[发明专利]一种纸币清分鉴伪装置及方法

说明书

技术领域：

本发明属于纸币清分设备技术领域，特别涉及一种纸币清分鉴伪装置及方法。

背景技术：

近年来，我国国民经济飞速发展，市场上现金流通量越来越多。流通的纸币中存在着许多的假币，旧币和残缺币，这对纸币的鉴伪，整点，挑剔，分版工作带来了很大的困难，是各大商业银行十分棘手的问题。如果用手工操作来完成，劳动强度大，耗费时间长，而且整体挑剔质量不理想。同时，各大银行每天还要为大量的ATM取款机配钞，并按照中国人民银行提出的“流通券达到七成新”的要求上缴入库损伤券，这些工作仅仅依靠手工操作是很难实现的。因此，研制一种具有纸币鉴伪、清分功能的机器来代替手工分类，实现纸币清分的自动化、机械化及规范化显得尤为迫切。

本发明中提出的纸币清分鉴伪系统能大大减少纸币清分的劳动强度，提高纸币挑剔的质量与速度，实用性非常高。同时相应的鉴伪与清分技术也拥有很大的发展空间与前景。

传统点钞机普遍只有点钞计数、辨别真伪的功能，而难以识别纸币的面额，残缺度、新旧程度。虽然目前市场上有一些点钞机产品可以分辨纸币面额，但只是采用机械方法测量纸币宽度进行辨别。这种方法易受干扰、误判率高是其难以克服的弱点。而根本的解决办法就是利用纸币的图像信息进行判断。

对图像纸币信息的判断需要使用数字图像处理技术。数字图像处理技术可以根据纸币的图像的尺寸、纹理、灰度分布特征精确地进行判断，识别纸币面额，并定量计算纸币的新旧程度、污损程度等指标。数字图像处理的步骤主要有：图像获取、图像传输、图像预处理、图像信息提取、图像理解等。

接触式图像传感器是是一种图像扫描器件，可以将纸币的图像信息转化为模拟电压信号。模拟电源信号再经过后续的模/数转换处理就可以得到图像矩阵，进而使用数字图像处理技术进行分析。接触式图像传感器与CCD(电荷耦合器件)相似，但原理不同。CCD扫描装置需要一系列透镜、反射镜等组成的复杂光学系统将图像传送到CCD感光元件上才能实现扫描。虽然扫描精度高，但是系统的体积大、携带不便。CCD扫描一般使用冷阴极管做光源，这种光源需要1分钟左右的预热才能稳定发光，系统启动后不能立刻使用。这些缺陷限制了CCD在某些方面的应用。而采用CIS技术的扫描装置不需要附加的光学部件，采用一列内置的LED发光二极管照明，直接接触在被扫描物体表面读取图像数据。CIS将细小的感光元件排成一列，每次扫描一行图像数据，并将每个点的亮度依次输出。与CCD相比，CIS光源亮度好、成像畸变小、生产成本低、功耗小、体积小、重量轻、故障率低且易于维修。这些优势使CIS更加适合作为清分机的图像扫描装置。

人民币的防伪使用了很多高技术手段，二维磁码技术就是其中的一种。二维磁码是一种以磁性物质定量编码的方式制成的条形磁码，其表现形式类似普通商品条形码，但它是以磁性物质的机械物理特性编码的。每条磁码所含的磁量不同，又具有微弱磁性及隐含性，一般无法检测到各条磁码的含量。因此破译磁码十分困难，无法进行伪造。除了含磁量编码外，还有条码数、宽度、间隔、磁特性等性能参数，如此多的可变因素中，只要有一项特征异常，就可以鉴别出纸币真伪。人民币上磁性安全线上有很丰富的磁码信息，可以用于纸币鉴伪。此外，人民币对红外线吸收的特性也可以用来鉴伪。人民币纸张厚度、纸张材质、油墨厚度、油墨材质共同决定了人民币对红外线的吸收特性，我们称之为红外吸收当量。人民币上的红外吸收当量分布是有规律的，只要对这种规律进行提取与分析，就可以对假币进行识别。人民币中几处防伪特征处有很明显的红外吸收当量差异，可以用来进行红外鉴伪。特征主要集中在固定的人像水印，白水印，手工雕刻凹印头像三处。

FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的使用非常灵活，同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。而且FPGA速度高、逻辑容量大，能够支持复杂、高速的应用。FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用。以FPGA为平台来开发本系统底层数据采集的控制芯片，利其硬件的并行、高速、工作稳定的优势，可以为系统节省大量的时间。