本发明专利技术提供一种克服现有方法局限性、实现高可靠性的多模态信息融合的纸币成像鉴伪方法及其装置。多模态信息融合的纸币成像鉴伪装置是由传感器、信号处理单元、主控单元、驱动单元和传输通道组成的，主控单元分别连接位置传感器、信号处理单元和驱动单元，驱动单元连接传输通道。方法步骤包括采集纸币的多模态特征；通过多种特征提取方法拟合人对纸币鉴伪特征的感知过程，构建多模态特征空间；针对不同的防伪特征，采用有针对性的匹配及比较算法。本发明专利技术根据模型区分纸币污损与防伪特征异常，采用多分类器融合方法，有效克服现有方法的局限性，实现高可靠性的纸币鉴伪。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理技术，具体说就是一种多模态信息融合的纸币成像鉴伪方法 及其装置。
技术介绍
纸币鉴伪是金融机电产品的核心。尤其在经济全球化、人民币国际化的进程中，纸 币鉴伪设备已成为维护国家主权形象、维护社会经济信心的重要技术保障。面对当前层出 不穷的假币犯罪，现有纸币鉴伪方法及装置还存在许多缺陷与不足。以专利《通用纸币特性 鉴别器和确认器》(公告号CN1160659)、《一种纸币辨识装置》(公开号CN1490766)、《纸币 的真假识别方法》(公告号CN1253835)、《纸币鉴别设备》(公告号CN1123850)、《纸币鉴别 装置、纸币鉴别方法》(公开号CN101763681A)为例，当前鉴伪多采用若干防伪特征鉴别单 元用于对纸币中的一个防伪特征点进行鉴别，如果所有防伪特征点的鉴别结果都为真，则 判决所述纸币为真币；否则，根据鉴别结果为假的防伪特征点的分布情况，确定所述纸币的 变造方式。该类方法主要有以下四大局限性特征选择局限性当前的纸币鉴别，多采用机 读特征，如磁信号、红外、紫外信号，该类特征易于采集、处理。但对于传统有效的可见特征， 如雕版风格、印刷质量一直缺乏有效的检测方法。点检测局限性这种基于特征点的检测方 式，不能全面评估纸币状态，造假者可通过反复试验，找出检测点，然后只需针对检测点进 行伪造，或拼接变造即可制造出该类设备无法检出的假币。逻辑判断局限性纸币防伪是综 合多种特征进行防伪。以人民币99版100元为例，同为正常纸币，其红外防伪特征存在多 种表现或误差，存在较大离散性。这些所谓的防伪特征并非由官方发布、而是各厂家自行研 究确定，应属于辅助性防伪特征，因为一个局部的波动就武断地将纸币判为假币显然是不 恰当的。实用局限性纸币在真实环境中，存在各种污损、干扰。这些都影响纸币的真伪鉴 别。现有方法无法区分纸币的特征异常是由于污损造成的，还是伪造形成的。在实用过程 中，如果判断过严，则将污损纸币大量判为假币，而一旦判断过松，则给假币犯罪留下了可 乘之机。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种克服现有方法局限性、实现高可靠性的多模态信息融 合的纸币成像鉴伪方法及其装置。本专利技术的目的是这样实现的所述的多模态信息融合的纸币成像鉴伪装置是由 位置传感器、多光谱传感器、扩充传感器接口、磁传感器、超声传感器、信号处理单元、主控 单元、驱动单元和传输通道组成的，主控单元分别连接位置传感器、信号处理单元和驱动单 元，驱动单元连接传输通道，信号处理单元分别连接多光谱传感器、扩充传感器接口、磁传 感器和超声传感器。所述的多模态信息融合的纸币成像鉴伪方法，步骤如下步骤一纸币首先通过位置传感器，触发信号采集进程，多光谱图像传感器、磁传3感器、超声传感器依次工作，采集纸币的多模态特征；信息处理单元首先根据可纸币成像， 采用数字图像处理方法检测纸币边界，确定纸币的形状、位置，然后根据主控单元回传的纸 币运行速度及位移，将纸币其他信息匹配到纸币成像中，获取纸币多模态特征，最后对多模 态特征进行倾斜及畸变校正，完成待检纸币的多模态特征重构；根据实际应用的不同，选择 不同的纸币传输方式、配置不同的传感器及处理硬件，按走钞方式的不同，分为横向走钞及 纵向走钞；步骤二通过多种特征提取方法拟合人对纸币鉴伪特征的感知过程，构建多模态 特征空间采用生物特征鉴别及盲举证技术，提取纸币雕版线条的交点、拐点、端点及曲率、 纹理特性反映纸币雕版风格；通过边界检测与图像分割，提取印刷线条的连续性、断点特 征，提取红外光谱下的纸币凸凹印刷边界及水印形态，从不同角度反应纸币的印刷特点；基 于单类别分类的纸币鉴别方法采用多模态特征空间中的纸币鉴别问题作为模式识别理论 中的单类别分类问题，采用支持向量机方法解决；步骤三针对不同的防伪特征，采用有针对性的匹配及比较算法1)对于边界清晰、结构性强的红外变色图像、紫外透明荧光油墨，采用基于自用 形变模型的图像配准技术进行检测；对于边界复杂、纹理丰富的红外变色油墨、彩色荧光油 墨，采用纹理特征、同一性特征进行检测；2)纸币安全线磁信号检测分为局部波形检测及全局编码识别先检测磁信号波 形的形状、周期及曲率，实现对局部波形特征的识别与检测，然后对波形进行整形与编码， 采用结构模式识别的字符串匹配方法实现对磁性编码的识别；3)磁性油墨检测分为局部波形检测及全局磁分布检测先检测单通道信号局部 波形的形状、幅度、周期，然后综合多路磁信号，统计纸币的整体磁分布；4)超声信号检测，通过超声信号，检测纸币的厚度及材质信息，结合红外、紫外反 射及透射成像，判断纸币纸张厚度、荧光反应性质；步骤四针对纸币磨损退化现象，提出纸币退化模型，将纸币的全局磨损从微观上 看作一种微粒扩散的随机过程，以此为基础构造相应纸币退化序列，将纸币局部缺损、鉴伪 特征缺失看做无法预计的异常现象，在此基础上，纸币检测将被分解成两部首先在参考图 像序列中挑选待检图像的最佳对应帧，然后与对应帧进行比较，对于每处特征检测，可根据 退化模型确定该特征属于异常变异的隶属概率，最终采用隶属概率而非原始距离比较来衡 量各项特征的异常程度，采用多分类器融合的方法进行鉴伪。本专利技术一种多模态信息融合的纸币成像鉴伪方法及其装置，采用分布式传感器， 在纸币高速传输过程中，实现对纸币多模态信息的采集与重构；采用信息处理方法，实现对 人类感知鉴伪过程的计算拟合；针对各种已知防伪特征采用有针对性的检测方法，并在此 基础上提出纸币退化模型，根据该模型有效区分纸币污损与防伪特征异常；采用多分类器 融合方法，有效克服现有方法的局限性，实现高可靠性的纸币鉴伪。附图说明图1本专利技术的纸币信号采集系统构架；图2本专利技术的纸币鉴别软件处理系统构架；图3本专利技术的纸币信号处理软件模块构架；图4本专利技术的纸币边界检测示意图；图5本专利技术的红外成像检测示意图；图6本专利技术的可见光检测示意图；图7本专利技术的100元人民币磁分布示意图；图8本专利技术的基于纸币退化FFD模型的防伪特征检测之真币图像；图9本专利技术的基于纸币退化FFD模型的防伪特征检测之假币图像；图10本专利技术的基于纸币退化FFD模型的防伪特征检测之匹配结果；图11本专利技术的基于纸币退化FFD模型的防伪特征检测之防伪特征。具体实施例方式下面结合附图举例对本专利技术作进一步说明。实施例1 结合图1、图2，本专利技术一种多模态信息融合的纸币成像鉴伪装置，它是 由位置传感器、多光谱传感器、扩充传感器接口、磁传感器、超声传感器、信号处理单元、主 控单元、驱动单元和传输通道组成的，主控单元分别连接位置传感器、信号处理单元和驱动 单元，驱动单元连接传输通道，信号处理单元分别连接多光谱传感器、扩充传感器接口、磁 传感器和超声传感器。本专利技术一种多模态信息融合的纸币成像鉴伪方法，步骤如下步骤一纸币首先通过位置传感器，触发信号采集进程，多光谱图像传感器、磁传 感器、超声传感器依次工作，采集纸币的多模态特征；信息处理单元首先根据可纸币成像， 采用数字图像处理方法检测纸币边界，确定纸币的形状、位置，然后根据主控单元回传的纸 币运行速度及位移，将纸币其他信息匹配到纸币成像中，获取纸币多模态特征，最后对多模 态特征进行倾斜及畸变校正，完成待检纸币的多模态特征重构；根据实际应用的不同，选择本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多模态信息融合的纸币成像鉴伪装置，它是由位置传感器、多光谱传感器、扩充传感器接口、磁传感器、超声传感器、信号处理单元、主控单元、驱动单元和传输通道组成的，其特征在于：主控单元分别连接位置传感器、信号处理单元和驱动单元，驱动单元连接传输通道，信号处理单元分别连接多光谱传感器、扩充传感器接口、磁传感器和超声传感器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐降龙，金野，刘鹏，程丹松，刘家锋，吴锐，刘松波，黄剑华，佟喜峰，黄庆成，赵巍，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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