本發(fā)明涉及金融信息管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紙幣管理系統(tǒng)、方法及紙幣識別方法。

背景技術(shù)：

雖然國家加大了對于偽鈔的打擊力度，目前偽鈔相關(guān)的犯罪行為仍然屢禁不止，且假鈔的制作水平也日益高超。而由于atm加鈔及網(wǎng)點(diǎn)配鈔管理手段滯后、所配鈔票沒有留存證據(jù)等原因，導(dǎo)致部分假鈔可能會通過銀行流向社會，并由于缺乏相關(guān)證據(jù)證明偽鈔的來源，導(dǎo)致儲戶和銀行之間經(jīng)常產(chǎn)生糾紛，造成社會公眾對銀行不信任的危機(jī)。

為此，人民銀行總行2013年發(fā)布14號文件，主要內(nèi)容包括：繼續(xù)加強(qiáng)現(xiàn)金清分能力建設(shè)，推動全額清分目標(biāo)實(shí)現(xiàn)；加快推動冠字號碼查詢工作，建立全國統(tǒng)一的銀行涉假幣投訴機(jī)制。

“冠字號碼”是人民幣的“身份證號”，在紙幣流通、管理和金融安全等日常生產(chǎn)、生活經(jīng)濟(jì)活動中有著重要作用。通過將“冠字號碼識別技術(shù)”引入標(biāo)準(zhǔn)(應(yīng)用)，對鑒別儀機(jī)具技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用、紙幣運(yùn)行管理、貨幣反假、公共安全管理和保護(hù)銀行、商業(yè)及消費(fèi)者合法權(quán)益，有著深遠(yuǎn)意義。

然而，現(xiàn)有的紙幣流通過程中，銀行通常僅僅保存有冠字號一項(xiàng)特征，且冠字號的識別率無法保證100％準(zhǔn)確，無法保證紙幣冠字號特征的記錄及追溯的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種紙幣管理系統(tǒng)、方法及紙幣識別方法，可以提高紙幣流通過程中的可追溯性，提高紙幣真?zhèn)巫R別的準(zhǔn)確率。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種紙幣管理系統(tǒng)，包括：

第一提取模塊，用于根據(jù)掃描的紙幣圖像提取冠字號碼；

位置獲取模塊，用于獲取防偽纖維在所述紙幣圖像內(nèi)的位置坐標(biāo)；

關(guān)聯(lián)模塊，用于將所述冠字號碼與所述防偽纖維的位置坐標(biāo)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系；

數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述冠字號碼、所述防偽纖維的位置坐標(biāo)及二者的關(guān)聯(lián)關(guān)系并形成輸出數(shù)據(jù)；

存儲器，用于存儲所述數(shù)據(jù)采集模塊的所述輸出數(shù)據(jù)。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的紙幣管理系統(tǒng)還包括第二提取模塊，所述第二提取模塊根據(jù)所述紙幣圖像提取冠字號圖像包含的冠字號信息；所述關(guān)聯(lián)模塊還將所述第一提取模塊提取的紙幣的所述冠字號碼與所述第二提取模塊生成的所述冠字號信息建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，并經(jīng)過所述數(shù)據(jù)采集模塊輸出至所述存儲器進(jìn)行存儲。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述冠字號信息包括冠字號的字體、字號、字符間距、在所述紙幣圖像中的位置、冠字號方向中的一種或多種。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的紙幣管理系統(tǒng)還包括清分模塊，所述清分模塊清點(diǎn)紙幣并輸出清分?jǐn)?shù)據(jù)；所述關(guān)聯(lián)模塊還將所述第一提取模塊提取的紙幣的所述冠字號碼與所述清分模塊輸出的所述清分?jǐn)?shù)據(jù)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，并經(jīng)過所述數(shù)據(jù)采集模塊輸出至所述存儲器進(jìn)行存儲；所述清分?jǐn)?shù)據(jù)包括點(diǎn)驗(yàn)鈔時間以及新舊程度與防偽纖維的剩余根數(shù)的至少一個。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述位置獲取模塊獲取的所述防偽纖維在紙幣圖像內(nèi)的位置坐標(biāo)包括每個防偽纖維兩個端點(diǎn)的位置坐標(biāo)。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述位置獲取模塊包括：

選定單元，用于選定一紙幣圖像區(qū)域；

處理單元，用于對所述紙幣圖像區(qū)域進(jìn)行二值化處理，形成二值圖像；

標(biāo)記單元，用于對所述二值圖像的連通域進(jìn)行標(biāo)記；

記錄單元，用于記錄每個所述連通域上的端點(diǎn)位置及每個所述連通域內(nèi)的所述端點(diǎn)位置的連接關(guān)系。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種紙幣管理方法，包括：

提取冠字號碼；

獲取防偽纖維在紙幣圖像內(nèi)的位置坐標(biāo)；

建立所述冠字號碼和所述防偽纖維的位置坐標(biāo)的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

采集所述冠字號碼、所述防偽纖維的位置坐標(biāo)和所述關(guān)聯(lián)關(guān)系并形成輸出數(shù)據(jù)；

存儲所述輸出數(shù)據(jù)。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的紙幣管理方法還包括：根據(jù)所述紙幣圖像提取冠字號圖像包含的冠字號信息，建立并存儲所述冠字號碼與所述冠字號信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述冠字號信息包括冠字號的字體、字號、字符間距、在所述紙幣圖像中的位置、冠字號方向中的一種或多種。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的紙幣管理方法還包括：清點(diǎn)紙幣并輸出清分?jǐn)?shù)據(jù)，建立并存儲所述冠字號碼與所述清分?jǐn)?shù)據(jù)的驗(yàn)鈔時間、新舊程度的關(guān)聯(lián)關(guān)系，和/或，建立并存儲所述冠字號碼與所述清分?jǐn)?shù)據(jù)的驗(yàn)鈔時間、所述防偽纖維的剩余根數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述獲取防偽纖維在紙幣圖像內(nèi)的位置坐標(biāo)，包括采集每個所述防偽纖維兩個端點(diǎn)的位置坐標(biāo)。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述獲取防偽纖維在所述紙幣圖像內(nèi)的位置坐標(biāo)，包括：

選定一紙幣圖像區(qū)域；

對所述紙幣圖像區(qū)域進(jìn)行二值化處理，形成二值圖像；

對所述二值圖像的連通域進(jìn)行標(biāo)記；

記錄每個所述連通域上的端點(diǎn)位置及每個所述連通域內(nèi)的所述端點(diǎn)位置的連接關(guān)系。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種紙幣識別方法，使用以上提及的任意一種紙幣管理系統(tǒng)，包括：

掃描當(dāng)前紙幣，生成待檢測圖像；

匹配所述待檢測圖像與所述存儲器內(nèi)存儲的冠字號碼，如所述待檢測圖像內(nèi)的冠字號碼不存在則終止匹配；否則，

根據(jù)當(dāng)前紙幣的冠字號碼調(diào)出所述存儲器內(nèi)存儲的冠字號碼、防偽纖維的位置坐標(biāo)的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

對比待檢測圖像中防偽纖維與所述存儲器內(nèi)存儲的防偽纖維的位置坐標(biāo)，判斷待檢測圖像中所有的防偽纖維的坐標(biāo)是否真實(shí)存在；和/或，對比待檢測圖像與所述存儲器內(nèi)存儲的清分?jǐn)?shù)據(jù)，判斷當(dāng)前紙幣的新舊程度是否低于所述存儲器內(nèi)的數(shù)值。

本發(fā)明通過構(gòu)建一種紙幣管理系統(tǒng)，除了將紙幣包括冠字號碼在內(nèi)的信息記錄并存儲外，還經(jīng)過專門的圖像處理后，將各冠字號碼對應(yīng)的紙幣上的防偽纖維的位置坐標(biāo)信息記錄并保存，彌補(bǔ)了冠字號識別準(zhǔn)確率低的缺陷，并進(jìn)一步保證了紙幣特征的記錄準(zhǔn)確性和可追溯性，也提高了紙幣識別效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的紙幣管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的位置獲取模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的紙幣管理方法的原理圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的紙幣識別方法的部分流程圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的防偽纖維的位置坐標(biāo)獲取方法流程圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的紙幣識別方法的主要流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參閱圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的紙幣管理系統(tǒng)主要包括第一提取模塊10、位置獲取模塊20、第二提取模塊30、清分模塊40、關(guān)聯(lián)模塊50、數(shù)據(jù)采集模塊60和存儲器70。其中，第一提取模塊10用于根據(jù)掃描的紙幣圖像提取冠字號碼，位置獲取模塊20用于根據(jù)掃描的紙幣圖像獲取防偽纖維在紙幣圖像內(nèi)的位置坐標(biāo)，第二提取模塊30用于根據(jù)掃描的紙幣圖像提取冠字號圖像包含的冠字號信息，清分模塊40用于清點(diǎn)紙幣并輸出清分?jǐn)?shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)模塊50用于將第一提取模塊10提取的紙幣的冠字號碼分別與位置獲取模塊20獲取的防偽纖維的位置坐標(biāo)、第二提取模塊30生成的冠字號信息建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，數(shù)據(jù)采集模塊60用于采集冠字號碼、冠字號信息、防偽纖維的位置坐標(biāo)及二者的關(guān)聯(lián)關(guān)系并形成輸出數(shù)據(jù)，存儲器70用于存儲數(shù)據(jù)采集模塊60的輸出數(shù)據(jù)。

市面上有的假幣雖然冠字號碼確實(shí)存在，然而其并非一定是真鈔，因此，一方面，通過匹配冠字號對應(yīng)的防偽纖維的位置可以辨別真?zhèn)?，另一方面，本申請的冠字號信息從掃描得到的紙幣圖像中提取的冠字號圖像分析而來，從冠字號圖像可以分析得出冠字號碼的諸多特征，如字體、字號、字符間距、冠字號在紙幣圖像中的位置、冠字號方向等信息，不同版次、不同幣種，冠字號信息可能存在差異，例如，有的紙幣字號較大、字體也有差異，有的紙幣的冠字號是橫向排版的，有的是豎直方向排版的，該冠字號信息可以作為辨別紙幣真?zhèn)蔚囊罁?jù)之一，如果冠字號信息中的任意一個特征不同則為假幣?？梢岳斫獾氖?，在其他實(shí)施方式中，第二提取模塊30并非必須的，并不需要提取冠字號信息，關(guān)聯(lián)模塊50將冠字號碼與防偽纖維的位置坐標(biāo)一一對應(yīng)并關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)采集模塊60將其采集后輸出至存儲器70進(jìn)行存儲，此種方式可以減輕紙幣管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)負(fù)荷，節(jié)省識別成本。

清分模塊40用于清點(diǎn)紙幣，并輸出清分?jǐn)?shù)據(jù)，該清分?jǐn)?shù)據(jù)可以包括人為的分組編號、紙幣數(shù)量、幣值、幣種標(biāo)識、年號或版本號、點(diǎn)驗(yàn)鈔時間、紙幣新舊程度、防偽纖維的剩余根數(shù)中的一種或多種，關(guān)聯(lián)模塊50還可以將第一提取模塊10提取的紙幣的冠字號碼與清分模塊40輸出的清分?jǐn)?shù)據(jù)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，存儲器70可以將冠字號碼按照清分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲，以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和調(diào)取，提高樣幣數(shù)據(jù)的存儲和匹配識別的效率。數(shù)據(jù)采集模塊60作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩?，將檢測出的紙幣的各類數(shù)據(jù)信息(如冠字號碼、冠字號信息、清分?jǐn)?shù)據(jù)、防偽纖維的位置坐標(biāo)、各種關(guān)聯(lián)關(guān)系等)進(jìn)行搜集后一并輸出至存儲器70進(jìn)行存儲。

位置獲取模塊20用于獲取的防偽纖維在紙幣圖像內(nèi)的位置坐標(biāo)包括每個防偽纖維兩個端點(diǎn)的位置坐標(biāo)，即每條防偽纖維兩端點(diǎn)的坐標(biāo)位置。如圖2所示，位置獲取模塊20具體包括：選定單元21，用于選定一紙幣圖像區(qū)域；處理單元22，用于對紙幣圖像區(qū)域進(jìn)行二值化處理，形成二值圖像；標(biāo)記單元23，用于對二值圖像的連通域進(jìn)行標(biāo)記；記錄單元24，用于記錄每個連通域上的端點(diǎn)位置及每個連通域內(nèi)的端點(diǎn)位置的連接關(guān)系。該位置獲取模塊20的工作原理具體包括如下幾步：1、選定單元21在紙幣圖像內(nèi)選定一紙幣圖像區(qū)域；2、處理單元22對選定的紙幣圖像區(qū)域進(jìn)行二值化處理，形成二值圖像；3、標(biāo)記單元23對二值圖像的連通域進(jìn)行標(biāo)記，以區(qū)分開各個連通域；4、記錄單元24記錄每個連通域上的端點(diǎn)位置及每個連通域內(nèi)兩個端點(diǎn)位置之間的連接關(guān)系。這里，以一個4元組代表一根防偽纖維，如(x1，y1，x2，y2)表示一根防偽纖維的位置，其中(x1，y1)為一個端點(diǎn)位置，(x2，y2)為另外一個端點(diǎn)位置，(x1，y1，x2，y2)即代表該防偽纖維位于這兩個端點(diǎn)位置之間。

如圖3所示，基于該紙幣管理系統(tǒng)，本發(fā)明的紙幣管理方法包括s01、提取冠字號碼，s02、獲取防偽纖維在紙幣圖像內(nèi)的位置坐標(biāo)，s03、建立二者的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以及s04、采集冠字號碼，防偽纖維的位置坐標(biāo)、二者的關(guān)聯(lián)關(guān)系并進(jìn)行存儲。

如圖4，在利用存儲的防偽纖維進(jìn)行紙幣信息追溯時，該紙幣管理方法還可以通過利用冠字號信息進(jìn)行追溯，可以在s01、提取冠字號碼后，s11、提取并生成冠字號信息，s12、建立并存儲冠字號碼與冠字號信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系。由于存儲有冠字號碼和冠字號信息以及二者的關(guān)聯(lián)關(guān)系，當(dāng)冠字號碼確認(rèn)存在后，可以根據(jù)該冠字號碼快速從系統(tǒng)調(diào)取其對應(yīng)的冠字號信息，根據(jù)對應(yīng)的冠字號信息判斷當(dāng)前紙幣的真?zhèn)巍?/p>

由于清分?jǐn)?shù)據(jù)可以包括人為的分組編號、紙幣數(shù)量、幣值、幣種標(biāo)識、年號或版本號、點(diǎn)驗(yàn)鈔時間、紙幣新舊程度、防偽纖維的剩余根數(shù)中的一種或多種。該紙幣管理方法還可以利用存儲的清分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行紙幣信息的追溯，可以在提取冠字號碼和清分?jǐn)?shù)據(jù)后，建立冠字號碼與清分?jǐn)?shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，當(dāng)冠字號碼確認(rèn)存在后，可以根據(jù)該冠字號碼快速從系統(tǒng)調(diào)取其對應(yīng)的清分?jǐn)?shù)據(jù)信息，根據(jù)對應(yīng)的清分?jǐn)?shù)據(jù)判斷當(dāng)前紙幣的真?zhèn)?。例如，系統(tǒng)存儲有當(dāng)前冠字號對應(yīng)的紙幣a的清分?jǐn)?shù)據(jù)，最新的清分?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2011年1月1日，該紙幣a為七成新，剩余的防偽纖維根數(shù)為10根，如果在后的某一天(如2017年2月5日)發(fā)現(xiàn)一紙幣a’具有與紙幣a相同的冠字號碼，如該紙幣a’為八成新，則可以判斷出是假幣，或者如發(fā)現(xiàn)該紙幣a’上有12根防偽纖維，也可以判斷出是假幣。

其中，如圖5所示，步驟s02、獲取防偽纖維在紙幣圖像內(nèi)的位置坐標(biāo)中，位置坐標(biāo)的獲取方法包括采集每個防偽纖維兩個端點(diǎn)的位置坐標(biāo)，具體包括：

s021、選定一紙幣圖像區(qū)域；

s022、對選定的紙幣圖像區(qū)域進(jìn)行二值化處理，形成二值圖像；其中，該選定的紙幣圖像區(qū)域可以是紅外圖或者紫外圖，如果該選定的紙幣圖像區(qū)域面積較大，為避免紙幣具有局部污損影響整體的二值化圖像的準(zhǔn)確性，還可以將該選定的紙幣圖像區(qū)域分區(qū)塊分別進(jìn)行二值化處理，并且將不同的區(qū)塊選用不同的亮點(diǎn)灰度值的閾值，即使紙幣出現(xiàn)局部污損也能精確完成二值化處理過程；

s023、對二值圖像的連通域進(jìn)行標(biāo)記；其中，連通域上的點(diǎn)即為無色的熒光防偽纖維，相鄰的連通域之間即非防偽纖維區(qū)；連通域的劃分方式采用8鄰域的方式進(jìn)行判斷，即每個像素周圍有8個鄰接像素即認(rèn)為該像素屬于一個單獨(dú)的連通域；

s024、記錄每個連通域上的端點(diǎn)位置及端點(diǎn)位置的連接關(guān)系。這里，以一個4元組代表一根防偽纖維，如(x1，y1，x2，y2)表示一根防偽纖維的位置，其中(x1，y1)為一個端點(diǎn)位置，(x2，y2)為另外一個端點(diǎn)位置，(x1，y1，x2，y2)即代表該防偽纖維位于這兩個端點(diǎn)位置之間，紙幣上的防偽纖維一般只有兩個端點(diǎn)。

如圖6所示，本發(fā)明的紙幣識別方法包括：

掃描當(dāng)前紙幣，生成待檢測圖像；

匹配待檢測圖像與存儲器70內(nèi)存儲的冠字號碼，如該冠字號碼不存在則終止匹配，認(rèn)定該紙幣為假幣；否則，

根據(jù)當(dāng)前紙幣的冠字號碼調(diào)出存儲器70內(nèi)存儲的冠字號碼、防偽纖維的位置坐標(biāo)的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

對比待檢測圖像中防偽纖維與存儲器內(nèi)存儲的防偽纖維的位置坐標(biāo)，逐一判斷待檢測圖像中所有的防偽纖維是否真實(shí)存在，即判斷檢測圖像中防偽纖維的位置坐標(biāo)數(shù)量是否符合邏輯，并判斷各坐標(biāo)與存儲器內(nèi)相應(yīng)防偽纖維的位置坐標(biāo)是否一致。在判斷檢測圖像中的防偽纖維是否真實(shí)存在時，只需在存儲器內(nèi)的防偽纖維中匹配是否真實(shí)存在該防偽纖維，如不存在，則認(rèn)為該防偽纖維為偽造，也就是說當(dāng)前紙幣為假鈔，如果存在，則逐一匹配，直至最后一根防偽纖維匹配完成。當(dāng)當(dāng)前紙幣上所有的防偽纖維的位置在存儲器內(nèi)都能找到對應(yīng)的位置坐標(biāo)，則認(rèn)為當(dāng)前紙幣是真鈔，否則，認(rèn)定其為假鈔。

另外，清分?jǐn)?shù)據(jù)和冠字號信息可以作為驗(yàn)鈔的依據(jù)之一，當(dāng)檢測到存儲器內(nèi)存儲有當(dāng)前紙幣的冠字號碼，則調(diào)出對應(yīng)的冠字號信息，如果冠字號信息中的任何一項(xiàng)(字體、字號、字符間距、在紙幣圖像中的位置、冠字號方向等)不匹配，則可以判斷其為假鈔。如待檢測圖像中的信息與清分?jǐn)?shù)據(jù)存在差異，則需要進(jìn)一步判斷，例如，如果當(dāng)前紙幣的新舊程度比存儲器內(nèi)記錄的還要新，則判斷其為假鈔；如果當(dāng)前紙幣的防偽纖維的剩余根數(shù)比存儲器內(nèi)記錄的還要多，則也可以直接判斷其為假鈔。

在對當(dāng)前紙幣的真?zhèn)闻卸〞r，基于本實(shí)施例的紙幣管理系統(tǒng)，只需要先匹配冠字號碼是否存在，如不存在則可直接判斷該紙幣為假鈔，提升了匹配效率。只有在冠字號碼存在于當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)時，才進(jìn)行下一步的匹配操作，通過根據(jù)冠字號碼調(diào)取出其對應(yīng)的防偽纖維的位置坐標(biāo)，然后與當(dāng)前紙幣上的纖維位置進(jìn)行對比，即可非常直觀地判斷出當(dāng)前鈔票的真?zhèn)涡浴?/p>

綜上所述，本發(fā)明通過構(gòu)建一種紙幣管理系統(tǒng)，除了將紙幣包括冠字號碼在內(nèi)的信息記錄并存儲外，還經(jīng)過專門的圖像處理后，將各冠字號碼對應(yīng)的紙幣上的防偽纖維的位置坐標(biāo)信息記錄并保存，彌補(bǔ)了冠字號識別準(zhǔn)確率低的缺陷，并進(jìn)一步保證了紙幣特征的記錄準(zhǔn)確性和可追溯性，也提高了紙幣識別效率，實(shí)用性強(qiáng)。

以上所述僅是本申請的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請?jiān)淼那疤嵯拢€可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本申請的保護(hù)范圍。