技术摘要：
本发明公开了一种使用安全线磁性编码进行面额识别的方法、装置及设备，该方法包括：预定义各个待识别面额的安全线磁性编码特征模板；获取待识别纸币的安全线磁性特征信号，并提取安全线磁性特征信号的波峰特征，计算有效波峰间距；根据码盘信息对波峰间距进行归一化处  全部
背景技术：
纸币上的安全线，是纸币防伪措施中一种普遍运用的传统技术。安全线磁性编码 是点验钞机在使用过程中的分钞和鉴伪的重要特征，是点验钞机正确分钞、识别假币的重 要依据。如果新版钞票在安全线磁性编码上使用不同磁性材料，那么制造过程中需要分两 次或多次制造，导致两种磁性油墨之间的间距会有误差，不同钞票误差不同。如果用在安全 线磁性编码上的磁性材料发生变化，在点验钞机机械平台、线圈磁头传感器及电路方案不 变的情况下，安全线磁性规律会根据钞票走过的方向的不同而不同，磁性波形也会一同变 化；这些都对点钞机的分钞及鉴伪产生影响，使用中容易出现面额错识别、真币误报假币的 情况。 目前，识别纸币安全线通常方法是通过一系列预处理将磁性波形波峰、波谷或波 峰波谷的间距计算为一串数列，之后根据预先知道的安全线磁性编码规律进行模板匹配， 但该方法存在两个明显的缺点： 1.因为点验钞机机器状态的差异，磁性信号会有高低的波动，多峰少峰的情况，一 旦该情况出现的较多会造成模板无法匹配。 2.新版钞票由于物理特性的改变，波峰波谷的状态不稳定，一些磁性材料在不同 方向走过点验钞机时，波峰波谷的位置会颠倒。 3.钞票两种磁性油墨材料间间距误差过大，造成模板匹配失败。 这些都直接导致在机器状态不好的情况下误识别率高，真币容易误报假币的情 况。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种使用安全线磁性编码进行面额 识别的方法、装置及设备，解决或者部分解决因为点验钞机机器状态的差异以及新版钞票 由于物理特性的改变造成的波峰不稳定以及误差过大等问题，提高了纸币安全线磁性特征 检测的准确率和防伪强度。 本发明是这样实现的：本发明公开了一种使用安全线磁性编码进行面额识别的方 法，包括如下步骤： 预定义各个面额的目标真币的安全线磁性编码特征模板； 获取待识别纸币的安全线磁性特征信号，并提取安全线磁性特征信号的波峰特 征，计算波峰间距； 根据码盘信息对波峰间距进行归一化处理，形成待匹配样本； 将各个面额的目标真币的安全线磁性编码特征模板分别与待匹配样本进行匹配， 6 CN 111612965 A 说　明　书 2/11 页 根据匹配情况得出各个面额对应的分数； 根据各个面额对应的分数以及待识别纸币的其他特征信息，进行最后综合评判， 得出最终面额、版本或认定为假币。 进一步地，根据各个面额对应的分数以及待识别纸币的其他特征信息，进行最后 综合评判，得出最终面额、版本或认定为假币，具体包括：根据待识别纸币的其他特征信息 对当前匹配的面额加分或减分，然后，将各个面额对应的分数与设定值进行比较，如果各个 面额对应的分数都低于或等于设定值，则认定为假币，否则，选出各个面额对应的分数中最 高的面额，即为最终面额、版本。 设定值是由灵敏度控制的，一般分数小于或等于50分属于偏低。 进一步地，目标真币的安全线磁性编码特征模板通过统计目标真币的安全线磁性 特征信号得来，包括目标真币安全线磁性特征信号波峰间距数组以及目标钞票安全线磁性 特征信号波峰间距误差范围数组；将各个面额的目标真币的安全线磁性编码特征模板分别 与待匹配样本进行匹配的过程包括： 1)假设目标真币的安全线磁性编码特征模板的波峰间距数组为数组A，待匹配样 本为数组A1，数组A对应的误差范围为数组Diff，数组A长度为n，设数组A中第一个高峰间距 即A[0]为起始间距，寻找与起始间距A[0]的绝对差值范围在Diff[0]以内的点，得到最接近 起始间距A[0]的波峰，作为匹配点，找到后进入匹配流程2)； 2)假设找到的匹配点为i，从该点i往前和往后找，依次匹配模板的数组A的各个元 素，如向前依次为数组A1的第i-1、i-2个元素，对于需要匹配的模板为数组A的n-1、n-2个元 素；确认模板位置的index实现逻辑为index起始位0，向前移动时，先将index减1，如果 index小于0，那么index等于模板长度n减1；如向后依次为数组A1的第i 1、i 2个元素，对于 需要匹配的模板为数组A的第1、2个元素；确认模板位置的index实现逻辑为index起始位0， 向后移动时，先将index加1，然后将index除以模板长度n的余数赋值给index； 匹配模板的数组A的第x个元素的间距匹配步骤包括：首先设与数组A的第x个元素 匹配的值为sum，sum依次为A1[i x]、A1[i x] A1[i x 1]、A1[i x] A1[i x 1]……A1[i x n]，将sum逐个与数组A[x]作比较，并记录下绝对差值的最小值Sub，直到sum大于A[x]，然后 将最小的Sub与Diff[x]作比较，小于Diff[x]则表示间距匹配成功，大于Diff[x]则表示间 距匹配失败。 进一步地，判断预定义的目标真币的安全线磁性编码特征模板内是否指定有某波 峰具有明显高度特征， 如有，则间距匹配成功后继续进行波峰特征匹配，具体包括：判断待识别纸币的安 全线磁性特征信号中指定的波峰是否达到指定的明显高度特征，如果没有达到指定的高度 则认定为干扰，标记为干扰峰，波峰特征匹配失败退出，否则继续匹配模板。 进一步地，判断预定义的目标真币的安全线磁性编码特征模板内是否存在容易因 信号原因丢失的波峰，如存在，则间距匹配失败后继续进行波峰缺失匹配，具体包括：将匹 配A的第x个元素改为匹配模板的数组A的第x、x 1个元素之和，设与模板数组A第x、x 1个元 素之和匹配的值为sum，sum依次为A1[i x]、A1[i x] A1[i x 1]、A1[i x] A1[i x 1]…… A1[i x n]，将sum逐个与数组A的第x、x 1个元素之和作比较，并记录下绝对差值的最小值 Sub，直到sum大于数组A的第x、x 1个元素之和，然后将最小的Sub与Diff[x] Diff[x 1]作 7 CN 111612965 A 说　明　书 3/11 页 比较，若小于或等于Diff[x] Diff[x 1]，则表示波峰缺失匹配成功，标记为缺失匹配波峰， 继续匹配模板时跳过A[x 1]从A[x 2]开始匹配，若大于Diff[x] Diff[x 1]，则表示波峰缺 失匹配失败，波峰缺失匹配失败后退出匹配流程。 进一步地，目标真币的安全线磁性编码特征模板包括目标真币安全线磁性特征信 号波峰间距数组以及目标钞票安全线磁性特征信号波峰间距误差范围数组以及目标真币 安全线磁性特征信号存在不同磁性材料时不同材料交替的波峰间距位置，不同材料交替的 波峰间距位置成对出现，假设目标真币的安全线磁性编码特征模板波峰间距数组为A，待匹 配样本波峰间距数组为A1，数组A对应的误差范围数组为Diff； 磁性材料不同时的误差匹配包括如下步骤：在匹配过程中，在碰到数组A中第一个 不同材料交替的波峰间距位置时，按照设定增大模板中相应的Diff值，然后进行间距匹配， 记录该次匹配使用的间距Sum与数组A的对应元素的差值Fix，差值Fix带正负符号；在匹配 到数组A中对应的第二个不同材料交替的波峰间距位置时，用Fix修正该处不同材料交替的 波峰间距位置的数组A对应元素，然后进行间距匹配。 匹配模板的数组A的第x个元素的间距匹配步骤包括：首先设与数组A的第x个元素 匹配的值为sum，sum依次为A1[i x]、A1[i x] A1[i x 1]、A1[i x] A1[i x 1]……A1[i x n]，将sum逐个与数组A[x]作比较，并记录下绝对差值的最小值Sub，直到sum大于A[x]，然后 将最小的Sub与模板中的Diff[x]作比较，小于Diff[x]则表示间距匹配成功，大于Diff[x] 则表示间距匹配失败。 用Fix修正该处不同材料交替的波峰间距位置的数组A对应元素具体是：修正后的 A的元素等于A的原始预设元素减去Fix。如果之前匹配时，间距相对模板偏宽，则此处模板A 要变窄，反之则要变宽。 进一步地，在匹配过程中，根据匹配情况对当前磁性特征信号的每个波峰进行标 记； 完成匹配后，将每个波峰的情况存入数组，保留结果，等待评分使用。 进一步地，根据匹配情况得出各个面额对应的分数，具体包括：通过计算各个面额 的目标真币的安全线磁性编码特征模板匹配的波峰个数与总的波峰个数百分比得到各个 面额对应的分数。 进一步地，根据匹配情况得出各个面额对应的分数，具体包括：通过计算各个面额 的目标真币的安全线磁性编码特征模板匹配的波峰间距个数与总的波峰间距个数百分比 得到各个面额对应的分数。 本发明公开了一种使用安全线磁性编码进行面额识别的装置，其特征在于，包括 磁性特征信号获取模块、磁性特征波峰间距获取模块、归一化模块、联想匹配模块、分数评 估模块、综合仲裁模块， 所述磁性特征信号获取模块用于获取待识别纸币的安全线磁性特征信号； 所述磁性特征波峰间距获取模块用于提取安全线磁性特征信号的波峰特征，计算 波峰间距； 所述归一化模块用于根据码盘信息对波峰间距进行归一化处理，形成待匹配样 本； 所述联想匹配模块用于将各个面额的目标真币的安全线磁性编码特征模板分别 8 CN 111612965 A 说　明　书 4/11 页 与待匹配样本进行匹配； 所述分数评估模块用于根据匹配情况得出各个面额对应的分数； 所述综合仲裁模块用于根据各个面额对应的分数以及待识别纸币的其他特征信 息，进行最后综合评判，得出最终面额、版本或认定为假币。 进一步地，目标真币的安全线磁性编码特征模板通过统计目标真币的安全线磁性 特征信号得来，包括目标真币安全线磁性特征信号波峰间距数组以及目标钞票安全线磁性 特征信号波峰间距误差范围数组；联想匹配模块用于将各个面额的目标真币的安全线磁性 编码特征模板分别与待匹配样本进行匹配的过程包括： 1)假设目标真币的安全线磁性编码特征模板的波峰间距数组为数组A，待匹配样 本为数组A1，数组A对应的误差范围为数组Diff，数组A长度为n，设数组A中第一个高峰间距 即A[0]为起始间距，寻找与起始间距A[0]的绝对差值范围在Diff[0]以内的点，得到最接近 起始间距A[0]的波峰，作为匹配点，找到后进入匹配流程2)； 2)假设找到的匹配点为i，从该点i往前和往后找，依次匹配模板的数组A的各个元 素，如向前依次为数组A1的第i-1、i-2个元素，对于需要匹配的模板为数组A的n-1、n-2个元 素；如向后依次为数组A1的第i 1、i 2个元素，对于需要匹配的模板为数组A的第1、2个元 素； 匹配模板的数组A的第x个元素的间距匹配步骤包括：首先设与数组A的第x个元素 匹配的值为sum，sum依次为A1[i x]、A1[i x] A1[i x 1]、A1[i x] A1[i x 1]……A1[i x n]，将sum逐个与数组A[x]作比较，并记录下绝对差值的最小值Sub，直到sum大于A[x]，然后 将最小的Sub与Diff[x]作比较，小于Diff[x]则表示间距匹配成功，大于Diff[x]则表示间 距匹配失败。 进一步地，联想匹配模块用于判断预定义的目标真币的安全线磁性编码特征模板 内是否指定有某波峰具有明显高度特征， 如有，则间距匹配成功后继续进行波峰特征匹配，具体包括：判断待识别纸币的安 全线磁性特征信号中指定的波峰是否达到指定的明显高度特征，如果没有达到指定的高度 则认定为干扰，标记为干扰峰，波峰特征匹配失败退出，否则继续匹配模板。 进一步地，联想匹配模块用于判断预定义的目标真币的安全线磁性编码特征模板 内是否存在容易因信号原因丢失的波峰，如存在，则间距匹配失败后继续进行波峰缺失匹 配，具体包括：将匹配A的第x个元素改为匹配模板的数组A的第x、x 1个元素之和，设与模板 数组A第x、x 1个元素之和匹配的值为sum，sum依次为A1[i x]、A1[i x] A1[i x 1]、A1[i x] A1[i x 1]……A1[i x n]，将sum逐个与数组A的第x、x 1个元素之和作比较，并记录下 绝对差值的最小值Sub，直到sum大于数组A的第x、x 1个元素之和，然后将最小的Sub与Diff [x] Diff[x 1]作比较，若小于或等于Diff[x] Diff[x 1]，则表示波峰缺失匹配成功，标记 为缺失匹配波峰，继续匹配模板时跳过A[x 1]从A[x 2]开始匹配，若大于Diff[x] Diff[x 1]，则表示波峰缺失匹配失败，波峰缺失匹配失败后退出匹配流程。 进一步地， 联想匹配模块用于在磁性材料不同时进行如下步骤的误差匹配，包括：目标真币 的安全线磁性编码特征模板包括目标真币安全线磁性特征信号波峰间距数组以及目标钞 票安全线磁性特征信号波峰间距误差范围数组以及目标真币安全线磁性特征信号存在不 9 CN 111612965 A 说　明　书 5/11 页 同磁性材料时不同材料交替的波峰间距位置，不同材料交替的波峰间距位置成对出现，假 设目标真币的安全线磁性编码特征模板波峰间距数组为A，待匹配样本波峰间距数组为A1， 数组A对应的误差范围数组为Diff；在匹配过程中，在碰到数组A中第一个不同材料交替的 波峰间距位置时，按照设定增大相应的Diff值，然后进行间距匹配，记录该次匹配使用的间 距Sum与数组A的对应元素的差值Fix，差值Fix带正负符号；在匹配到数组A中对应的第二个 不同材料交替的波峰间距位置时，用Fix修正该处不同材料交替的波峰间距位置的数组A对 应元素，然后进行间距匹配。 进一步地，所述分数评估模块用于通过计算各个面额的目标真币的安全线磁性编 码特征模板匹配的波峰或波峰间距个数与总的波峰或波峰间距个数百分比得到各个面额 对应的分数。 进一步地，综合仲裁模块用于根据待识别纸币的其他特征信息对当前匹配的面额 加分或减分，然后，将各个面额对应的分数与设定值进行比较，如果各个面额对应的分数都 低于或等于设定值，则认定为假币，否则，选出各个面额对应的分数中最高的面额，即为最 终面额、版本。 本发明公开了一种使用安全线磁性编码进行面额识别的设备，包括存储介质，所 述存储介质用于存储程序； 以及处理器，所述处理器用于执行所述程序时实现如上述的使用安全线磁性编码 进行面额识别的方法的步骤； 以及输入装置，所述输入装置用于采集纸币的安全线磁性特征信号，并传递给处 理器； 以及输出装置，所述输出装置用于显示处理器输出的结果。 本发明的有益效果为：本发明获取安全线经过线圈磁头适当放大后的磁性信号波 形；获取安全线经过线圈磁头饱和放大后的磁性信号波形；对有效磁性信号波形的定位；磁 性信号波峰特征提取；计算每个有效波峰间距；根据码盘信息对波峰间距进行归一化处理； 根据各个面额真币的波形间距对当前磁性信号波形进行匹配；自动忽略疑似干扰波峰；自 动兼容信号不足造成的波峰缺失；对所有匹配的模板进行打分；根据分数进行最后综判。本 发明将安全线磁性波形特征转化为波峰与波峰间间距的数列，将计算后的数列与已知模板 的匹配。本发明根据磁性安全线信号波形特征对纸币进行分钞,拥有很强的防伪功能，可以 兼容信号的杂峰干扰，可以兼容信号不良造成的波峰缺失的情况。 附图说明 图1为本发明的使用安全线磁性编码进行面额识别的方法的流程图； 图2为本发明的使用安全线磁性编码进行面额识别的装置的原理示意图； 图3为本发明的使用安全线磁性编码进行面额识别的设备的原理示意图； 图4为一种正常的15版100元人民币安全线磁性编码信号的波形示意图； 图5为一种有误差的15版100元人民币安全线磁性编码信号的波形示意图。