設(shè)置于出鈔口和入鈔口之間的透明送鈔通道的一側(cè)的第一入射光源和一第二入射光源；

設(shè)置于所述透明送鈔通道的另一側(cè)的一第三入射光源；

一接觸式圖像傳感器，設(shè)置于所述送鈔通道內(nèi)待檢測區(qū)域上方，在每一次光源點亮?xí)r，采集一行圖像數(shù)據(jù)，從而組成一幅圖像；

一透鏡，設(shè)置于所述預(yù)定區(qū)域的反射光至所述CIS的光路上；

一控制器，感測到紙幣到達(dá)所述待檢測區(qū)時，觸發(fā)所述第一入射光源、所述第二入射光源和所述第三入射光源輪流開啟，以及在光源開啟時，觸發(fā)所述CIS采集圖像。

一圖像處理單元，將各入射光源開啟時采集到的對應(yīng)行分別合并為第一圖像、第二圖像和第三圖像；

一識別單元，比較所述第一圖像和所述第二圖像，據(jù)以判斷待檢測物是否具有光彩光變特征；比較所述第一圖像和所述第三圖像，據(jù)以判斷待檢測物是否具有互補(bǔ)對印特征。

其中：

所述第一入射光源和所述第二入射光源設(shè)置于送鈔通道內(nèi)待檢測區(qū)域上方；其中，所述第一入射光源以第一角度θ1照射所述待檢測面上一預(yù)定區(qū)域，所述第二入射光源以第二角度θ2照射所述預(yù)定區(qū)域；第二角度θ2與第一角度θ1的差值大于預(yù)定值ω；

所述第三入射光源設(shè)置于送鈔通道內(nèi)待檢測區(qū)的下方，照射所述待檢測區(qū)。

較佳地：

所述第一入射光源和第二入射光源開啟時，所述CIS采集紙幣上具有光彩光變特性的位置；

所述第三入射光源開啟時，所述CIS采集紙幣上具有互補(bǔ)對印圖案的位 置。

較佳地，所述第一入射光源和所述第二入射光源設(shè)置在所述透鏡的同一側(cè)，所述透鏡和CIS傳感器傾斜于所述待檢測面設(shè)置。

較佳地，所述第一入射光源和所述第二入射光源設(shè)置在所述透鏡的兩側(cè)，所述透鏡和CIS傳感器垂直于所述待檢測面設(shè)置。

較佳地，所述第一角度θ1小于30°度，所述第二角度θ2大于60°度；所述預(yù)定值ω大于50°度。

較佳地，所述第三入射光源設(shè)置于送鈔通道內(nèi)待檢測區(qū)的正下方，垂直照射所述待檢測區(qū)。

較佳地，所述入射光源為LED白光燈。

較佳地，所述LED白光燈為藍(lán)光LED加熒光粉的三波長白光燈、多芯片型三色組合的白光LED燈兩種之一。

本實用新型提供的一種紙幣的鑒偽方法，具有如下優(yōu)點：

1、應(yīng)用于對具有不同角度的光學(xué)特征鑒偽技術(shù)的紙幣的鑒偽，采用CIS采集紙幣或其他印刷物的正面和側(cè)面圖像，由于光線的入射角度與反射角度固定，因此采集的圖像光線更為均勻，相比以往的CMOS或CCD攝像頭來檢測的方法及裝置，本實用新型提供的解決方案受紙幣在機(jī)械走鈔腔內(nèi)走鈔情況影響較小，獲取的不同角度的光學(xué)特征的效果也可以保證。

2、其次，對于不同的幣種，即使待檢測區(qū)域在鈔票的位置各不相同，通過一套設(shè)備也可以完成不同幣種紙幣的檢測。當(dāng)發(fā)行新版紙幣時，只需要通過軟件升級就可以完成設(shè)備升級。

3、相對CMOS或CCD攝像頭來說，CIS體積較小，安裝非常方便，在進(jìn)行機(jī)械部分設(shè)計時可以使得結(jié)構(gòu)更為緊湊，設(shè)備組裝也更加方便。

4、設(shè)計控制開關(guān)，控制觸發(fā)時間點，更加節(jié)能，尤其適用于電源為儲電電池供給的裝置。

5、巧妙的設(shè)計透明的支撐板，能夠同時檢測紙幣的正反兩面圖像，提高了檢測效率。

6、同時針對紙幣的光彩光變特性和互補(bǔ)對印特性進(jìn)行鑒偽，提高了鑒偽的準(zhǔn)確度。

附圖說明

圖1是本實用新型第一實施例提供的一種紙幣鑒偽裝置結(jié)構(gòu)示意圖1；

圖2是本實用新型第一實施例提供的另一種紙幣鑒偽裝置結(jié)構(gòu)示意圖2；

圖3是本實用新型第二實施例提供的一種使用本實用新型鑒偽裝置進(jìn)行紙幣鑒偽的方法流程圖。

具體實施方式

為使本實用新型的原理、特性和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。

實施例一

本實用新型實施例中提供一種紙幣鑒偽裝置，用于同時對防偽特征為光彩光變特征和互補(bǔ)對印特征的紙幣進(jìn)行檢測。

參見圖1，該圖示出了本實用新型實施例中提供的紙幣鑒偽裝置的結(jié)構(gòu)，包括：

出鈔口101；

入鈔口102；

位于出鈔口101與入鈔口102之間的透明送鈔通道103；

設(shè)置于出鈔口101和入鈔口102之間的透明送鈔通道103的一側(cè)的第一入射光源104和一第二入射光源105；

設(shè)置于所述透明送鈔通道103的另一側(cè)的一第三入射光源106；

一接觸式圖像傳感器CIS107，設(shè)置于所述送鈔通道103內(nèi)待檢測區(qū)域108上方，在每一次光源點亮?xí)r，采集一行圖像數(shù)據(jù)，從而組成一幅圖像；

一透鏡109，設(shè)置于所述預(yù)定區(qū)域108的反射光至所述CIS107的光路上；

一控制器110，感測到紙幣到達(dá)所述待檢測區(qū)108時，觸發(fā)所述第一入射光源104、所述第二入射光源105和所述第三入射光源106輪流開啟，以及在光源開啟時，觸發(fā)所述CIS107采集圖像。

一圖像處理單元111，將各入射光源開啟時采集到的對應(yīng)行分別合并為第一圖像、第二圖像和第三圖像；

一識別單元112，比較所述第一圖像和所述第二圖像，據(jù)以判斷待檢測物 是否具有光彩光變特征；比較所述第一圖像和所述第三圖像，據(jù)以判斷待檢測物是否具有互補(bǔ)對印特征。

其中：

所述第一入射光源104和所述第二入射光源105設(shè)置于送鈔通道103內(nèi)待檢測區(qū)域108上方；所述第一入射光源104和所述第二入射光源105設(shè)置在所述透鏡109的同一側(cè)，所述透鏡109和CIS傳感器107傾斜于所述待檢測面108設(shè)置；所述第一入射光源104以第一角度θ1照射所述待檢測108面上一預(yù)定區(qū)域，所述第二入射光源105以第二角度θ2照射所述預(yù)定區(qū)域108；第二角度θ2與第一角度θ1的差值大于預(yù)定值ω；

所述第三入射光源106設(shè)置于送鈔通道103內(nèi)待檢測區(qū)108的下方，照射所述待檢測區(qū)108。

其中，第一角度θ1及第二角度θ2可以為進(jìn)行檢測時入射光線與待檢測紙幣的垂直方向的夾角。較佳地，第一角度θ1小于10°度，角度θ1盡可能小，越接近垂直越好，但不應(yīng)角度θ1不等于0°度(即垂直角度)，避免影響成像效果；第二角度θ2大于60°度；預(yù)定值ω大于50°度。

較佳地，所述第三入射光源106設(shè)置于送鈔通道103內(nèi)待檢測區(qū)108的正下方，垂直照射所述待檢測區(qū)108。

在具體應(yīng)用時，第一入射光源104、第二入射光源105和第三入射光源106間隔點亮，比如，首先，第一入射光源104打開，其他光源關(guān)閉，CIS傳感器采集一行圖像數(shù)據(jù)；之后，第二入射光源105點亮，其他光源關(guān)閉，CIS傳感器再采集一行圖像數(shù)據(jù)；再之后，第三入射光源106點亮，其他光源關(guān)閉，CIS傳感器再采集一行圖像數(shù)據(jù)，以此類推。由此可見，當(dāng)被檢測物完全通過CIS傳感器時，CIS傳感器可以輸出一張圖像。這幅圖像的第N行為第一入射光源104照射得到，第N+1行為第二入射光源105照射得到，第N+2行為第三入射光源106照射得到。

因此，可采用軟件圖像處理方法將CIS傳感器輸出圖像的第N行合成一整幅完全由第一入射光源104照射得到的圖像,即第一圖像；將第N+1行合成一整幅完全由第二入射光源105照射得到的圖像，即第二圖像；將第N+2行合成一整幅完全由第三入射光源106照射得到的圖像，即第三圖像。

由于第一入射光源104照射得到的圖像是由正面照射，正面拍攝得到，所以可以認(rèn)為是紙幣正面觀察得到的圖像。而第二入射光源105照射所得到的圖 像，雖然也是正面拍攝，但第二入射光源105的入射角較大，同樣可以使得被檢紙幣上呈現(xiàn)不同的不同角度的光學(xué)特征，例如使獲得的圖像呈現(xiàn)不同的不同角度的光學(xué)特征，具體地，圖像上呈現(xiàn)出不同顏色，等同于側(cè)面觀察被檢測物(如紙幣或印刷品)得到的圖像。因此，對第一圖像和第二圖像進(jìn)行比對分析，即可判斷紙幣是否具有光彩光變的防偽特性。

較佳地，為了減少運算量，提高鑒偽速度，可以當(dāng)觸發(fā)所述第一入射光源104和第二入射光源105開啟時，僅針對紙幣上具有光彩光變特性的位置采集圖像。

由于有些紙幣具有光彩光變特征的圖案在紙幣的一面，另一面沒有，例如，2015版100元面額人民幣。當(dāng)正好紙幣上具有光彩光變特征的圖案在所述第一入射光源104和第二入射光源105一側(cè)時，會檢測出光彩光變特性；但是如果紙幣具有光彩光變特征的圖案在所述第三入射光源106一側(cè)時，無法檢測到光彩光變特性。此時，為了提高鑒偽效率且不增加硬件成本，并不對紙幣朝向做轉(zhuǎn)向處理，也不在另一側(cè)增加對光彩光變特征進(jìn)行采集的結(jié)構(gòu)，而是基于透射特性檢測互補(bǔ)對印鑒偽區(qū)域，觸發(fā)所述第三入射光源106開啟，觸發(fā)其他光源關(guān)閉，采集具有互補(bǔ)對印圖案的位置，之后，對拍攝到的圖像進(jìn)行一系列的預(yù)處理、特征提取、閾值分析，綜合得到最終的處理結(jié)果。

其中，所述入射光源為LED白光燈。

在一具體實施例中，所述LED白光燈為藍(lán)光LED加熒光粉的三波長白光燈、多芯片型三色組合的白光LED燈兩種之一。

參見圖2，本實用新型還提供了另一種紙幣鑒偽裝置，與圖1所示的紙幣鑒偽裝置的區(qū)別在于，設(shè)置所述第一入射光源204和所述第二入射光源205在所述透鏡209的兩側(cè)，所述透鏡209和CIS傳感器207垂直于所述待檢測面設(shè)置。其他部件設(shè)置與圖1相同，此處不再贅述。

本實用新型上述光學(xué)特征檢測裝置采用接觸式圖像傳感器(CIS)采集紙幣或其他印刷物的正面和側(cè)面圖像，由于光線的入射角度與反射角度固定，因此采集的圖像光線更為均勻，相比以往的CMOS或CCD攝像頭來檢測的方法及裝置，本實用新型提供的解決方案受紙幣在機(jī)械走鈔腔內(nèi)走鈔情況影響較小，獲取的不同角度的光學(xué)特征的效果也可以保證。

其次，對于不同的幣種，即使待檢測區(qū)域在鈔票的位置各不相同，通過一 套設(shè)備也可以完成不同幣種紙幣的檢測。當(dāng)發(fā)行新版紙幣時，只需要通過軟件升級就可以完成設(shè)備升級。

相對CMOS或CCD攝像頭來說，CIS體積較小，安裝非常方便，在進(jìn)行機(jī)械部分設(shè)計時可以使得結(jié)構(gòu)更為緊湊，設(shè)備組裝也更加方便。對于一臺設(shè)備，只要在通道的兩面各安裝一根CIS，就可以完成對一張紙幣正面和背面全幅面的不同角度的光學(xué)特征進(jìn)行檢測。本實用新型提供的不同角度的光學(xué)特征檢測方法及裝置檢測識別率高、性能穩(wěn)定可靠。

巧妙的設(shè)計透明的支撐板，能夠同時檢測紙幣的正反兩面圖像，提高了檢測效率。

同時針對紙幣的光彩光變特性和互補(bǔ)對印特性進(jìn)行鑒偽，提高了鑒偽的準(zhǔn)確度。

實施例二

如圖3所示，本實用新型實施例還提供了使用本實用新型鑒偽裝置對紙幣進(jìn)行鑒偽的方法，包括步驟：

步驟S301：系統(tǒng)啟動，開始走鈔；

步驟S302：傳送鈔票至待檢測區(qū)域；

步驟S303：依次觸發(fā)設(shè)置于透明送鈔通道一側(cè)的第一入射光源、第二入射光源，以及設(shè)置于所述送鈔通道另一側(cè)的第三入射光源開啟，每次保持僅一個光源開啟，其他光源關(guān)閉；

步驟S304：在第一入射光源開啟時，采用CIS對光彩光變特征區(qū)域采集一行數(shù)據(jù)，當(dāng)掃描完成最后一行時，將采集到的行合并為第一圖像；

步驟S305：在第二入射光源開啟時，采用CIS對光彩光變特征區(qū)域采集一行數(shù)據(jù)，當(dāng)掃描完成最后一行時，將采集到的行合并為第二圖像；

步驟S306：在第三入射光源開啟時，采用CIS對互補(bǔ)對印特征區(qū)域采集一行數(shù)據(jù)，當(dāng)掃描完成最后一行時，將采集到的行合并為第三圖像；

步驟S307：比較所述第一圖像和所述第二圖像，據(jù)以判斷待檢測物是否具有光彩光變特征；

步驟S308：分析所述第三圖像，據(jù)以判斷待檢測物是否具有互補(bǔ)對印特征；

步驟S309：綜合對光彩光變特征和互補(bǔ)對印特征的檢測結(jié)果，輸出對紙 幣的鑒偽結(jié)果。

本實用新型提供的不同角度的光學(xué)特征檢測方法及裝置中，采用接觸式圖像傳感器CIS采集紙幣或其他印刷物的正面和側(cè)面圖像，由于光線的入射角度與反射角度固定，因此采集的圖像光線更為均勻，相比以往的CMOS或CCD攝像頭來檢測不同角度的光學(xué)特征的方法及裝置，本實用新型提供的不同角度的光學(xué)特征的檢測方法及裝置受紙幣在機(jī)械走鈔腔內(nèi)走鈔情況影響較小，獲取不同角度的光學(xué)特征的效果也可以保證。其次，對于不同的幣種，變色油墨或全息圖像即使在鈔票的位置各不相同，通過一套設(shè)備也可以完成不同幣種紙幣的檢測。當(dāng)發(fā)行新版紙幣時，只需要通過軟件升級就可以完成設(shè)備升級。相對CMOS或CCD攝像頭來說，CIS體積較小，安裝非常方便，在進(jìn)行機(jī)械部分設(shè)計時可以使得結(jié)構(gòu)更為緊湊，設(shè)備組裝也更加方便。巧妙的設(shè)計透明的支撐板，能夠同時檢測紙幣的正反兩面圖像，提高了檢測效率。同時針對紙幣的光彩光變特性和互補(bǔ)對印特性進(jìn)行鑒偽，提高了鑒偽的準(zhǔn)確度。

根據(jù)所述公開的實施例，可以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本實用新型。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這些實施例的各種修改是顯而易見的，并且這里定義的總體原理也可以在不脫離本實用新型的范圍和主旨的基礎(chǔ)上應(yīng)用于其他實施例。以上所述的實施例僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。