纸币多光谱图像分析方法技术

本发明专利技术提供一种纸币多光谱图像分析方法，包括：首先对采集的人民币多光谱图像进行预处理；然后通过快速块映射的方法对有效区域进行明暗输出补偿，得到清晰的局部区域；通过自定义区域对的方法，构造特征向量，计算该特征向量与标准参考向量的相关系数，根据向量间的相关性进行鉴伪。另外，提出了综合的冠字号识别方法，提高了冠字号识别的准确度。本发明专利技术所述方法可明显地提高人民币鉴伪速度和冠字号识别精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于多光谱图像的新型多功能验钞机，属于验钞机领域。
技术介绍
中国的现金流通量非常之高，不同版本，不同面额，不同新旧的纸币混合在市面上，加之各种伪钞的出现，使现金流通变得更复杂和不安全。目前市场上的验钞机对这些混合的人民币不能很好的识别。因此，研究开发高效成熟的人民币鉴伪、识别的新型验钞机非常紧要，直接关系到金融的安全和秩序。一般的验钞机采用人民币的磁性特征，紫外特征，红外透射特征等进行鉴伪。实现起来价格便宜，技术简便，但难以提高鉴别越发逼真的伪币。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，该方法能在多光谱下快速稳定地鉴别人民币和识别冠字号，并且可以管理人民币多光谱图像。本方法利用多光谱图像与自定义区域的特征提取的方法对人民币进行鉴伪，能够快速而有效地识别人民币真伪，提高鉴别能力和速度；同时用多种方法对冠字号独立识别，识别结果采取优先的投票原则，提高对冠字号识别的准确性；同时用网络接口上传多光谱人民币图像到客服端，利于人民币相应管理。本专利技术所采取的技术方案是，包括首先对多光谱采集的人民币图像进行预处理；然后通过快速块映射的方法对有效区域进行明暗输出补偿， 得到清晰的局部区域；最后通过自定义区域对的方法，构造特征向量，计算该特征向量与标准参考向量的相关系数，根据向量间的相关性进行鉴伪。进一步地，对人民币多光谱图像进行预处理之后，还通过多种方法对人民币的冠字号进行识别。进一步地，对人民币进行鉴伪和冠字号识别之后，还按照需求，将多光谱图像上传给计算机。进一步地，多光谱采集人民币图像及预处理的步骤为首先DSP获取纸币的磁信号和纸币进出时红外对管的信号，根据需要控制光源的光谱，得到纸币的红外图像和可见光的图像，同时判断出纸币的朝向；获取人民币图像后，进行纸币顶点检测。进一步地，纸币顶点检测的方法为S101)获取候选关键边缘点根据纸币朝向，将图像的宽度表示为W，同时考虑有些钞票的角部损坏，将纸币的上边缘扫描范围设定为从W1列到W2列；然后从图像上边缘的第W1列开始扫描，从第一行向下扫描直到上下点灰度值超过阈值th的位置，记下此位置下面的点为上边缘点，其坐标为(Xl，Y1)；接着间隔m列，从第巧+m列向下开始扫描，记录第二个上边缘点U2，y2)，如此进行，直至扫描到第W2列，从而得到候选的关键上边缘点集合 Kx1, Y1), (X2, I2)......(xk, yk)}，其中k为上边缘点个数；以同样的方法获取其它三条边的候选边缘点集合；S102)计算关键边缘点对候选上边缘点集合，计算一定间隔的上边缘点点对的斜率，然后对计算得到的所有斜率值进行排序，挑出中间的斜率值对应的候选上边缘点 (点数占候选上边缘点集合的80% )，滤掉斜率值过大和过小的候选上边缘点(滤掉的点占候选上边缘点集合的20% )，从而找到对应的上边缘点集合Kx1, Y1)，U2，y2)......(xk_n，yk-n)}，其中η为滤掉的点数；以同样的方法获取其它三条边的关键边缘点集合；S103)计算顶点位置根据四条边的关键边缘点集合，用最小二乘法计算出四条边的直线的参数，最后由四条边缘直线，计算出人民币顶点的位置。进一步地，快速块映射的方法为将传感器每个点的输出进行校正，得到等效的灰度值存在表中；然后映射所需要的区域块中像素点到灰度值表中的索引，得到校正后的灰度值图像。进一步地，对自定义区域进行比对鉴伪的步骤包括首先在块映射后的区域中自定义任意形状的区域，即选择合适的人民币图案；然后对每个自定义区域中的像素点用同一个数字标识，表示它们是属于同一个区域；接着对自定义区域用游程编码压缩；然后对关键区域的纹理特征进行识别，得到纸币的面额；最后选择区域对，构造特征向量，进行相关系数计算来实现纸币鉴伪。进一步地，对冠字号进行识别的方法包括分块均值和跳变值法、骨架提取法和局部二值模式法；通过这些方法计算候选字符后，还根据投票原则和识别率优先的原则，综合识别结果获取冠字号。本专利技术的有益效果是(1)提高了验钞的速度。由于传统的方法往往是对整张图片进行明暗输出补偿，本方法对关键区域进行补偿而得到清晰的局部区域。然后再自定义区域进行游程编码。(2)提供了有效的特征提取的方法，进行以假鉴真的相关系数计算。(3)本专利技术用多种算法相结合，提高了冠字号识别的准确性。(4)本专利技术可以将多光谱图像上传，便利人民币管理和分析。附图说明图1为本专利技术块映射示意图。图2为本专利技术冠字号识别示意图。图3为本专利技术实施例的整个流程示意图。具体实施例方式本专利技术在现有的技术条件上，加上基于多光谱图像的快速鉴伪方法会明显提高人民币的鉴伪能力，并且识别出人民币上的冠字号；同时还可以上传人民币多光谱图像，有助于对人民币的现场记录和相应处理。以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。本专利技术要解决以下几个问题(1)提供人民币预处理的快速方法，包括人民币顶点检测和利用。块映射对有效区域进行明暗输出补偿，得到清晰的局部图片。4(2)提供利用游程编码对自定义区域压缩和访问的方法，即在局部图片中定义有效的防伪区域，用游程编码的方式加快对其压缩和访问。利用区域对构造特征，进行相关系数计算来鉴伪。C3)利用多种方法相融合的思路，提高对人民币冠字号识别的精度。包括分块均值和跳变值方法，骨架提取的方法，局部二值模式方法对冠字号进行识别，最终冠字号识别是融合多种方法的结果。(4)最后可以按照需求，将多光谱图像上传，方面人民币管理和分析。本专利技术的技术思路是利用传感器(如电荷耦合元件CCD或接触式传感器CIS等) 获取多光谱图像，利用关键点的最小二乘法检测人民币顶点，然后用块映射的方法对信号进行明暗输出补偿，得到清晰的感兴趣区域的人民币图像。从感兴趣区域中挑选出关键块用来识别人民币的面额，接着自定义有效区域，用游程编码对区域进行压缩存取，方便后续的快速访问。接着用区域对提取特征，构成特征向量。最后特征向量与预先假币特征向量进行相关系数计算，实现人民币的鉴伪功能。另一方面，定位可见光图像中的包含冠字号的区域，进行二值化，以及利用投影进行字符分割处理。然后分别用多种不同的方法对冠字号进行识别，最后采取优先的投票原则，对冠字号进行识别。最后，采用DSP板上的网络接口， 将所需的多光谱图像上传。本专利技术的工作原理是本专利技术有以下四个技术关键点利用块映射的方法对有效区域进行明暗输出补偿；利用游程编码的对自定义区域压缩和访问；利用区域对构造特征，进行相关系数计算来鉴伪；利用多种不同的方法包括基于分块均值和跳变值方法，基于骨架提取的方法，和基于局部二值模式方法对冠字号进行识别，优先的投票决策得到最好的识别结果。本专利技术实施如下主要包括四个方面的内容顶点检测和局部有效区域的快映射、自定义区域的游程编码和区域对的特征向量相关系数计算、多种方法融合的冠字号识别以及多光谱图像的上传。一、顶点检测和局部有效区域的块映射首先DSP获取纸币的磁信号和纸币进出时红外对管的信号，控制多光谱的产生， 得到纸币的红外图像和可见光的图像，同时可以判断出纸币的朝向。获取图像后，进行纸币顶点检测。采取先检测纸币的四条边，然后计算四个交点即为纸币的顶点位置。计算步骤如下(1)得到候选关键边缘点。考虑到有些钞票的角部损坏，图像的宽度表示为W，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．纸币多光谱图像分析方法，其特征在于包括：首先对采集的人民币多光谱图像进行预处理；然后通过快速块映射的方法对有效区域进行明暗输出补偿，得到清晰的局部区域；最后通过自定义区域对的方法，构造特征向量，计算该特征向量与标准参考向量的相关系数，根据向量间的相关性进行鉴伪。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尤新革，徐端全，彭勤牧，张朋，蒋天瑜，郑飞，
申请(专利权)人：尤新革，
类型：发明
国别省市：83