[发明专利]多模态信息融合的纸币成像鉴伪方法及其装置

说明书

(一)技术领域

本发明涉及图像处理技术，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。

(二)背景技术

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。

(三)发明内容

本发明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。

本发明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；