СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ БУМАЖНЫХ ДЕНЕЖНЫХ ЗНАКОВ
METHOD AND DEVICE FOR IDENTIFICATION OF PAPER CASH

Настоящая заявка ссылается на приоритет заявки на патент КНР №201210301344.7, озаглавленной «Способ и устройство для идентификации бумажных денежных знаков» и зарегистрированной в Государственном ведомстве по интеллектуальной собственности 22 августа 2012 г., содержимое которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится к области идентификации бумажных денежных знаков, а именно, к способу и устройству для идентификации бумажных денежных знаков.
Предпосылки создания изобретения
Для поддержания порядка в финансовой сфере и защиты интересов общества важнейшей задачей является определение подлинности бумажных денежных знаков. В настоящее время в целом известны два типа поддельных денежных знаков: фальшивые денежные знаки и измененные денежные знаки. Под фальшивыми денежными знаками понимаются поддельные денежные знаки, изготовленные с имитацией рисунка, формы, цвета и т.п.подлинных денежных знаков. Под измененными денежными знаками понимаются поддельные денежные знаки, которые изготовлены при помощи соскабливания, покрытия, стирания, наложения заплаток, сдвига, перепечатывания на основе подлинных денежных знаков с целью изменений их исходной формы. В настоящее время технология идентификации поддельных денежных знаков развита достаточно сильно. Однако измененные денежные знаки содержат части подлинных денежных знаков, и следовательно, обладают частью их элементов, предназначенных для защиты от подделки, соответственно, определение их подлинности является более сложной задачей.
Способ выявления измененных денежных знаков, используемый на существующем уровне развития технологии, включает следующие шаги: а) получение полного полутонового изображения (изображения в шкале серого) анализируемого денежного знака; b) бинаризацию полного полутонового изображения; и с) анализ данных бинаризованного изображения с целью определения подлинности бумажного денежного знака. При этом бинаризацию полутонового изображения выполняют следующим образом: задают пороговое значение Т; данные полутонового изображения, с использованием порогового значения Т, разделяют на две части, т.е. на группу пикселей, в которой значения шкалы серого для каждого пикселя больше Т, и группу пикселей, в которой значения шкалы серого для каждого пикселя меньше Т. Затем значения шкалы серого пикселей в группе, где значения шкалы серого для всех пикселей больше Т, назначают равными 255 (или назначают равными 0), а значения шкалы серого пикселей в группе, где значения шкалы серого для всех пикселей меньше Т, назначают равными 0 (или назначают равными 255). Сначала построчно регистрируются значения шкалы серого всех пикселей бинаризованного изображения, и затем поочередно сравнивают значение шкалы серого каждого пикселя каждой строки со значениями шкалы серого предыдущего пикселя, смежного с текущим пикселем в текущей строке, с целью определения, являются ли значения шкалы серого текущего пикселя и смежного с ним предыдущего пикселя различными. Если значения шкалы серого являются различными, то записывают позицию текущего пикселя (для краткости, она может быть названа точкой резкого изменения). После того как построчно будут зарегистрированы значения шкалы серого всех пикселей бинаризованного изображения, позиции всех точек резкого изменения проверяют на соответствие заранее заданному правилу, например, положения всех точек резкого изменения должны находиться в столбцах в определенном диапазоне. Если позиции резкого изменения соответствуют этому заранее заданному правилу, то делается вывод о наличии в анализируемом бумажном денежном знаке шва стыковки, т.е. делается вывод о том, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным. Если точек резкого изменения нет, или позиции точек резкого изменения не удовлетворяют заранее заданному правилу, то значения шкалы серого всех пикселей двоичного изображения регистрируют постолбцово. Значение шкалы серого каждого пикселя каждого столбца, поочередно, сравнивают со значениями шкалы серого предыдущего пикселя, смежного с текущим пикселем в текущем столбце, с целью определения, являются ли значения шкалы серого текущего пикселя и смежного с ним предыдущего пикселя различными. Если значения шкалы серого являются различными, то записывают позицию текущего пикселя (для краткости, она может быть названа точкой резкого изменения). После того как постолбцово будут зарегистрированы значения шкалы серого всех пикселей двоичного изображения, позиции всех точек резкого изменения проверяют на соответствие заранее заданному правилу, например, положения всех пикселей резкого изменения должны находиться в строках в определенном диапазоне. Если позиции точек резкого изменения соответствуют этому заранее заданному правилу, то делается вывод о наличии шва стыковки в анализируемом бумажном денежном знаке, т.е. делается вывод о том, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным. В противном случае делается вывод о подлинности анализируемого денежного знака. Для измененных денежных знаков с очевидными признаками изменения, например, измененные денежные знаки с очевидным швом стыковки, шов стыковки в изображении может быть выявлен при помощи бинаризации полутонового изображения, благодаря чему обеспечивается выявление измененных денежных знаков.
Однако поскольку значения шкалы серого всех пикселей в бинаризованном полутоновом изображении упрощаются до двух уровней (0 или 255) из исходных 256 уровней (0-255), то смежные пиксели с небольшой разницей в значениях серого с большой вероятностью могут быть приняты за пиксели с одинаковым значением шкалы серого. В этот момент есть возможность обнаружить разницу значений шкалы серого смежных пикселей при помощи поточечного сравнения. Полное изображение измененного денежного знака с относительно очевидным швом стыковки показано на фиг. 1а. В соответствии с иллюстрацией присутствует очевидная разность между значением шкалы серого пикселя на шве стыковки и значением шкалы серого пикселей по обеим сторонам от шва стыковки. Полное изображение измененного денежного знака без очевидных швов стыковки показано на фиг. 1b. В соответствии с иллюстрацией имеется лишь неочевидная разность между значением шкалы серого пикселя на шве стыковки и значением шкалы серого пикселей по обеим сторонам от шва стыковки. Полные изображения двух экземпляров измененных денежных знаков, проиллюстрированные на фиг. 1а и 1b, бинаризуют с использованием одного порогового значения Т=180. Фиг. 2а представляет собой изображение, полученное бинаризацией полного изображения на фиг. 1а, а фиг. 2b представляет собой изображение, полученное бинаризацией полного изображения на фиг. 1b. Очевидно, не представляет труда обнаружить шов стыковки в измененном денежном знаке на основе данных изображения, проиллюстрированного на фиг. 2а, однако очень сложно обнаружить шов стыковки, присутствующий в измененном денежном знаке, на основе данных изображения, проиллюстрированного на фиг. 2b. Соответственно, можно сделать вывод о том, что способ выявления измененных денежных знаков при помощи бинаризации изображения в шкале серого имеет недостаток, состоящий в неточном обнаружении.
Для решения проблемы неточности способа выявления измененных денежных знаков на существующем уровне техники не было предложено эффективного решения.
Сущность изобретения
Основная цель настоящего изобретения - предложить устройство и способ для идентификации бумажных денежных знаков, с помощью которых решается проблема неточности способа выявления измененных денежных знаков.
С этой целью в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предложен способ идентификации бумажных денежных знаков.
Способ идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением включает следующие шаги: получают данные полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака; полное полутоновое изображение анализируемого денежного знака разделяют на множество областей, и вычисляют, соответственно, характеристическое значение данных изображения каждой области; характеристическое значение каждой области сравнивают с характеристическим значением соответствующей области эталонного денежного знака с целью определения, совпадают ли сравниваемые области, при этом делают вывод, что две сравниваемые области не совпадают, если разность между характеристическими значениями двух сравниваемых областей больше, чем первое заранее заданное пороговое значение, в противном случае делают вывод о том, что сравниваемые области совпадают; подсчитывают количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке; определяют, является ли количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке большим, чем второе заранее заданное пороговое значение; и делают вывод, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным денежным знаком, если определено, что количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке больше, чем упомянутое второе заранее заданное пороговое значение.
При этом для каждой области упомянутое характеристическое значение данных изображения области вычисляют следующим образом: выполняют разделение области на первую область и вторую область поровну; вычисление среднего значения шкалы серого упомянутой первой области и среднего значения шкалы серого второй области, соответственно; и принятие абсолютного значения разности между средним значением шкалы серого упомянутой первой области и средним значением шкалы серого упомянутой второй области в качестве характеристического значения данных изображения этой области.
При этом получение данных полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака включает: получение данных полного исходного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака; и компенсацию и коррекцию данных полного исходного полутонового изображения с целью формирования полного результирующего полутонового изображения анализируемого денежного знака, и принятие данных полного результирующего полутонового изображения в качестве данных полного полутонового изображения анализируемого денежного знака.
При этом разделение полного полутонового изображения анализируемого денежного знака на множество областей и вычисление характеристического значения данных изображения каждой области, соответственно, включают: разделение полного полутонового изображения анализируемого денежного знака на множество областей множеством различных методов разделения, и вычисление характеристического значения данных изображения каждой области при каждом методе разделения соответственно. Сравнение характеристического значения каждой области с характеристическим значением соответствующей области эталонного денежного знака с целью определения, совпадают ли сравниваемые области, включает: сравнение характеристического значения каждой области, при каждом из множества различных методов разделения, с характеристическим значением соответствующей области в эталонном денежном знаке при соответствующем методе разделения, с целью определения, совпадают ли две сравниваемые области, при этом делают вывод, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным денежным знаком, если определено, что количество несовпадающих областей в анализируемом денежном знаке больше упомянутого второго заранее заданного порога при любом из множества различных методов разделения.
При этом перед разделением полного полутонового изображения анализируемого денежного знака на множество областей и вычислением характеристического значения данных изображения каждой области, соответственно, способ включает: обнаружение, присутствует ли шов стыковки в соответствии с упомянутым полным полутоновым изображением; и определение, обнаружен ли шов стыковки, на основе результата обнаружения, при этом делают вывод, что анализируемый денежный знак является измененным денежным знаком, если определено, что обнаружен шов стыковки, а если определено, что шов стыковки не обнаружен, то полное полутоновое изображение бумажного денежного знака разделяют на множество областей и вычисляют характеристическое значение данных изображения области, соответственно.
При этом получение данных полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака включает получение полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака множеством различных методов, причем определяют, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным денежным знаком, если на основе данных полного полутонового изображения, полученных любым из методов, определено, что анализируемый денежный знак является измененным денежным знаком.
Для достижения цели настоящего изобретения, в соответствии с еще одним из аспектов настоящего изобретения, предложено устройство для идентификации бумажных денежных знаков. Устройство для идентификации бумажных денежных знаков включает: блок получения, сконфигурированный для получения данных полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака; блок вычислений, сконфигурированный для разделения полного полутонового изображения анализируемого денежного знака на множество областей и для вычисления характеристического значения данных изображения каждой области, соответственно; блок сравнения, сконфигурированный для сравнения характеристического значения каждой области с характеристическим значением соответствующей области эталонного денежного знака с целью определения, совпадают ли сравниваемые области, при этом делают вывод, что две сравниваемые области не совпадают, если разность между характеристическими значениями двух сравниваемых областей больше, чем первое заранее заданное пороговое значение, в противном случае делают вывод о том, что сравниваемые области совпадают; блок подсчета, сконфигурированный для подсчета количества несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке; первый блок определения, сконфигурированный для определения, является ли количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке большим, чем второе заранее заданное пороговое значение; и блок идентификации, сконфигурированный для определения, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным денежным знаком, если определено, что количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке больше, чем упомянутое второе заранее заданное пороговое значение.
При этом для каждой области упомянутый блок вычисления вычисляет упомянутое характеристическое значение данных изображения области следующим образом: разделение области на первую область и вторую область поровну; вычисление среднего значения шкалы серого упомянутой первой области и среднего значения шкалы серого второй области соответственно; и принятие абсолютного значения разности между средним значением шкалы серого упомянутой первой области и средним значением шкалы серого упомянутой второй области в качестве характеристического значения данных изображения этой области.
При этом упомянутый блок получения получает данные полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака следующим образом: получение данных полного исходного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака; компенсация и коррекция данных полного исходного полутонового изображения с целью формирования полного результирующего полутонового изображения анализируемого денежного знака и принятие данных полного результирующего полутонового изображения в качестве данных полного полутонового изображения анализируемого денежного знака.
Упомянутый блок вычислений включает: модуль деления, сконфигурированный для разделения полного полутонового изображения анализируемого денежного знака на множество областей множеством различных методов разделения, и вычислительный модуль, сконфигурированный для вычисления характеристического значения данных изображения каждой области при каждом методе разделения соответственно. Упомянутый модуль сравнения сконфигурирован для сравнения характеристического значения каждой области, при каждом из множества различных методов разделения, с характеристическим значением соответствующей области в эталонном денежном знаке с целью определения, совпадают ли сравниваемые области. Упомянутый блок идентификации сконфигурирован для определения, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным денежным знаком, если определено, что количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке больше, чем упомянутое второе заранее заданное пороговое значение при любом из множества различных методов разделения.
При этом устройство для идентификации бумажных денежных знаков включает также: блок обнаружения, сконфигурированный для обнаружения, присутствует ли шов стыковки в соответствии с данными полного полутонового изображения перед разделением полного полутонового изображения анализируемого денежного знака на множество областей и вычислением характеристического значения данных изображения каждой области при каждом методе разделения соответственно; и второй блок определения, сконфигурированный для определения, обнаружен ли шов стыковки в соответствии с результатом обнаружения, при этом упомянутый блок идентификации сконфигурирован для определения, что анализируемый денежный знак является измененным денежным знаком, если определено, что обнаружен шов стыковки, и при этом упомянутый блок вычислений сконфигурирован для разделения полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака на множество областей и для вычисления характеристического значения данных изображения каждой области, соответственно, если определено, что шов стыковки не обнаружен.
При этом упомянутый блок получения сконфигурирован для получения данных полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака множеством различных методов, соответственно, а упомянутый блок идентификации принимает вывод о том, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным денежным знаком, если данные полного полутонового изображения, полученные любым из методов, показывают, что анализируемый денежный знак является измененным денежным знаком.
При помощи способа или устройства для идентификации бумажных денежных знаков, предложенных в настоящем изобретении, определяют, является ли анализируемый бумажный денежный знак измененным, при помощи получения данных полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, разделения полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака на множества областей, и вычисления характеристического значения данных изображения каждой области, соответственно, и сравнения характеристического значения каждой области с характеристическим значением соответствующей области в эталонном бумажном денежном средстве с целью определения, совпадают ли две сравниваемые области. Точность выявления измененных денежных знаков является более высокой по сравнению с использованием бинаризованных значений полутонового изображения.
Краткое описание чертежей
Приложенные чертежи, которые являются частью настоящей заявки, служат для обеспечения более глубокого понимания изобретения. Проиллюстрированные варианты осуществления настоящего изобретения и их описания служат для объяснения настоящего изобретения, но не для его ограничения.
На чертежах:
Фиг. 1а представляет собой полное изображение измененного денежного знака с относительно очевидным швом стыковки;
Фиг. 1b представляет собой полное изображение измененного денежного знака без очевидных швов стыковки;
Фиг. 2а представляет собой изображение, полученное после бинаризации полного изображения на фиг. 1а;
Фиг. 2b представляет собой изображение, полученное после бинаризации полного изображения на фиг. 1b;
Фиг. 3 представляет собой блок-схему устройства для идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4 представляет собой структурную схему устройства для идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 5 представляет собой блок-схему алгоритма для первого варианта осуществления способа идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 6 представляет собой блок-схему алгоритма для второго варианта осуществления способа идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 7а представляет собой блок схему алгоритма вычисления характеристического значения каждой области на основе полного полутонового изображения в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 7b представляет собой другую блок-схему алгоритма вычисления характеристического значения каждой области на основе полного полутонового изображения в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 8 представляет собой блок-схему алгоритма для третьего варианта осуществления способа идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 9 представляет блок-схему алгоритма для способа группирования ячеек изображения на основе определения характеристических значений полного полутонового изображения в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 10 представляет собой блок-схему первого варианта осуществления устройства для идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 11 представляет собой блок-схему второго варианта осуществления устройства для идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением; и
Фиг. 12 представляет собой блок-схему третьего варианта осуществления устройства для идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Следует отметить, что варианты и отличительные осуществления настоящего изобретения, а также их отличительные признаки, могут комбинироваться друг с другом, при отсутствии противоречий. Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на приложенные чертежи и в комбинации с вариантами его осуществления.
Фиг. 3 представляет собой блок-схему состава устройства для идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В соответствии с иллюстрацией устройство 2 для идентификации бумажных денежных знаков включает: ЦПУ 21, интерфейс 22 связи, комплексное устройство с программируемой логикой (Complex Programmable Logic Device, CPLD), модуль 24 получения изображений, аналоговую интерфейсную микросхему 25, SDRAM-память 26, флэш-память 27, привод 28 двигателя и двигатель 29.
ЦПУ 21 сконфигурирован для управления работой остальных модулей. Например, ЦПУ 21 осуществляет управление интерфейсом 22 связи с целью обеспечения связи между устройством идентификации бумажных денежных знаков и устройством, запрашивающим установление подлинности бумажного денежного знака (например, персональный компьютер, сетевое оборудование и т.п., подключенные к устройству для идентификации бумажных денежных знаков). ЦПУ 21 управляет CPLD 23 с целью запуска задачи регистрации изображения. ЦПУ 21 управляет приводом 28 двигателя с целью приведения во вращение двигателя 29 и т.п.
Интерфейс 22 связи сконфигурирован для приема управляющей команды, переданной устройством, запрашивающим установление подлинности бумажного денежного знака, при этом принятая управляющая команда представляет собой параметр регистрации изображения, который будет заранее заданным для процедуры идентификации бумажных денежных знаков, например, разрешения регистрации изображения, скорости регистрации изображения и т.п., причем возвращенные данные включают данные полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака и результат идентификации бумажного денежного знака, или аналогичной ценной бумаги, при этом наиболее часто используемым интерфейсом связи является USB-интерфейс или последовательный порт.
CPLD 23 сконфигурировано для приема управляющего сигнала, запускающего регистрацию изображения, и для выдачи управляющих сигналов синхронизации, необходимых модулю 24 получения изображения и аналоговой интерфейсной микросхеме 25 для осуществления регистрации данных исходного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака. CPLD обладает такими характеристиками, как высокая скорость обработки данных и точность управления, и позволяет реализовать точное управления синхронизацией сигналов, связанных с регистрацией изображения.
Модуль 24 получения изображения включает контактный датчик 241 изображения (Contact Image Sensor, CIS) и источник 242 проходящего света. CIS 241 содержит множество светоприемников и светоизлучателей, при этом множество светоприемников сконфигурированы для приема оптических сигналов, основанных на информации, содержащейся на анализируемом бумажном денежном знаке, и для преобразования их в электрические сигналы, а затем - для передачи аналоговых значений напряжения во взаимно однозначном соответствии с пикселями в аналоговую интерфейсную микросхему 25, при этом множество светоизлучателей сконфигурированы для подсветки анализируемого бумажного денежного знака, с целью обеспечения приема светоприемниками лучей света, отраженных анализируемым бумажным денежным знаком, и регистрации изображения анализируемого бумажного денежного знака. Источник 242 света сконфигурирован для обеспечения источника проходящего света, необходимого CIS 241 для регистрации изображения в проходящем свете.
Аналоговая интерфейсная микросхема 25 сконфигурирована для обработки аналоговых значений напряжения каждого пикселя, выдаваемых CIS 241, например, обработки смещения, обработки усиления и т.п., и затем - для аналого-цифрового преобразования аналоговых значений напряжения каждого пикселя с получением шестнадцатеричного значения шкалы серого, взаимно однозначно соответствующего пикселю, и наконец -для формирования данных полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, причем значение уровня шкалы серого пикселя в исходном полутоновом изображении определяется точностью аналогово-цифрового преобразования. Например, если точность аналогово-цифрового преобразования составляет 8 бит, шкала серого для пикселей в исходном полутоновом изображении имеет 256 уровней, то есть, уровень шкалы серого пикселей представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 255.
SDRAM-память 26 сконфигурирована для хранения данных исходного полутонового изображения и данных результирующего полутонового изображения, при этом данные исходного полутонового изображения представляют собой данные полутонового изображения, сформированного при выполнении аналогово-цифрового преобразования аналоговой интерфейсной микросхемой 25 над данными изображения, зарегистрированными CIS 241, а данные результирующего полутонового изображения представляют собой данные изображения, сформированные при помощи компенсации и коррекции данных исходного полутонового изображения, которые используются для регистрации характеристических значений полутонового изображения.
Флэш-память 27 сконфигурирована для хранения управляющей процедуры, параметра типа источника света, параметра длины волны излучения источника света, характеристических значений для каждого из эталонов, используется для хранения параметров М, N, D, а и b, необходимых для регистрации характеристических значений на основе полного изображения, а также первого заранее заданного порогового значения, второго заранее заданного порогового значения и третьего заранее заданного порогового значения. При этом параметр типа источника света используют для определения, какой тип света применяется при регистрации CIS 241 исходного изображения: проходящий свет и/или отраженный свет. Параметр длины волны излучения источника света применяют для определения, какую длину волны излучает источник света при регистрации исходного изображения с помощью CIS 241. Характеристические значения для каждого эталона используют для сравнения с характеристическим значением полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, соответствующего им, что дает основу для вывода о подлинности бумажного денежного знака. Параметры М, N и D используют для формирования ячеек в результирующем полном полутоновом изображении анализируемого бумажного денежного знака, а параметры а и b используют для группирования сформированных ячеек. Первое заранее заданное пороговое значение используют для определения, совпадает ли каждая группа ячеек с группой ячеек, соответствующей эталонным данным. Второе заранее заданное пороговое значение используют для определения, является ли анализируемый бумажный денежный знак измененным. Третье заранее заданное пороговое значение используют для определения, является ли текущий пиксель точкой резкого изменения при обнаружении шва стыковки.
Привод 28 двигателя сконфигурирован для подачи возбуждающего тока на двигатель 29 с целью приведения его во вращение.
Двигатель 29 сконфигурирован для перемещения бумажного денежного знака в канале перемещения. Всякий раз при перемещении двигателем 29 анализируемого бумажного денежного знака в канале перемещения на минимальный шаг (т.е. на одну линию точек), CIS 241 однократно выполняет регистрацию изображения. Двигатель 29 может представлять собой шаговый двигатель и может при этом быть двигателем постоянного тока.
Также, устройство для идентификации бумажных денежных знаков включает датчик 30 обнаружения подачи денежного знака, сконфигурированный для обнаружения присутствия анализируемого бумажного денежного знака в канале перемещения. Когда датчик 30 обнаружения подачи денежного знака выдает сигнал обнаружения, сигнализирующий о наличии анализируемого бумажного денежного знака в канале перемещения, ЦПУ 21 осуществляет управление работой модуля 24 получения изображения в соответствии с этим сигналом обнаружения.
Фиг. 4 представляет собой структурную блок-схему устройства для идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В соответствии с иллюстрацией, в канале S перемещения в устройстве для идентификации бумажных денежных знаков вдоль направления перемещения денежного знака последовательно расположены: отверстие Р для подачи денежного знака, датчик 30 обнаружения подачи денежного знака и модуль 24 получения изображения. При этом датчик 30 обнаружения подачи денежного знака расположен вблизи отверстия Р для подачи денежного знака, CIS 241 и источник 242 света из состава модуля получения изображения расположены друг напротив друга, по обеим сторонам от канала S перемещения, в устройстве для идентификации бумажных денежных знаков, соответственно. Когда датчик 30 обнаружения подачи денежного знака выдает сигнал о том, что в отверстии Р для подачи денежного знака присутствует бумажный денежный знак, ЦПУ 21 осуществляет управление источником 242 проходящего света и/или светоизлучателями из состава CIS 241 с целью начала излучения света, с одновременным управлением двигателем 29 с целью приведения бумажного денежного знака в движение. Светоприемник в CIS 241 принимает проходящий и/или отраженный свет анализируемого бумажного денежного знака и регистрирует изображение анализируемого бумажного денежного знака. Светоприемник в CIS 241 принимает проходящий и/или отраженный свет анализируемого бумажного денежного знака и регистрирует изображение анализируемого бумажного денежного знака. Когда свет излучается источником 242 сета, датчик CIS 241 принимает свет, проходящий через анализируемый бумажный денежный знак и регистрирует изображение анализируемого бумажного денежного знака в проходящем свете. Когда свет излучают светоизлучатели из состава CIS 241, светоприемник принимает свет, отраженный анализируемым бумажным денежным знаком, и регистрирует изображение анализируемого бумажного денежного знака в отраженном свете.
Фиг. 5 представляет собой блок-схему алгоритма для первого варианта осуществления способа идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением. Способ включает:
Шаг S11: получают данные полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака.
На этом шаге могут быть получены данные полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, с помощью модуля 24 получения изображения и аналоговой интерфейсной микросхемы 25 из состава устройства 25 для идентификации бумажных денежных знаков.
Шаг S12: полное полутоновое изображение анализируемого денежного знака разделяют на множество областей, и вычисляют, соответственно, характеристическое значение данных изображения каждой области.
Шаг S13: Характеристическое значение каждой области сравнивают с характеристическим значением соответствующей области эталонного денежного знака с целью определения, совпадают ли сравниваемые области.
Характеристическое значение каждой области сравнивают с характеристическим значением соответствующей области в эталонном бумажном денежном знаке. Считается, что две сравниваемые области не совпадают, если разность между характеристическими значениями двух сравниваемых областей больше, чем первое заранее заданное пороговое значение, в противном случае делают вывод о том, что сравниваемые области совпадают.
Шаг S14: Подсчитывают количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке.
Шаг S15: Определяют, является ли количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке большим, чем второе заранее заданное пороговое значение.
Шаг S16: Определяют подлинность анализируемого денежного знака.
Делают вывод, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным денежным знаком, если при на шаге S15 определено, что количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке больше, чем второе заранее заданное пороговое значение.
Фиг. 6 представляет собой блок-схему второго варианта осуществления алгоритма для способа идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением. Данный вариант может использоваться в качестве предпочтительного для первого варианта осуществления настоящего изобретения. В соответствии с иллюстрацией фиг.6 способ включает:
Шаг S21: получают данные полного исходного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака.
После того, как ЦПУ принимает сигнал о наличии бумажного денежного знака в отверстии Р для подачи денежного знака, включается источник света, и в CPLD передается управляющий сигнал, запускающий регистрацию изображения. CPLD выдает управляющие синхросигналы, необходимые для регистрации изображения датчиком CIS и аналоговой интерфейсной микросхеме. Датчик CIS принимает свет, излучаемый источником света, преобразует оптический сигнал, содержащий визуальную информацию каждого пикселя анализируемого бумажного денежного знака в одной линии точек, в электрический сигнал, и передает аналоговое значение напряжения, во взаимно однозначном соответствии с пикселями, в аналоговую интерфейсную микросхему. Аналоговая интерфейсная микросхема выполняет миграционную обработку и усиление значения напряжения каждого пикселя, затем преобразует аналоговое значение напряжение каждого пикселя в цифровое значение напряжения с формированием шестнадцатеричного значения шкалы серого во взаимно однозначном соответствии с пикселями, чем завершается регистрация одной линии точек данных полутонового изображения. ЦПУ сохраняет зарегистрированные данные полутонового изображения для пикселей одной линии точек анализируемого бумажного денежного знака в SDRAM-память. Двигатель 29 перемещает анализируемый бумажный денежный знак в канале перемещения на одну линию точек. Устройство для идентификации бумажных денежных знаков снова регистрирует данные полутонового изображения для следующей линии точек и т.п. Когда мотор обеспечивает полный проход анализируемого бумажного денежного знака через канал перемещения, устройство для идентификации бумажных денежных знаков завершает регистрацию полного исходного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака и сохраняет его в SDRAM-память.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения, когда устройство для идентификации бумажных денежных знаков получает данные исходного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, источник проходящего света может излучать свет, а датчик CIS - получать данные изображения в проходящем свете, или, также, светоизлучатель, встроенный в CIS может излучать свет, a CIS - получать данные изображения в отраженном свете. Предпочтительно, источник проходящего света и светоизлучатель, встроенный в датчик CIS, могут излучать свет поочередно, с разделением по времени. Датчик CIS получает данные изображения одной линии точек в проходящем свете и данные изображения одной линии точек в отраженном свете, в то время как двигатель смещает анализируемый бумажный денежный знак в канале перемещения на одну линию точек. Соответственно, после того, как двигатель обеспечит полный проход анализируемого бумажного денежного знака через канал перемещения, могут быть зарегистрированы два полных изображения анализируемого бумажного денежного знака, то есть, полное изображение в проходящем свете и полной изображение в отраженном свете.
Предпочтительно в устройстве идентификации бумажных денежных знаков в данном варианте осуществления настоящего изобретения источник проходящего света и светоизлучатель датчика CIS могут представлять собой источники света, излучающие свет одной длины волны, или могут быть источниками света, излучающими различные длины волн (например, инфракрасный свет, ультрафиолетовый свет) поочередно с разделением повремени, если это необходимо. Если источник проходящего света или светоизлучатель датчика CIS излучают свет различных длин волн поочередно с разделением по времени, то светоприемник датчика CIS может регистрировать изображение анализируемого бумажного денежного знака, соответственно, когда анализируемый бумажный денежный знак подсвечивается светом различных длин волн, с получением нескольких изображений анализируемого бумажного денежного знака на основе света с различными длинами волн.
Шаг S22: Выполняют обработку данных полного исходного полутонового изображения с формированием данных результирующего полутонового изображения.
Считывают данные исходного полутонового изображения, хранящиеся в SDRAM-памяти, и затем выполняют компенсацию и коррекцию значения шкалы серого каждого пикселя с формированием данных результирующего полутонового изображения и сохраняют их в SDRAM-память. Компенсация и коррекция выполняется с целью устранения ошибок, возникающих в течение регистрации изображений и передачи данных, чтобы значение шкалы серого в данных полутонового изображения отражало фактическое значение шкалы серого пикселя анализируемого бумажного денежного знака более точно.
На шаге S11 в первом варианте осуществления настоящего изобретения данные полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака могут представлять собой непосредственно полученные данные полного полутонового изображения, или могут представлять собой данные результирующего полутонового изображения, полученные с помощью шага S22 данного варианта осуществления настоящего изобретения.
Шаг S23: Полное полутоновое изображение анализируемого денежного знака разделяют на множество областей, и вычисляют, соответственно, характеристическое значение данных изображения каждой области согласно заранее заданному правилу.
Выполняют анализ данных результирующего полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака. Полное полутоновое изображение анализируемого бумажного денежного знака разделяют на M*N ячеек, каждая из которых соответствует отдельной области. Соответственно, вычисляют среднее значение шкалы серого всех пикселей внутри каждой ячейки. Затем M*N ячеек группируют. Каждые а*b ячеек образуют группу, общее число групп равно s. Поскольку каждая ячейка соответствует отдельной области, соответственно, каждая группа (группа ячеек) также соответствует отдельной области. Затем вычисляют характеристическое значение di каждой группы ячеек в соответствии с заранее заданным значением. В данном варианте осуществления настоящего изобретения полное полутоновое изображение разделяют на s групп ячеек, полное полутоновое изображение разделяют на s различных областей, и затем, соответственно, получают характеристическое значение каждой из s различных областей.
Шаг S24: Определяют номер эталона, соответствующего анализируемому бумажному денежному знаку, и получают характеристическое значение каждой области данных полутонового изображения эталона с этим номером, согласно заранее заданному правилу.
Данные исходного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, регистрируемые устройством для идентификации бумажных денежных знаков, подвержены воздействию множества факторов, таких как тип источника света (отраженный свет или проходящий свет), длина волны света, излучаемого источником света, номинал анализируемого бумажного денежного знака, ориентация анализируемого бумажного денежного знака, направление подачи анализируемого денежного знака, в котором анализируемый бумажный денежный знак подают в устройство для идентификации бумажных денежных знаков и т.п. Различия в этих факторах приводят к тому, что данные исходного полутонового изображения регистрируются также различным образом. Следовательно, в соответствии с различными факторами, такими как тип источника света (отраженный свет или проходящий свет), длина волны света, излучаемого источником света, номинал анализируемого бумажного денежного знака, ориентация анализируемого бумажного денежного знака, направление подачи анализируемого денежного знака, в котором анализируемый бумажный денежный знак подают в устройство для идентификации бумажных денежных знаков и т.п., могут быть определены множество различных эталонов, каждому из которых присвоен уникальный номер для запроса этих эталонов ЦПУ. Характеристические значения данных полутонового изображения множества эталонов хранятся во флэш-памяти. Эти характеристические значения используют для сравнения с характеристическим значением, полученным вычислением данных результирующего полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака в течение процедуры идентификации бумажного денежного знака. Характеристическое значение данных полутонового изображения для каждого из эталонов получают заранее путем обучения, то есть, для каждого эталона получают характеристическое значение для каждой области эталона при помощи регистрации определенного количества изображений экземпляров подлинных денежных знаков на основе эталона и вычисления данных результирующего полутонового изображения этих экземпляров с получением характеристического значения каждой области согласно заранее заданному правилу.
После формирования данных результирующего полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака ЦПУ считывает данные результирующего полутонового изображения из SDRAM-памяти, обрабатывает их, и определяет номинал анализируемого бумажного денежного знака при помощи получения длины и ширины изображения. В случае, когда известны номинал анализируемого бумажного денежного знака и тип источника света при регистрации исходного изображения, а также длина волны света, излучаемого источником света, ориентация анализируемого бумажного денежного знака может быть определена при помощи анализа характеристик специальных маркеров в изображении, причем такими специальными маркерами могут быть числа, водные знаки, символы из оптически переменных чернил, невидимые символы и т.п. Если известно, что регистрируемое изображение бумажного денежного знака является изображением в отраженном свете, ориентация анализируемого бумажного денежного знака может быть определена при помощи обнаружения номера на изображении, при этом направление подачи анализируемого бумажного денежного знака в устройство для идентификации бумажных денежных знаков также может быть определено при помощи обнаружения номера на изображении. После определения номинала анализируемого бумажного денежного знака, ориентации анализируемого бумажного денежного знака и направления подачи анализируемого бумажного денежного знака, может быть определен номер эталона, соответствующего данному бумажному денежному знаку, в соответствии с источником света и длиной волны света, излучаемого источником света, при этом характеристическое значение каждой области данных полутонового изображения эталона с этим номером считывают из флэш-памяти в соответствии с определенным номером эталона.
Шаг S25: Характеристическое значение каждой области анализируемого бумажного денежного знака сравнивают с характеристическим значением соответствующей области эталонного денежного знака.
Характеристическое значение каждой области полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, полученное на шаге S23, сравнивают с характеристическим значением каждой области данных полутонового изображения соответствующего эталона анализируемого бумажного денежного знака, полученного на шаге S24.
А именно, применяется следующий способ сравнения: характеристическое значение каждой группы ячеек полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака сравнивают с характеристическими значениями соответствующей группы ячеек данных полутонового изображения эталона, соответствующего данному анализируемому бумажном денежному знаку. Если разность между сравниваемыми характеристическими значениями двух групп ячеек превосходит первый заранее заданный порог, то делается вывод, что первая группа ячеек анализируемого бумажного денежного знака и группа ячеек, соответствующая эталону, не совпадают. Количество j (j - целое число, большее или равное 0, но меньшее или равное s) несовпадающих групп ячеек подсчитывают и записывают после окончания поочередного сравнения характеристических значений всех групп ячеек данных полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака и характеристических значений соответствующих групп ячеек полного полутонового изображения эталона.
Опционально, в данном варианте осуществления настоящего изобретения характеристические значения могут сравниваться с соответствующей областью эталона с использованием каждой ячейки в качестве одной области, или же характеристические значения могут также сравниваться с соответствующей областью эталона с использованием каждой группы ячеек в качестве одной области.
Шаг S26: Определяют, является ли анализируемый денежного знака измененным.
Количество j групп ячеек, в которых данные полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака не совпадают с данными полутонового изображения эталона, сравнивают с заранее заданным пороговым значением. Делают вывод, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным денежным знаком, если j больше, чем второе заранее заданное пороговое значение, в противном случае делают вывод, что анализируемый бумажный денежный знак не является измененным.
Шаг S27: Выводят результат идентификации.
Результат идентификации - является ли анализируемый бумажный денежный знак измененным - передают в устройство, запрашивающее установление подлинности бумажного денежного знака, при помощи интерфейса связи.
Фиг. 7а представляет собой блок-схему алгоритма вычисления характеристического значения каждой области на основе полного полутонового изображения в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В соответствии с иллюстрацией способ включает:
Шаг S31: Полное изображение бумажного денежного знака разделяют на M*N ячеек.
ЦПУ считывает данные результирующего полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, хранящиеся в SDRAM-памяти, и вычисляет количество х пикселей в направлении длины изображения (т.е. в направлении длинной стороны анализируемого бумажного денежного знака) и количество у пикселей в направлении ширины изображения (т.е. в направлении короткой стороны анализируемого бумажного денежного знака). Полное изображение разделяют на M*N ячеек, при этом параметры М и N представляют собой целые положительные числа большие 1, значения которых заранее заданны. М - это количество ячеек, на которые изображение разделяют в направлении длины, а N - это количество ячеек, на которые изображение разделяют в направлении ширины. Например, в случае анализируемого бумажного денежного знака, представляющего собой RMB (юань) пятой серии номиналом 100, длина равна 155 мм, а ширина - 77 мм. Если разрешение сканирования устройства для идентификации равно 50 dpi * 50 dpi, то количество пикселей в направлении длины регистрируемого изображения будет равно 306, а количество у пикселей в направлении ширины будет равно 152. M*N ячеек получают разделением на ячейки изображения, которое имеет размер 306*152 пикселей. Например, допустим, что количество М ячеек разбиения в направлении длины изображения равно 6, а количество N ячеек разбиения в направлении ширины изображения равно 4, тогда все изображение будет разделено на M*N=24 ячейки, а количество пикселей в каждой ячейке будет равно 51*38. На фиг. 9 проиллюстрирована блок-схема группирования.
Шаг S32: Вычисляют средние значения шкалы серого всех пикселей в каждой ячейке.
При помощи разделения полного изображения получают M*N ячеек. Вычисляют средние значения шкалы серого всех пикселей в каждой ячейке. Например, вычисляют, соответственно, средние значения шкалы серого 51*38 пикселей в каждой из 24 ячеек, полученных на шаге S31.
Шаг S33: Группируют M*N ячеек.
Группируют M*N ячеек. Каждые а*b ячеек составляют группу, всего имеется s групп, где параметры а и b - положительные целые числа, значения которых заранее заданны, а - это количество смежных ячеек в каждой группе ячеек в направлении длины изображения, a b - это количество смежных ячеек в каждой группе ячеек в направлении ширины изображения.
Если 24 ячейки, полученные группированием ячеек полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, например, пятой серии RMB с номиналом 100, на шаге S31 группируют с параметрами а=2 и b=2, то все 24 ячейки будут разделены на 6 групп ячеек, и в каждой группе будет 4 ячейки. В соответствии с иллюстрацией фиг. 9 ячейки анализируемого бумажного денежного знака группируют с параметрами а=2 и b=2, как это показано в таблице 1:
Шаг S34: Вычисляют характеристическое значение каждой группы ячеек в соответствии с заранее заданным способом.
Вычисляют характеристическое значение каждой группы сгруппированных ячеек, при этом способ вычисления характеристического значения di для i-ой группы ячеек (где i - положительное целое число больше 0, но меньшее или равное s) следующий: ячейки i-ой группы разделяют на две равные группы, которые записывают как группу А и группу В. Например, i-ую группу ячеек разделяют на две группы, в которых количество смежных ячеек в направлении длины изображения равно а/2, а количество смежных ячеек в направлении ширины изображения равно b, или в которых количество смежных ячеек в направлении длины изображения равно а, а количество смежных ячеек в направлении ширины изображения равно b/2. Вычисляют, соответственно, средние значения GrayAi и GrayBi шкалы серого ячеек в группе А и группе В, и затем вычисляют разность между GrayAi и GrayBi. Абсолютное значение этой разности является характеристическим значением di для i-ой группы ячеек.
После того, как 24 ячейки, полученные группированием ячеек полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, например, пятой серии RMB с номиналом 100, на шаге S31 группируют способом, проиллюстрированном в таблице 1 на шаге S33, в i-ой группе ячеек 4 ячейки разделяют на две группы, где количество а/2 смежных ячеек в направлении длины изображения равно 1, а количество b смежных ячеек в направлении ширины изображения равно 2, что записывается в виде группы А и группы В, каждая из которых содержит 2 ячейки. Вычисляют, соответственно, среднее значение GrayAi шкалы серого двух ячеек группы А и среднее значение GrayBi шкалы серого двух ячеек в группе В. Вычисляют абсолютное значение разности между GrayAi и GrayBi, получая характеристическое значение di для i-ой группы. Как и для первой группы, показанной в таблице 1, допустим, что среднее значение шкалы серого ячейки 1 равно g1, среднее значение шкалы серого ячейки 2 равно g2, среднее значение шкалы серого ячейки 7 равно g7, среднее значение шкалы серого ячейки 8 равно д8, среднее значение GrayAi ячеек в группе А (т.е. ячейки 1 и ячейки 7) первой группы равно (g1+g7)/2, а среднее значение GrayBi шкалы серого ячеек в группе В (т.е. ячейки 2 и ячейки 8) первой группы равно (g2+g8)/2, тогда характеристическое значение d1 в первой группе равно абсолютному значению разности между GrayA1 и GrayB1, то есть d1=|GrayA1 -GrayB1|.
Для данных эталонных полутоновых изображений со всеми номерами, хранимых во флэш-памяти, характеристические значения всех групп ячеек получают заранее путем обучения. Способ их получения следующий: с помощью эталонов регистрируют некоторое число изображений образцов подлинных денежных знаков, данные полутонового изображения каждого образца вычисляют в соответствии с параметрами М, N, а и b, заданными заранее с помощью правила, на шагах S31-S34, и получают характеристическое значение каждой группы ячеек данных полутонового изображения образца. В соответствии с операционным правилом вычисляют все характеристические значения одной ячейки эталона, основанные на данных полутонового изображения всех эталонов, и получают характеристическое значение этой группы ячеек эталона, и таким же образом получают характеристическое значение для всех групп ячеек эталона. При этом операционное правило, используемое для вычисление характеристического значения некоторой группы ячеек, или некоторого эталона, может заключаться в вычислении среднего всех характеристических значений этой группы ячеек на основе данных полутонового изображения всех образцов, и использование их среднего значения в качестве характеристического значения данной группы ячеек, или может также заключаться в вычислении среднего значения и дисперсии всех характеристических значений в данной группе ячеек на основе данных полутонового изображения всех образцов, и в использовании значения, полученного суммированием средних значений и дисперсий, в качестве характеристического значения данной группы ячеек, или в использовании значения, полученного вычитанием дисперсии из среднего значения, в качестве характеристического значения данной группы ячеек. В настоящем изобретении способ вычисления характеристического значения каждой группы ячеек эталона не ограничен описанными выше способами.
Предпочтительно, на шаге S33, M*N ячеек, полученные разделением полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака на ячейки, могут группироваться с использованием множества различных способов группирования. На шаге S34 согласно заранее заданному способу вычисляют, соответственно, характеристические значения всех групп ячеек, полученные с помощью каждого способа группирования. Для каждого случая группирования ячеек получают группу характеристических значений полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака. Полутоновое изображение эталона разделяют на ячейки с помощью того же самого способа разделения на ячейки. Ячейки группируют таким же множеством способов группирования. Аналогично, для каждого случая группирования ячеек получают группу характеристических значений полутонового изображения эталона. В последовательности операций по установлению подлинности бумажного денежного знака каждую группу характеристических значений анализируемого бумажного денежного знака поочередно сравнивают с каждой группой характеристических значений полутонового изображения эталона, и вывод о том, является ли анализируемый бумажный денежный знак измененным, делают на основе сравнения каждой группы характеристических значений.
Фиг. 7b представляет собой блок-схему другого алгоритма вычисления характеристического значения каждой области на основе полного полутонового изображения в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В соответствии с иллюстрацией способ включает:
Шаг S51: Полное изображение бумажного денежного знака разделяют на D областей.
Шаг S52: Каждую область разделяют на первую область и вторую область поровну.
Шаг S53: Вычисляют среднее значения шкалы серого первой области и среднее значение шкалы серого второй области в каждой области соответственно.
Шаг S54: Вычисляют характеристическое значение каждой области.
Вычисляют, соответственно, разность между средним значением шкалы серого первой области и средним значением шкалы серого второй области в каждой области, и абсолютное значение этой разности используют в качестве характеристического значения данных полутонового изображения этой области.
В способе идентификации бумажных денежных знаков, предложенном в данном варианте осуществления настоящего изобретения, абсолютное значение разности между средним значением шкалы серого первой области и средним значением шкалы серого второй области в каждой области используют в качестве характеристического значения данных полутонового изображения для области. Если денежный знак является измененным и присутствует шов, то он будет выявлен с помощью разности между значениями шкалы серого полного полутонового изображения в соответствующих смежных частях, благодаря чему легко устанавливается подлинность измененных денежных знаков, при помощи сравнения значений шкалы серого смежных областей бумажного денежного знака с эталоном.
Фиг. 8 представляет собой блок-схему алгоритма для второго варианта осуществления способа идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением. Способ включает:
Шаги S41-S42, которые идентичны шагам S21-S22.
Шаг S43: Обнаружение, присутствует ли шов стыковки в соответствии с полным результирующим полутоновым изображением;
Считывают данные результирующего полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, хранимые в SDRAM-памяти. Обнаружение, присутствует ли шов стыковки в соответствии с данными результирующего полутонового изображения, выполняют следующим образом: значения шкалы серого всех пикселей полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака регистрируют построчно, и затем поточечно сравнивают значение шкалы серого каждого пикселя каждой строки со значением шкалы серого предыдущего пикселя, смежного с текущим пикселем в текущей строке, - с целью определения, превосходит разность значений шкалы серого между текущим пикселем и смежным с ним предыдущим пикселем третий заранее заданный порог. Если разность значений шкалы серого превосходит третий заранее заданный порог, то записывают позицию, в которой расположен текущий пиксель (для краткости, она может быть названа точкой резкого изменения). После того как построчно будут зарегистрированы значения шкалы серого всех пикселей полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, позиции всех обнаруженных точек резкого изменения проверяют на соответствие заранее заданному правилу, например, положения всех точек резкого изменения должны находиться в столбцах в определенном диапазоне. Если позиции всех точек резкого изменения соответствуют этому заранее заданному правилу, то делается вывод о наличии шва стыковки в анализируемом бумажном денежном знаке. Если точек резкого изменения нет или позиции точек резкого изменения не удовлетворяют заранее заданному правилу, то значения шкалы серого всех пикселей полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака регистрируют постолбцово. Значение шкалы серого каждого пикселя каждого столбца, один за одним, сравнивают со значениями шкалы серого предыдущего пикселя, смежного с текущим пикселем в текущем столбце, поточечно - с целью определения, превосходит ли разность значений шкалы серого текущего пикселя и смежного с ним предыдущего пикселя превосходящий третий заранее заданный порог. Если разность значений шкалы серого превосходит третий заранее заданный порог, то записывают позицию, в которой расположен текущий пиксель (для краткости, она может быть названа точкой резкого изменения). После того как построчно будут зарегистрированы значения шкалы серого всех пикселей полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака, позиции всех обнаруженных точек резкого изменения проверяют на соответствие заранее заданному правилу, например, положения всех точек резкого изменения должны находиться в столбцах (имеющих порядковые номера) в определенном диапазоне. Если позиции всех точек резкого изменения соответствуют этому заранее заданному правилу, то делается вывод о наличии шва стыковки в анализируемом бумажном денежном знаке. С помощью данного способа для измененных денежных знаков с относительно очевидными швами стыковки, например, в случае измененного денежного знака на фиг. 1а, шов стыковки в изображении может быть обнаружен очень легко.
Шаг S44: Определяют, обнаружен ли шов стыковки.
Считывают результат обнаружения на шаге S43, чтобы определить, обнаружен ли шов стыковки в данных результирующего полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака. Если это так, то делают вывод о том, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным и выполняют шаг S49. Если это не так, выполняют шаг S45.
Шаги S45-S49 являются идентичными шагам S23-S27 последовательности операций первого варианта осуществления настоящего изобретения в соответствии с иллюстрацией фиг. 6.
Поскольку способ обнаружения шва стыковки на шаге S43 имеет преимущества, заключающиеся в малом объеме данных для обработки, высокой скорости обработки данных и т.п., по сравнению со способом обнаружения, в котором вычисляют характеристическое значение данных полного изображения согласно заранее заданному правилу на шагах S45-S47 и сравнивают с характеристическим значением данных полутонового изображения эталона, то после получения данных полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака сначала обнаруживают наличие шва стыковки с помощью способа на шаге S43. Способ позволяет быстро сделать вывод о подлинности бумажного денежного знака с очевидным швом стыковки, благодаря чему повышается эффективность идентификации бумажных денежных знаков.
В частности, если устройство для идентификации бумажных денежных знаков регистрирует изображение с помощью источника проходящего света, источника отраженного света и источника света различных длин волн, необходимо выполнять установление подлинного анализируемого бумажного денежного знака в отношении каждого зарегистрированного полутонового изображения. Если сделан вывод о наличии шва стыковки в любом из этих полутоновых изображений, то считается, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным. Точность и надежность идентификации бумажных денежных знаков может быть повышена путем регистрации множества полутоновых изображений на основе источников света различных типов и различных длин волн.
Следует отметить, что шаги, проиллюстрированные в составе блок-схем чертежей, могут исполняться в вычислительной системе, имеющей набор машиноисполняемых инструкций. При этом на блок-схемах показана логическая последовательность шагов, однако в некоторых случаях проиллюстрированные или описанные шаги могут исполняться в отличающемся от проиллюстрированного порядке.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения предложено также устройство для идентификации бумажных денежных знаков, соответствующее способу идентификации бумажных денежных знаков, предложенному в данном варианте осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что способ идентификации бумажных денежных знаков по данному варианту осуществления настоящего изобретения может исполняться устройством для идентификации бумажных денежных знаков, предложенным в данном варианте осуществления настоящего изобретения, при этом устройство для идентификации бумажных денежных знаков по данному варианту осуществления настоящего изобретения может также использоваться для исполнения способа идентификации бумажных денежных знаков по данному варианту осуществления настоящего изобретения.
Ниже описано устройство для идентификации бумажных денежных знаков по данному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 10 представляет собой блок-схему первого варианта осуществления устройства для идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением. В соответствии с иллюстрацией фиг. 10 устройство для идентификации бумажных денежных знаков включает блок 10 получения, блок 20 вычисления, блок 30 сравнения, блок 40 подсчета, первый блок 50 определения и блок 60 идентификации.
Блок 10 получения сконфигурирован для получения данных полного полутонового изображения анализируемого бумажного денежного знака.
Блок 20 вычислений сконфигурирован для разделения полного полутонового изображения анализируемого денежного знака на множество областей, и для вычисления характеристического значения данных изображения каждой области соответственно.
Блок 30 сравнения сконфигурирован для сравнения характеристического значения каждой области с характеристическим значением соответствующей области эталонного денежного знака с целью определения, совпадают ли сравниваемые области, при этом делают вывод, что две сравниваемые области не совпадают, если разность между характеристическими значениями двух сравниваемых областей больше, чем первое заранее заданное пороговое значение, в противном случае делают вывод о том, что сравниваемые области совпадают.
Блок 40 подсчета сконфигурирован для подсчета количества несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке.
Первый блок 50 определения сконфигурирован для определения, является ли количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке большим, чем второе заранее заданное пороговое значение.
Блок 60 идентификации сконфигурирован для определения, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным денежным знаком, если определено, что количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке больше, чем упомянутое второе заранее заданное пороговое значение.
Фиг. 11 представляет собой блок-схему алгоритма функционирования второго варианта осуществления устройства для идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением. Данный вариант может использоваться в качестве еще одного предпочтительного варианта для первого варианта осуществления настоящего изобретения.
Устройство для идентификации бумажных денежных знаков включает блок 10 получения, блок 20 вычислений, блок 30 сравнения, блок 40 подсчета, первый блок 50 определения и блок 60 идентификации.
Блок 20 вычислений включает модуль 201 деления и вычислительный блок 202.
Модуль 201 деления сконфигурирован для разделения полного полутонового изображения анализируемого денежного знака на множество областей множеством различных методов разделения.
Вычислительный модуль 202 сконфигурирован для вычисления характеристического значения данных изображения каждой области при каждом методе разделения соответственно.
При этом модуль 30 сравнения сконфигурирован для сравнения характеристического значения каждой области, при каждом из множества различных методов разделения, с характеристическим значением соответствующей области в эталонном денежном знаке с целью определения, совпадают ли сравниваемые области. Блок 60 идентификации сконфигурирован для определения, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным денежным знаком, если определено, что количество несовпадающих областей в анализируемом бумажном денежном знаке больше, чем упомянутое второе заранее заданное пороговое значение при любом из множества различных методов разделения.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения, когда полное полутоновое изображение анализируемого бумажного денежного знака разделяют с помощью отличающегося метода разделения, количество областей разделения этим методом может быть таким же, но может быть и отличающимся, при этом, когда количество областей разделения отличающимся методом является отличающимся, вторые заранее заданные пороговые, определенные для двух методов разделения, также могут быть различными.
Фиг. 12 представляет собой блок-схему алгоритма функционирования третьего варианта осуществления устройства для идентификации бумажных денежных знаков в соответствии с настоящим изобретением. Данный вариант может использоваться в качестве еще одного предпочтительного варианта для первого варианта осуществления настоящего изобретения.
Устройство для идентификации бумажных денежных знаков включает также блок 70 обнаружения, второй блок 80 определения, - в дополнение к описанным выше блоку 10 получения, блоку 20 вычислений, блоку 30 сравнения, блоку 40 подсчета, первому блоку 50 определения и блоку 60 идентификации.
Блок 70 обнаружения сконфигурирован для обнаружения того, присутствует ли шов стыковки в соответствии с данными полного полутонового изображения перед разделением полного полутонового изображения анализируемого денежного знака на множество областей и вычислением характеристического значения данных изображения каждой области.
Второй блок 80 определения сконфигурирован для определения, обнаружен ли шов стыковки в соответствии с результатом обнаружения.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения блок 60 идентификации сконфигурирован для определения того, что анализируемый бумажный денежный знак является измененным денежным знаком, если определено, что обнаружен шов стыковки. Блок 20 вычислений сконфигурирован для разделения полного полутонового изображения анализируемого денежного знака на множество областей, и для вычисления характеристического значения данных изображения каждой области, если определено, что шов стыковки не обнаружен.
Очевидно, специалисты в настоящей области техники должны понимать, что каждый из упомянутых блоков или шагов настоящего изобретения может быть реализован при помощи вычислительного устройства общего назначения; при этом блоки или шаги могут быть сосредоточены в одном вычислительном устройстве или распределены по сети, образованных множеством вычислительных устройств. Выборочно они могут быть реализованы с помощью программного кода, который может исполняться вычислительным устройством. Соответственно, блок или шаги могут храниться в запоминающем устройстве и исполняться вычислительным устройством; или же блоки или шаги могут быть соответственно выполнены в виде отдельных модулей интегральных схем, или несколько модулей, или соответствующих им шагов, могут быть выполнены в виде единой модуля интегральной схемы и реализованы таким образом. Таким образом, настоящее изобретение не ограничено никакой конкретной комбинацией аппаратного и программного обеспечения.
Выше представлены исключительно предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, которые не имеют целью ограничение настоящего изобретения, при этом специалистами в данной области техники могут быть выполнены различные изменения и модификации настоящего изобретения. Любые модификации, эквивалентные замены, усовершенствования и т.п. в пределах сущности и объема настоящего изобретения попадают в объем правовой защиты формулы настоящего изобретения.