[发明专利]一种基于安全线磁信息的人民币纸币面额识别方法

权利要求书

1.一种基于安全线磁信息的人民币纸币面额识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：训练阶段，所述的训练阶段包括如下步骤；

步骤1.1：取各种面额的纸币真币，通过点钞机的磁传感器装置，获得n个二进制磁信息训练样本，将二进制磁信息文件转换为txt文件；

步骤1.2：对转换后的磁信息进行预处理；包括对磁信息有效性的检测、有效信号的截取、信息的标准化；

步骤1.3：对预处理后相同面额的纸币的磁信息用SVD奇异值分解，进行特征参数提取并进行滤波式特征选择；

特征参数的提取过程以某一种面额的纸币进行说明；

训练的样本用矩阵记为X，则

X_m×n＝[X₁ X₂ … X_n]

X_i＝[x₁,x₂,x₃,...x_m]^T i＝1,2…n (6)

其中m为样本维数，n为样本数；

对训练样本矩阵X_m×n进行SVD分解得到特征值λ和特征向量μ以及特征矩阵U；对特征值进行降序排列，采取主成分分析法进行空间投影降维；降维参数选取基于特征根的能量累积值参数，所选择的特征根的能量累积值要求大于99％，提取前r个较大的特征值及对应的特征向量，所述的r<<m，所选取的特征向量组成投影矩阵P；

步骤1.4：建立信号模板，完成训练过程；计算各种不同面额的具有安全线磁信息的人民币纸币磁信息的投影矩阵Pj，其中j＝1,2,3,4，5；分别对应人民币面额100元、50元、20元、10元、5元；投影矩阵Pj即为信号模板；

步骤2：实验阶段；所述的实验阶段包括如下步骤；

步骤2.1：对待识别的人民币纸币通过点钞机的磁传感器装置，获得二进制磁信息文件，将二进制磁信息文件转换为txt文件；

步骤2.2：对转换后的磁信息进行预处理：

对转换后的磁信息进行预处理，包括对磁信息有效性的检测、有效信号的截取、信息的标准化；该步骤同训练阶段的步骤1.2；

预处理后提取有效磁信息，记为Test；

步骤2.3：预处理后的有效磁信息Test，表示为列向量，样本维数为m；计算预处理后的有效磁信息Test在投影矩阵Pj的投影，得到投影信息表示Gj，其中，j＝1,2,3,4,5分别对应人民币面额100元、50元、20元、10元、5元；

Gj＝Pj×Test；

步骤2.4：识别判断；

计算Gj的标准差，比较取标准差最小值，根据其对应的信号模板的标号判定测试样本的面额值；

步骤3：结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于安全线磁信息的人民币纸币面额识别方法，其特征在于：

所述的预处理，包括对磁信息有效性的检测、有效信号的截取、信息的标准化；

所述的磁信息有效性检测具体包括下列内容；

对磁信息进行有效性检测，所采集的信息包括正常和非正常的磁信息；

所述的有效信号的截取具体包括下列内容；

对磁信息进行有效信号的截取预处理，针对有效的磁信息采用双门限端点检测方法获取磁信息的起止点，从而得到提取特征所需的磁信息；

磁信号记为x(k)，其中k对应采样时间序列，0≤k≤N，N为采样点数；则磁信息的短时能量E如下所述：

其中，E表示短时能量，x(k)为磁信号，w(k)为窗函数，l为两个函数在时间轴上从负无穷到正无穷卷积的移动标尺，窗函数选择hamming汉明窗；

磁信号x(k)的短时过零率Z_k为：

其中，w(k)为窗函数，sgn[·]为符号函数，定义如下：

根据实验设定阈值，对有效信息进行提取；

所述的信息的标准化具体包括下列内容；

对磁信息的标准化，采取经典的z-score标准化方法，即基于原始数据的均值mean和标准差standard deviation进行数据的标准化；标准化处理后的信号记为x_std，则其计算过程如下：

其中为磁信号x(k)的均值，x_sd为其标准差；

预处理后的单个磁信息样本记为X，则

X＝[x₁,x₂,x₃,...x_m]^T (5)

其中m为样本维数；T表示转置，即X为列向量。