一种纸币磁信号检测校准方法技术

本发明专利技术涉及一种纸币磁信号检测校准方法：图像传感器、磁传感器阵列分别采集纸币的图像数据、全票面磁信号；精确定位出纸币的位置、尺寸、旋转角度θ及左上角原点坐标；计算出图像平面上纸币的中心点坐标；将磁信号数据场映射到图像平面数据场上，形成一个叠加的虚拟映射；获取纸币正位置时磁信号数据点在图像平面上的坐标，称为正位置点，计算出纸币旋转θ角度到斜位置后与正位置点对应的斜位置点坐标，再根据虚拟映射获取斜位置点上的磁信号数据并赋值给正位置点，实现磁平面的旋转校准。本发明专利技术将低分辨率磁信号数据映射到高分辨率的图像数据上，利用虚拟映射对磁信号进行校准，减小磁检测失真，有效提高纸币磁特征检测的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种纸币磁信号检测校准方法
本专利技术涉及纸币鉴伪技术，尤其涉及一种纸币磁信号检测校准方法。
技术介绍
磁信号及磁性安全线被广泛地应用到纸币中，作为各国纸币重要防伪特征之一。对于纸币磁信号进行稳定可靠的检测是纸币鉴伪模块最核心的功能，当然也是带有鉴伪模块的现金处理设备(如点钞机、ATM机)最重要的纸币检测手段。目前，绝大多数鉴伪模块都采用磁阻传感器阵列来检测纸币票面的磁信号分布，但是，由于票面磁性物质的磁强度较弱，磁传感器的敏感距离较短，纸币经过磁阻传感器时票面到磁阻传感器距离变化不定，采集到的磁信号的强弱差异很大。而且这种磁阻传感器阵列的通道数有限，一般只有十几个通道，导致扫描出来的二维磁信号数据平面在水平方向上的分辨率较低，若纸币呈倾斜状经过传感器，则局部宽度上的磁信号被限制在一个通道内，最终导致磁信号在垂直方向上被压缩，产生失真。此外，还存在纸币传输速度不均匀、旋转角度过大等状况，这些因素都会影响纸币磁特征检测的准确性和可靠性。
技术实现思路
本专利技术主要解决原来纸币磁信号检测存在失真，纸币磁特征检测不够准确，可靠性不高的技术问题；提供一种纸币磁信号检测校准方法，其结合纸币图像数据和纸币全票面磁信号，将磁和图像两个不同精度的二维平面对应统一起来，利用虚拟位置映射的方式对磁信号进行预处理校准，减小磁检测失真，有效提高纸币磁特征检测的准确性和可靠性。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本专利技术纸币磁信号检测校准方法，包括如下步骤：①鉴伪模块中的图像传感器采集纸币的图像数据，鉴伪模块中的磁传感器阵列采集纸币的全票面磁信号；②从采集的图像数据中，精确定位出纸币的位置，计算出纸币的长和宽、纸币的四个顶点相对于图像平面左上角原点的坐标及纸币相对于图像平面的旋转角度θ；③计算出在图像平面上纸币的中心点坐标，作为后续映射旋转原点；④将采集到的磁信号数据场映射到图像平面数据场上，形成一个叠加的虚拟映射；⑤假设纸币已经旋转校准到正位置，根据虚拟映射获取正位置时磁信号数据点在图像平面上的坐标，称为正位置点，再计算出纸币以映射旋转原点为支点旋转θ角度到斜位置后与正位置点对应的斜位置点的坐标，再根据虚拟映射获取斜位置点上的磁信号数据，并将斜位置点上的磁信号数据赋值给正位置点，实现磁平面的旋转校准。除了安装有磁传感器外，一般还都安装有接触式图像传感器(CIS)，用来考察票面上的红外、紫外、荧光等多光谱图像防伪特征点。本技术方案中，将CIS图像传感器和磁传感器阵列相邻排布在鉴伪模块中。工作时，传动机构传送纸币依次近距离经过图像传感器和磁传感器阵列，分别采集到纸币的图像信号和全票面磁信号。可采用纸币先经过CIS图像传感器再经过磁传感器的方式，也可以采用纸币先经过磁传感器再经过图像传感器的方式。采用后一种情况时，需要等到图像传感器采集到纸币全幅面图像数据后，再连同磁数据一起做虚拟映射校准。本技术方案通过虚拟映射形成映射网，映射网反映了低分辨率的磁信号数据平面在图像平面中的对应关系，横线表示磁信号数据的行，由于磁的行采样率低于图像的行采样率，所以呈现出等间隔的横线，而纵线则表示磁传感器的各个通道。磁传感器采集的磁信号在水平方向上的分辨率远小于图像在该方向上的分辨率，横线和纵线的交叉点则对应一个磁信号数据平面上的数据点。本技术方案通过将磁信号数据点映射到图像平面上(即虚拟映射网的交叉点)，实现对低分辨率的磁信号进行高精度的旋转校准。对于分辨率较低的磁信号数据，单一在磁数据平面上进行校准会产生较大的精度误差，本专利技术结合纸币图像数据和纸币全票面磁信号，将磁和图像两个不同精度的二维平面对应统一起来，利用虚拟位置映射的方式对磁信号进行预处理校准，减小磁检测失真，有效提高纸币磁特征检测的准确性和可靠性。作为优选，所述的校准方法包括步骤⑥：计算每列磁信号数据的方差，确定纸币有效磁信号数据的上边缘和下边缘，然后在列方向上做归一化处理，实现尺度归一化校准。在虚拟映射的后续旋转校准计算过程中，可以通过设置固定的校准后磁信号数据行数来实现归一化(对于低分辨率的磁信号，通常不在列上进行归一化)，因为无论希望生成的磁信号数据点有多少，旋转校准的结果最终都会对应到某一个虚拟交叉数据点上。在磁数据旋转校准好后，为了更加便于后续的数据处理计算，可以找到纸币有效磁信号的上下边缘，将有效信号再一次在列方向上做归一化处理，进一步提高检测可靠性。作为优选，所述的校准方法包括步骤⑦：将磁信号数据进行线性拉伸，实现磁强度归一化校准。作为优选，所述的步骤⑦为：利用线性拉伸，将磁平面每个点的磁强度值归一化到[0，255]，具体如下：找出纸币磁信号数据中的最大值和最小值磁强度归一化校准后的磁信号数据为其中为磁强度归一化校准前的磁信号数据。通过磁强度归一化校准，显著提高磁检测的稳定性和可靠性。作为优选，如果计算出的坐标为非整数，则进行插值计算。本专利技术可采用最近邻插值法，但并不限定插值计算的类型。处理和计算更加方便。本专利技术的有益效果是：结合纸币图像数据和纸币全票面磁信号，将磁和图像两个不同精度的二维平面对应统一起来，将低分辨率磁信号数据映射到高分辨率的图像数据上，利用虚拟位置映射的方式对磁信号进行预处理校准，再进行后续的尺度归一化校准和磁强度归一化校准，减小磁检测失真，有效提高纸币磁特征检测的可靠性。附图说明图1是本专利技术中纸币经过鉴伪模块中图像传感器和磁传感器阵列的一种结构示意图。图2是本专利技术中图像传感器和磁传感器的相对安装位置、物理长度和有效敏感长度的一种示意图。图3是本专利技术中基于虚拟映射的磁平面旋转校准的一种示意图。图中1.纸币，2.图像传感器，3.磁传感器，4.图像数据平面，5.虚拟映射。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本实施例的一种纸币磁信号检测校准方法，包括如下步骤：①鉴伪模块中的图像传感器采集纸币的图像数据，鉴伪模块中的磁传感器阵列采集纸币的全票面磁信号；②从采集的图像数据中，精确定位出纸币的位置，计算出纸币的长和宽、纸币的四个顶点相对于图像平面左上角原点的坐标及纸币相对于图像平面的旋转角度θ；③计算出在图像平面上纸币的中心点坐标，作为后续映射旋转原点；④将采集到的磁信号数据场映射到图像平面数据场上，形成一个叠加的虚拟映射；⑤假设纸币已经旋转校准到正位置，根据虚拟映射获取正位置时磁信号数据点在图像平面上的坐标，称为正位置点，再计算出纸币以映射旋转原点为支点旋转θ角度到斜位置后与正位置点对应的斜位置点的坐标，再根据虚拟映射获取斜位置点上的磁信号数据，并将斜位置点上的磁信号数据赋值给正位置点，实现磁平面的旋转校准；⑥计算每列磁信号数据的方差，确定纸币有效磁信号数据的上边缘和下边缘，然后在列方向上做归一化处理，实现尺度归一化校准；⑦利用线性拉伸，将磁平面每个点的磁强度值归一化到[0，255]，具体如下：找出纸币磁信号数据中的最大值和最小值磁强度归一化校准后的磁信号数据为其中为磁强度归一化校准前的磁信号数据。上述步骤中，如果计算出的坐标为非整数，则进行最近邻插值计算。下面再进行具体实施例的详细说明：在本实施例中，磁传感器采用AMR磁阻传感器，通道数CH＝18，行扫描速率为μm＝0.25ms/line，有效测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纸币磁信号检测校准方法，其特征在于包括如下步骤：①鉴伪模块中的图像传感器采集纸币的图像数据，鉴伪模块中的磁传感器阵列采集纸币的全票面磁信号；②从采集的图像数据中，精确定位出纸币的位置，计算出纸币的长和宽、纸币的四个顶点相对于图像平面左上角原点的坐标及纸币相对于图像平面的旋转角度θ；③计算出在图像平面上纸币的中心点坐标，作为后续映射旋转原点；④将采集到的磁信号数据场映射到图像平面数据场上，形成一个叠加的虚拟映射；⑤假设纸币已经旋转校准到正位置，根据虚拟映射获取正位置时磁信号数据点在图像平面上的坐标，称为正位置点，再计算出纸币以映射旋转原点为支点旋转θ角度到斜位置后与正位置点对应的斜位置点的坐标，再根据虚拟映射获取斜位置点上的磁信号数据，并将斜位置点上的磁信号数据赋值给正位置点，实现磁平面的旋转校准。

【技术特征摘要】
1.一种纸币磁信号检测校准方法，其特征在于包括如下步骤：①鉴伪模块中的图像传感器采集纸币的图像数据，鉴伪模块中的磁传感器阵列采集纸币的全票面磁信号；②从采集的图像数据中，精确定位出纸币的位置，计算出纸币的长和宽、纸币的四个顶点相对于图像平面左上角原点的坐标及纸币相对于图像平面的旋转角度θ；③计算出在图像平面上纸币的中心点坐标，作为后续映射旋转原点；④将采集到的磁信号数据场映射到图像平面数据场上，形成一个叠加的虚拟映射；⑤假设纸币已经旋转校准到正位置，根据虚拟映射获取正位置时磁信号数据点在图像平面上的坐标，称为正位置点，再计算出纸币以映射旋转原点为支点旋转θ角度到斜位置后与正位置点对应的斜位置点的坐标，再根据虚拟映射获取斜位置点上的磁信号数据，并将斜位置点上的磁信号数据赋值给正位置点，实...

【专利技术属性】
技术研发人员：范礼，
申请(专利权)人：东方通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33