[发明专利]用于鉴别纸币光谱差异及凹印特征的双光路成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于鉴别纸币真伪的光电装置，尤其是涉及一种鉴别纸币图案变色以及颜色、形状差异等视觉特征的双光路成像装置。

背景技术

假币是社会公害之一。不法分子在不断变换制造假币的手法，竭力增强假币的欺骗性。针对不法分子制假的新动向，中国专利CN2919385公开了一种色彩分析鉴伪装置。中国专利CN101083000公开了一种在不同波长下进行光学测量的验钞器。中国专利CN1950857公开了使用目测和反射光谱响应的改进的验钞机。中国专利CN2731594以“发现防伪红外墨的确切的使用位置及范围”作为验钞判据。以上四项专利使用光学验钞判据，但没有使用图像比对的验钞方法。中国专利CN1573822向纸币照射多个不同波长的光。根据所得到的透射图像、反射图像与各自的主图像进行比较，辨别纸币的真伪、币种及污染。中国专利CN1510628采用数字信息处理方法，对待验钞票和标准钞票的特征图像作图像匹配处理，判定钞票的真伪。中国专利CN101290665用多光谱点钞仪同时对纸币的磁特征、可见光图像特征、红外光图像特征进行信息检测、处理。以上三项专利依靠电子技术和计算机软件，对前、后两次采集的图像的差异作比较，优点是自动化程度高。但在小额验钞时，自动验钞的快速优势无法施展，却显露出图像处理软件的不足之处-在处理复杂图像时灵活性和模糊逻辑判断性能欠佳。中国专利CN2831272用紫外光和白光作为光源，使钞票显示图像和防伪特征。中国专利CN1808500的装置中，光源发射的光线以一定倾角透过检测窗射向钞票。左、右光源以固定频率轮流通电发光，使得显微图像产生抽动效应、安全线产生光变效应。以上两项专利为发挥目视验钞的灵活性和人脑的模糊辨识能力提供了有利条件，局限性在于：对前、后两次采集(观看)的图像的差异作比较，通常需要多次操作，才能作出真伪判断的结论，不但费时、而且费神，对于未经专业培训的人，出错概率较大。视觉生理学的研究结果表明，当对同一视场中的两个相似图像进行实时比对时，人眼对颜色、形状差异的鉴别能力和模糊判断能力达到最优水平。而对前、后两次观察结果进行比对时，视觉鉴别能力次之。在鉴别纸币变色油墨面值数字、隐形面值数字以及图案的外形差异时，无论是裸眼还是借助机具，已有的目视验钞过程的实质，均是用实时产生的视觉图像与记忆中的纸币图像作比较(而不是实时比较)。既是说，普通民众常用的裸眼验钞法以及CN2831272和CN1808500等专利提供的目视验钞法，均未有效发挥人的视觉优势。另外，在已有专利装置中，使用常规的单光路摄像机采集图像，前、后两次成像的条件存在不一致性，不利于开展图像比对。而在同一摄像机中设置双光路，能够确保多次摄像的成像条件的一致性。但迄今为止，未见文献报道利用“双光路成像”装置在同一视场(屏幕)呈现同一图案的两幅图像，进行比对的验钞装置和方法。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种用于鉴别纸币光谱差异及凹印特征的双光路成像装置。

本发明的技术方案是：设有一块可放置二张待检纸币的载物台，载物台周围设有从不同方位、以不同角度照射待检纸币的1-5台白光光源和1台近红外光源，所述1-5台白光光源和1台近红外光源共用一台控制与驱动电路，两块不同安装角度的三棱镜以及一块可移动的近红外滤光片分别与2-4个摄像头结合，组成1-3组鉴别功能组件，1-3组鉴别功能组件的摄像头分别与共用的视频信号合成器连接，视频信号合成器与显示器连接。

所述摄像头共4个CCD或CMOS彩色摄像头，所述白光光源共5台，组成三组鉴别功能组件，其第一组是用于查验纸币变色油墨面值数字的颜色随视角的变化；第二组是用于查验纸币凹印隐形面值数字的颜色随观察方位的变化，第三组是用于查验纸币同一图案中不同油墨的光谱反射率差异。

所述第一组鉴别功能组件，包括一个沿纸面法线瞄准变色油墨面值数字的摄像头，在摄像头下方设有一块三棱镜，三棱镜的截面三角形斜边与纸面平行、三棱镜的直角棱边大致对准纸币变色油墨面值数字的中部，两台白光光源分别从棱镜的两侧交替照射纸币，其中一台光源的入射角为+60-+85度，另一台光源的入射角为-60至-85度。

所述三棱镜是实现双光路成像的核心部件，其底边的尺寸不小于30mm×60mm，光学玻璃的折射率为1.5-1.7。三棱镜将来自纸币变色油墨面值数字的光线3A和光线3B合成为一束，进入同一摄像头：其中一条光路相当于视角(以纸面法线为基准)±5度范围内的观察效果，另一条光路相当于视角60-85度的观察效果。两路光线在同一摄像头中成像，摄像信号经视频信号合成器传送到显示器。