專利名稱：基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于票據(jù)識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，票據(jù)交易在國民經(jīng)濟(jì)中所占的比重越來越大，且其金額有時會非常大，所以，票據(jù)在市場交換和流通中的作用越來越重要。因此對其安全性要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)金交易。為提高票據(jù)交易的安全性，在票據(jù)上常常設(shè)置有防偽標(biāo)識。現(xiàn)有票據(jù)真?zhèn)巫R別方法通常包括以下兩類第一類，人工憑經(jīng)驗(yàn)直接識別即通過直接觀察票據(jù)上的防偽標(biāo)識來識別真?zhèn)?，該方法存在的主要缺陷為由于現(xiàn)在票據(jù)偽造技術(shù)越來越高，通過人工直接識別方法，存在票據(jù)真?zhèn)巫R別誤判的缺陷，此外，還存在識別速度低等問題。第二類，通過光電傳感器識別即將不同波長的光照射被測票據(jù)，通過光電傳感器采集票據(jù)反射或透射影像，并對采集到的影像進(jìn)行分析，從而識別被測票據(jù)真?zhèn)?。該方法存在的主要缺陷為對采集到的影像分析難以達(dá)到唯一性，即有可能誤判，此外，還存在由于被測票據(jù)在使用過程中，會因?yàn)楦鞣N外界因素而導(dǎo)致被測票據(jù)的影像發(fā)生變化，從而降低了識別票據(jù)真?zhèn)蔚臏?zhǔn)確度。所以，目前需要一種能更精確的快速識別票據(jù)真?zhèn)蔚姆椒ā?

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備和方法，通過向被測票據(jù)發(fā)射超聲波，進(jìn)而采集被測票據(jù)的超聲波回波，通過對超聲波回波進(jìn)行特征分析，從而判斷被測票據(jù)的真?zhèn)?，因此，本發(fā)明對票據(jù)真?zhèn)蔚淖R別不是對票據(jù)外觀的識別，而是對票據(jù)材質(zhì)的識別，從而提高了票據(jù)真?zhèn)巫R別準(zhǔn)確率與識別速度。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供一種基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備，包括控制器、用于向被測票據(jù)發(fā)出超聲波的一個以上第一超聲波換能器和用于接收所述被測票據(jù)反射的超聲波回波的一個以上第二超聲波換能器；所述控制器通過驅(qū)動電路與所述第一超聲波換能器連接；所述控制器通過信號調(diào)理電路與所述第二超聲波換能器連接。優(yōu)選的，所述第一超聲波換能器和所述第二超聲波換能器均與所述被測票據(jù)的表面接觸。優(yōu)選的，各個所述第一超聲波換能器按規(guī)則放置在所述被測票據(jù)附近的不同空間位置點(diǎn)，各個所述第二超聲波換能器按規(guī)則放置在所述被測票據(jù)附近的不同空間位置點(diǎn)。優(yōu)選的，還包括用于支撐或固定所述被測票據(jù)的支撐部件，所述支撐部件為一個以上支撐桿，通過所述支撐桿直接支撐所述被測票據(jù)；和/或所述支撐部件包括一個以上夾具和彈性支撐柱，通過所述夾具夾持所述被測票據(jù)，所述夾具通過所述彈性支撐柱支撐CN 102542656 A在一底座上。優(yōu)選的，每一個所述支撐桿與所述被測票據(jù)接觸的端面的面積為0. 1-10平方毫米；每一個所述夾具與所述被測票據(jù)直接接觸的長度為0.1-10毫米。優(yōu)選的，所述信號調(diào)理電路包括依次連接的信號放大電路、濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述信號放大電路的輸入端與所述第二超聲波換能器連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述控制器連接。優(yōu)選的，所述控制器為單片機(jī)。優(yōu)選的，所述第一超聲波換能器和所述第二超聲波換能器為壓電陶瓷換能器。本發(fā)明還提供一種基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別方法，包括以下步驟Si，所述控制器驅(qū)動一個以上所述第一超聲波換能器向所述被測票據(jù)發(fā)出超聲波；S2，所述一個以上第二超聲波換能器接收超聲波回波，將所述超聲波回波轉(zhuǎn)換為電信號后，發(fā)送給所述信號調(diào)理電路；其中，所述超聲波回波為所述超聲波經(jīng)所述被測票據(jù)反射后得到的回波；S3，所述信號調(diào)理電路對接收到的來自S2的電信號進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的信號，然后發(fā)送給所述控制器；S4，所述控制器對該預(yù)處理后的信號進(jìn)行特征提取，得到特征向量；S5，所述控制器將所述特征向量與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)特征向量進(jìn)行匹配，通過匹配度的大小來識別所述被測票據(jù)的真?zhèn)?。?yōu)選的，Sl中，各個所述第一超聲波換能器從所述被測票據(jù)所處空間的不同空間位置點(diǎn)向所述被測票據(jù)發(fā)出；S3中，所述信號調(diào)理電路對接收到的來自S2的電信號進(jìn)行預(yù)處理具體為所述信號調(diào)理電路對接收到的來自S2的電信號依次進(jìn)行下述處理通過所述信號放大電路進(jìn)行放大處理、通過所述濾波電路進(jìn)行濾波處理、通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明提供一種基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備和方法，通過向被測票據(jù)發(fā)出超聲波，超聲波經(jīng)被測票據(jù)反射得到超聲波回波，通過對超聲波回波進(jìn)行特征分析，從而識別被測票據(jù)的真?zhèn)?。因此，本發(fā)明對票據(jù)真?zhèn)蔚淖R別不是對票據(jù)外觀的識別， 而是對票據(jù)特定材質(zhì)產(chǎn)生的特定聲波的識別，從而提高了票據(jù)真?zhèn)巫R別的準(zhǔn)確度和識別速度。


圖1為本發(fā)明提供的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備和方法進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備，包括控制器、用于向被測票據(jù)發(fā)出超聲波的一個以上第一超聲波換能器和用于接收所述被測票據(jù)反射的超聲波回波的一個以上第二超聲波換能器；控制器通過驅(qū)動電路與第一超聲波換能器連接；控制器通過信號調(diào)理電路與第二超聲波換能器連接。其中，控制器可以為單片機(jī)，例如FPGA。第一超聲波換能器和第二超聲波換能器可以為壓電陶瓷換能器。由于超聲波在空間傳播時存在衰減情況，所以，為提高第二超聲波換能器采集到的超聲波回波的強(qiáng)度，從而最終提高票據(jù)真?zhèn)巫R別的準(zhǔn)確率，本發(fā)明中，第一超聲波換能器和第二超聲波換能器均可以與被測票據(jù)的表面直接接觸。另外，在本發(fā)明提供的裝置中，對采用的第一超聲波換能器和第二超聲波換能器的數(shù)量并不限制，可以根據(jù)實(shí)際使用需要進(jìn)行調(diào)整，各個第一超聲波換能器可以按規(guī)則放置在被測票據(jù)附近的不同空間位置點(diǎn)，各個第二超聲波換能器可以按規(guī)則放置在被測票據(jù)附近的不同空間位置點(diǎn)。即本發(fā)明中，可以同時向一張被測票據(jù)從不同角度發(fā)射若干組超聲波，并從不同角度接收超聲波回波，從而為控制器提供更全面的反映票據(jù)材質(zhì)特征的信息，提高了票據(jù)真?zhèn)巫R別的準(zhǔn)確度。另外，還包括支撐部件，支撐部件用于支撐或固定被測票據(jù)，下面對這兩種方式分別介紹第一種支撐作用，支撐部件為一個以上支撐桿，通過支撐桿直接支撐被測票據(jù)， 例如支撐部件為兩個支撐桿，兩個支撐桿對稱放置并支撐被測票據(jù)。為避免支撐桿對被測票據(jù)對超聲波反射的干擾，支撐桿與被測票據(jù)直接接觸的端面的面積應(yīng)該盡可能的小，本發(fā)明人經(jīng)過多次試驗(yàn)，證實(shí)當(dāng)支撐桿與被測票據(jù)直接接觸的端面的面積為0.1-10平方毫米時，可有效提高票據(jù)真?zhèn)蔚淖R別準(zhǔn)確度。另外，支撐部件2通過彈性部件3固定在底座6上，其中，彈性部件3可以為兩根彈簧。第二種固定作用，支撐部件包括一個以上夾具和彈性支撐柱，通過夾具夾持被測票據(jù)，夾具通過彈性支撐柱支撐在一底座上。例如支撐部件為對稱安裝的第一夾具和第二夾具，通過夾具夾持被測票據(jù)的兩側(cè)邊，基于與支撐作用時同樣的道理，夾具與被測票據(jù)直接接觸的長度應(yīng)盡可能小，本發(fā)明人經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，夾具與被測票據(jù)直接接觸的長度為 0. 1-10毫米時，對票據(jù)真?zhèn)巫R別準(zhǔn)確度很高。夾具可以通過彈性支撐柱支撐在一底座上，其中，彈性部件可以為兩根彈簧。通過使用彈性部件，能夠更進(jìn)一步降低被測票據(jù)被支撐部件的干擾情況。信號調(diào)理電路包括依次連接的信號放大電路、濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述信號放大電路的輸入端與所述第二超聲波換能器連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述控制器連接。本發(fā)明還提供一種基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別方法，包括以下步驟Si，所述控制器驅(qū)動一個以上所述第一超聲波換能器向所述被測票據(jù)發(fā)出超聲波；其中，各個所述第一超聲波換能器從所述被測票據(jù)所處空間的不同空間位置點(diǎn)向所述被測票據(jù)發(fā)出。S2，所述一個以上第二超聲波換能器接收超聲波回波，將所述超聲波回波轉(zhuǎn)換為電信號后，發(fā)送給所述信號調(diào)理電路；其中，所述超聲波回波為所述超聲波經(jīng)所述被測票據(jù)反射后得到的回波；S3，所述信號調(diào)理電路對接收到的來自S2的電信號進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的信號，然后發(fā)送給所述控制器；信號調(diào)理電路對接收到的來自S2的電信號進(jìn)行預(yù)處理具體為信號調(diào)理電路對接收到的來自S2的電信號依次進(jìn)行下述處理通過所述信號放大電路進(jìn)行放大處理、通過所述濾波電路進(jìn)行濾波處理、通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號。S4，所述控制器對該預(yù)處理后的信號進(jìn)行特征提取，得到特征向量；對特征信號提取特征向量的方法包括頻域能量、數(shù)字信號經(jīng)過離散余弦變換或小波變換后的系數(shù)，然后提取有限維的特征向量。S5，所述控制器將所述特征向量與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)特征向量進(jìn)行匹配，通過匹配度的大小來識別所述被測票據(jù)的真?zhèn)巍Ｐ枰f明的是，現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用光電傳感器識別票據(jù)真?zhèn)蜸卩將不同波長的光照射被測票據(jù)，通過光電傳感器采集票據(jù)反射或透射影像，并對采集到的影像進(jìn)行分析，從而識別被測票據(jù)真?zhèn)?。由于現(xiàn)有方法是基于對票據(jù)影像的識別，即采用圖像處理方式識別票據(jù)真?zhèn)?，該種方法存在的主要缺陷為(1)由于采集到的票據(jù)影像為圖片格式，所以，需要占用較大的存儲空間對其存儲；(2)在對票據(jù)真?zhèn)巫R別的過程中，需要采用繁瑣的算法，而且運(yùn)算量很大，從而降低了識別的速度，加重了識別系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)；C3)現(xiàn)有圖像匹配過程中，匹配所采用的方法為模式匹配或圖像相似性分析，即為相似度的匹配過程，因此，存在票據(jù)真?zhèn)巫R別誤判的缺陷；而本發(fā)明中，對采集到的超聲波回波采用數(shù)字方式進(jìn)行特征提取，得到特征向量，并進(jìn)一步比對特征向量；由于采用數(shù)字方式，所以，一方面，占用的存儲空間??；另一方面，還具有運(yùn)算量小的優(yōu)點(diǎn)，再者，由于本發(fā)明是基于特定材質(zhì)的特征向量的匹配，由于判別材質(zhì)采用特征向量接近唯一性，所以，能顯著提高票據(jù)識別的準(zhǔn)確率，其中，本發(fā)明的特征向量為特定材質(zhì)所特有的向量，對于假冒的票據(jù)，由于其不具有真票據(jù)的材質(zhì)或特定比例的幾種材質(zhì)，因此，假冒的票據(jù)不會有相應(yīng)的特征向量。通過對票據(jù)特定材質(zhì)的特定向量的比對，從而識別票據(jù)的真?zhèn)?。并且，對特征向量進(jìn)行比對的過程的復(fù)雜度遠(yuǎn)低于對圖像比對的過程。所以，本發(fā)明能夠顯著提高票據(jù)真?zhèn)蔚淖R別速度。另外，本發(fā)明提供的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備和方法，可以與現(xiàn)有技術(shù)中通過光電傳感器識別票據(jù)真?zhèn)蔚脑O(shè)備和方法配合使用，從而更全面的對票據(jù)真?zhèn)芜M(jìn)行識別，最終提高識別的準(zhǔn)確率。綜上所述，本發(fā)明提供的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備和方法， 通過向被測票據(jù)發(fā)射超聲波，進(jìn)而采集被測票據(jù)的超聲波回波，通過對超聲波回波進(jìn)行特征分析，從而判斷被測票據(jù)的真?zhèn)?，因此，本發(fā)明對票據(jù)真?zhèn)蔚淖R別不是對票據(jù)外觀的識另IJ，而是對票據(jù)材質(zhì)的識別，從而提高了票據(jù)真?zhèn)巫R別準(zhǔn)確率與識別速度。
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以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備，其特征在于，包括控制器、用于向被測票據(jù)發(fā)出超聲波的一個以上第一超聲波換能器和用于接收所述被測票據(jù)反射的超聲波回波的一個以上第二超聲波換能器；所述控制器通過驅(qū)動電路與所述第一超聲波換能器連接；所述控制器通過信號調(diào)理電路與所述第二超聲波換能器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備，其特征在于，所述第一超聲波換能器和所述第二超聲波換能器均與所述被測票據(jù)的表面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備，其特征在于，各個所述第一超聲波換能器按規(guī)則放置在所述被測票據(jù)附近的不同空間位置點(diǎn)，各個所述第二超聲波換能器按規(guī)則放置在所述被測票據(jù)附近的不同空間位置點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備，其特征在于，還包括用于支撐或固定所述被測票據(jù)的支撐部件，所述支撐部件為一個以上支撐桿， 通過所述支撐桿直接支撐所述被測票據(jù)；和/或所述支撐部件包括一個以上夾具和彈性支撐柱，通過所述夾具夾持所述被測票據(jù)，所述夾具通過所述彈性支撐柱支撐在一底座上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備，其特征在于，每一個所述支撐桿與所述被測票據(jù)接觸的端面的面積為0.1-10平方毫米；每一個所述夾具與所述被測票據(jù)直接接觸的長度為0.1-10毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備，其特征在于，所述信號調(diào)理電路包括依次連接的信號放大電路、濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述信號放大電路的輸入端與所述第二超聲波換能器連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述控制器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備，其特征在于，所述控制器為單片機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備，其特征在于，所述第一超聲波換能器和所述第二超聲波換能器為壓電陶瓷換能器。
9.一種基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別方法，其特征在于，包括以下步驟Si，所述控制器驅(qū)動一個以上所述第一超聲波換能器向所述被測票據(jù)發(fā)出超聲波；S2，所述一個以上第二超聲波換能器接收超聲波回波，將所述超聲波回波轉(zhuǎn)換為電信號后，發(fā)送給所述信號調(diào)理電路；其中，所述超聲波回波為所述超聲波經(jīng)所述被測票據(jù)反射后得到的回波；S3，所述信號調(diào)理電路對接收到的來自S2的電信號進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的信號，然后發(fā)送給所述控制器；S4，所述控制器對該預(yù)處理后的信號進(jìn)行特征提取，得到特征向量；S5，所述控制器將所述特征向量與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)特征向量進(jìn)行匹配，通過匹配度的大小來識別所述被測票據(jù)的真?zhèn)巍?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別方法，其特征在于，Si中，各個所述第一超聲波換能器從所述被測票據(jù)所處空間的不同空間位置點(diǎn)向所述被測票據(jù)發(fā)出；S3中，所述信號調(diào)理電路對接收到的來自S2的電信號進(jìn)行預(yù)處理具體為所述信號調(diào)理電路對接收到的來自S2的電信號依次進(jìn)行下述處理通過所述信號放大電路進(jìn)行放大處理、通過所述濾波電路進(jìn)行濾波處理、通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于超聲波激發(fā)材質(zhì)特征的票據(jù)真?zhèn)巫R別設(shè)備和方法，通過向被測票據(jù)發(fā)射超聲波，進(jìn)而采集被測票據(jù)的超聲波回波，通過對超聲波回波進(jìn)行特征分析，從而判斷被測票據(jù)的真?zhèn)危虼?，本發(fā)明對票據(jù)真?zhèn)蔚淖R別不是對票據(jù)外觀的識別，而是對票據(jù)材質(zhì)的識別，從而提高了票據(jù)真?zhèn)巫R別準(zhǔn)確率與識別速度。
文檔編號G07D7/08GK102542656SQ20111046038
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者朱燁東, 杜江, 趙寶軍 申請人:北京中科金財科技股份有限公司