СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ БАНКНОТЫ Российский патент 2018 года по МПК G07D7/20 G07D7/12 G02B27/28 G06K9/00 

[0001] Настоящая заявка притязает на приоритет патентной заявки Китая № 201510369267.2, озаглавленной "СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ БАНКНОТЫ", поданной в Государственный комитет по интеллектуальной собственности Китайской народной республики 26 июня 2015 г., полное содержание которой включено в данный документ в виде ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к технической области финансов, и, в частности, - к системе для получения изображения банкноты.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Поскольку Китай является страной с большим населением, количество находящихся в обращении наличных денег огромно. В соответствии со статистическими данными Народного банка Китая, к первому кварталу 2014 года общее количество наличных денег в обращении в Китае достигло 6,7 трлн юаней. По неполной статистике, различные виды фальшивых "народных денег" в обращении на рынке бумажных денег достигают в сумме до десяти миллиардов юаней. С 2009 года полицейские Китая выявили более 6500 случаев фальшивых наличных денег, уничтожили 39 крупных укрытий фальшивых наличных денег и изъяли фальшивых денег более чем на 2,5 миллиарда юаней. Для того чтобы решительно бороться против фальшивых наличных денег, в новом выпуске банкнот "народных денег" использовано множество технологий, препятствующих фальсификации банкнот. Обычно используемые технологии противодействия подделкам включают печать миниатюрного текста, металлические полоски, красители с изменяющимся цветом, невидимые изображения или другие признаки. Однако с развитием процесса производства фальшивых денег, эти фальшивые деньги становятся все больше и больше похожими на реальные банкноты, что вызывает потребность, для того, чтобы проверить подлинность банкноты, в извлечении все более подробной характеристической информации из изображения банкноты.

[0004] Для того чтобы достичь высокого разрешения при анализе деталей изображения банкноты, таких как миниатюрный текст, количество единиц светочувствительной микросхемы на единицу длины линейного матричного датчика изображения в обычной системе получения изображения, как правило, увеличивают. При принятии вышеупомянутого способа получения более подробной характеристической информации об изображении банкноты возрастает трудность изготовления светочувствительной микросхемы. Кроме того, при некоторой тактовой частоте увеличение количества единиц светочувствительной микросхемы влияет на скорость передачи данных изображения, что приводит к снижению скорости обнаружения бумажных денег посредством денежного оборудования самообслуживания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает систему получения изображения банкноты, призванную решить проблему, существующую в обычной системе получения изображения, заключающуюся в том, что для того, чтобы увеличить разрешение изображения банкноты, количество единиц светочувствительной микросхемы на единицу длины линейного матричного датчика изображения необходимо увеличивать.

[0006] Система для получения изображения банкноты, обеспеченная вариантом осуществления по настоящему изобретению, включает в себя: волоконный лазер, волоконный разделитель луча, волоконный коллиматор, расширитель лазерного луча, матрицу модулятора интенсивности на ниобате лития, генератор сигнала, усилитель сигнала, поляризационный разделитель луча, четвертьволновую пластинку, группу линз, формирующих изображения, светочувствительную микросхему линейной матрицы, модуль обработки информации изображения и модуль совмещения изображения.

[0007] Волоконный лазер, волоконный разделитель луча, волоконный коллиматор и расширитель лазерного луча последовательно выставлены и образуют путь светового облучения.

[0008] Дистальный конец пути светового облучения приходится на приемный конец оптического сигнала матрицы модулятора интенсивности на ниобате лития.

[0009] Передающий конец оптического сигнала матрицы модулятора интенсивности на ниобате лития, поляризационный разделитель луча и четвертьволновая пластинка последовательно выставлены и образуют путь модуляции света. Дистальный конец пути модуляции света приходится на подлежащую обнаружению банкноту.

[0010] Подлежащая обнаружению банкнота, четвертьволновая пластинка и поляризационный разделитель луча последовательно выставлены и образуют путь отраженного света. По пути отраженного света, свет поляризационным разделителем луча посылается в группу линз, формирующих изображения.

[0011] Путь отраженного света через группу линз, формирующих изображения заканчивается на приемном конце оптического сигнала светочувствительной микросхемы линейной матрицы.

[0012] Генератор сигналов подсоединен к усилителю сигнала, усилитель сигнала подсоединен к матрице модулятора интенсивности на ниобате лития.

[0013] Модуль обработки информации изображения подсоединен к светочувствительной микросхеме линейной матрицы, к модулю совмещения изображения и к генератору сигнала, соответственно для получения сигнала возбуждения, сгенерированного генератором сигналов, и электрического сигнала, полученного светочувствительной микросхемой линейной матрицы, а также восстановления, на основе сигнала возбуждения и электрического сигнала, предварительного изображения подлежащей обнаружению банкноты.

[0014] Модуль совмещения изображения выполнен с возможностью совмещения множественных упомянутых предварительных изображений для получения изображения высокого разрешения подлежащей обнаружению банкноты.

[0015] Необязательно, волоконный лазер, волоконный разделитель луча и волоконный коллиматор посредством оптических волокон соединены между собой, образуя тем самым световой путь.

[0016] Необязательно, волоконный лазер является волоконным лазером с настраиваемой длиной волны. Сгенерированное волоконным лазером лазерное излучение включает в себя красный свет, зеленый свет и синий свет.

[0017] Как вариант, длина волны красного света составляет 700 нм, длина волны зеленого света составляет 546 нм, и длина волны синего света составляет 436 нм.

[0018] Как вариант, волоконный разделитель луча является 1×N волоконным разделителем луча, выполненным с возможностью равномерного разделения сгенерированного волоконным лазером лазерного луча на N частей.

[0019] Волоконный коллиматор является 1×N волоконным коллиматором, выполненным с возможностью переноса N равномерно разделенных частей лазерного луча на расширитель лазерного луча.

[0020] Расширитель лазерного луча является 1×N расширителем лазерного луча, выполненным с возможностью выполнения пространственного расширения N частей лазерного луча.

[0021] Как вариант, генератор сигнала выполнен с возможностью генерации сигнала возбуждения и передачи сигнала возбуждения на усилитель сигнала.

[0022] Усилитель сигнала выполнен с возможностью преобразования сигнала возбуждения в сигнал напряжения.

[0023] Матрица модулятора интенсивности на ниобате лития выполнена с возможностью осуществления на основе сигнала напряжения двухмерной пространственной модуляции полученного лазерного сигнала.

[0024] Необязательно, после последовательного прохождения по пути света облучения, по пути модуляции света и по пути отражения света лазерный сигнал принимается приемным концом оптического сигнала светочувствительной микросхемы линейной матрицы.

[0025] Светочувствительная микросхема линейной матрицы выполнена с возможностью преобразования сигнала лазера в электрический сигнал.

[0026] Как вариант, волоконный лазер выполнен с возможностью генерации вертикально поляризованного лазерного сигнала.

[0027] Как вариант, предварительное изображение соответствует лазерному сигналу, соответствующему электрическому сигналу, и включает в себя изображение, полученное красным светом, соответствующее красному свету, изображение, полученное зеленым светом, соответствующее зеленому свету, и изображение, полученное синим светом, соответствующее синему свету.

[0028] Модуль совмещения изображения выполнен с возможностью совмещения изображения, полученного красным светом, изображения, полученного зеленым светом, и изображения, полученного синим светом, в соотношении 1:1:1, чтобы генерировать изображение высокого разрешения подлежащей обнаружению банкноты.

[0029] Как вариант, между четвертьволновой пластинкой и подлежащей обнаружению банкнотой помещен кусочек прозрачного защитного стекла.

[0030] Имея в виду вышеупомянутые технические решения, вариант осуществления настоящего изобретения имеет нижеследующие преимущества.

[0031] В варианте осуществления настоящего изобретения система для получения изображения банкноты может осуществлять анализ высокого разрешения подробных признаков изображения банкноты, таких как мелкий текст, без увеличения количества единиц светочувствительной микросхемы на единицу длины, что не увеличивает сложности процесса производства светочувствительной микросхемы и не оказывает влияния на скорость передачи данных изображения при обеспечении точности обнаружения бумажных денег в банковском устройстве самообслуживания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0032] Фигура 1 представляет собой схематичную структурную схему системы получения изображения банкноты в соответствии с вариантом осуществления по настоящему описанию.

[0033] Фигура 2 представляет собой блок-схему, показывающую соединительные связи между модулем обработки информации изображения, модулем совмещения изображения, светочувствительной микросхемой линейной матрицы, генератором сигналов, усилителем сигнала и матрицей модулятора интенсивности на ниобате лития в соответствии с вариантом осуществления по настоящему описанию.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0034] Вариант осуществления по настоящему описанию обеспечивает систему получения изображения банкноты для решения существующей в обычной системе получения изображений проблемы, заключающейся в том, что для того, чтобы повысить разрешение изображения банкноты, количество единиц светочувствительной микросхемы на единицу длины линейного матричного датчика изображения должно быть увеличено.

[0035] Чтобы сделать цели, признаки и преимущества настоящего изобретения более ясными и более легкими для понимания, далее в сопровождении чертежей вариантов осуществления настоящего изобретения ясно и всеобъемлюще описаны технические решения вариантов осуществления по настоящему изобретению. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются всего лишь частью вариантов осуществления настоящего изобретения, а не всеми его вариантами. На основании этих вариантов осуществления настоящего изобретения специалистами в данной области без каких-либо особых творческих усилии могут быть получены все другие варианты осуществления, которые подпадают в объем охраны настоящего изобретения.

[0036] Обеспеченная в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения система для получения изображения банкноты включает в себя волоконный лазер, волоконный разделитель луча, волоконный коллиматор, расширитель лазерного луча, матрицу модулятора интенсивности на ниобате лития, генератор сигнала, усилитель сигнала, поляризационный разделитель луча, четвертьволновую пластинку, группу линз, формирующих изображения, светочувствительную микросхему линейной матрицы, модуль обработки информации изображения и модуль совмещения изображения.

[0037] Волоконный лазер, волоконный разделитель луча, волоконный коллиматор и расширитель лазерного луча последовательно выставлены и образуют путь светового облучения.

[0038] Дистальный конец пути светового облучения приходится на приемный конец оптического сигнала матрицы модулятора интенсивности на ниобате лития.

[0039] Передающий конец оптического сигнала матрицы модулятора интенсивности на ниобате лития, поляризационный разделитель луча и четвертьволновая пластинка последовательно выставлены между собой и образуют путь модуляции света. Дистальный конец пути модуляции света приходится на подлежащую обнаружению банкноту.

[0040] Подлежащая обнаружению банкнота, четвертьволновая пластинка и поляризационный разделитель луча последовательно выставлены между собой и образуют путь отраженного света. По пути отраженного света отраженный свет поляризационным разделителем луча посылается в группу линз, формирующих изображения.

[0041] Путь отраженного света через группу линз, формирующих изображения, заканчивается на приемном конце оптического сигнала светочувствительной микросхемы линейной матрицы.

[0042] Генератор сигнала подсоединен к усилителю сигнала. Усилитель сигнала подсоединен к матрице модулятора интенсивности на ниобате лития.

[0043] Модуль обработки информации изображения подсоединен к светочувствительной микросхеме линейной матрицы, к модулю совмещения изображения и к генератору сигнала и выполнен с возможностью получения сигнала возбуждения, сгенерированного генератором сигналов, и электрического сигнала, полученного светочувствительной микросхемой линейной матрицы, и восстановления, на основе сигнала возбуждения и электрического сигнала, предварительного изображения подлежащей обнаружению банкноты.

[0044] Модуль совмещения изображения выполнен с возможностью совмещения множественных упомянутых предварительных изображений для получения изображения высокого разрешения подлежащей обнаружению банкноты.

[0045] Волоконный лазер, волоконный разделитель луча и волоконный коллиматор, предпочтительно, посредством оптических волокон соединены между собой, образуя тем самым световой путь.

[0046] Волоконный лазер, предпочтительно, является волоконным лазером с настраиваемой длиной волны. Сгенерированное волоконным лазером лазерное излучение включает в себя красный свет, зеленый свет и синий свет. Наиболее предпочтительно, длина волны красного света составляет 700 нм, длина волны зеленого света составляет 546 нм, и длина волны синего света составляет 436 нм.

[0047] Волоконный разделитель луча, предпочтительно, является 1×N волоконным разделителем луча, выполненным с возможностью равномерного разделения сгенерированного волоконным лазером лазерного луча на N частей. Волоконный коллиматор является 1×N волоконным коллиматором, выполненным с возможностью переноса N равномерно разделенных частей лазерного луча на расширитель лазерного луча. Расширитель лазерного луча является 1×N расширителем лазерного луча, выполненным с возможностью выполнения пространственного расширения N частей лазерного луча. Следует понимать, что волоконный лазер генерирует луч, который посредством волоконного разделителя луча равномерно разделен N частей. Эти N частей лазерного луча посредством 1×N оптического коллиматора и 1×N расширителя лазерного луча расширены в пространстве. Это сделано так, поскольку площадь облучения лучом, сгенерированным волоконным лазером, мала, в то время как поверхность подлежащей обнаружению банкноты большая. Для того чтобы покрыть лазерным лучом всю поверхность подлежащей обнаружению банкноты, лазерный луч должен быть разделен и расширен.

[0048] Генератор сигнала, предпочтительно, выполнен с возможностью генерации управляющего сигнала и передачи управляющего сигнала на усилитель сигнала.

[0049] Усилитель сигнала выполнен с возможностью преобразования управляющего сигнала в сигнал напряжения.

[0050] Матрица модулятора интенсивности на ниобате лития выполнена с возможностью выполнения на основе сигнала напряжения двухмерной пространственной модуляции полученного лазерного сигнала.

[0051] После последовательного прохождения по пути светового облучения, по пути модуляции света и по пути отражения света лазерный сигнал, предпочтительно, принимается приемным концом оптического сигнала светочувствительной микросхемы линейной матрицы.

[0052] Светочувствительная микросхема линейной матрицы выполнена с возможностью преобразования сигнала лазера в электрический сигнал.

[0053] Волоконный лазер, предпочтительно, выполнен с возможностью генерации вертикально поляризованного лазерного сигнала.

[0054] Предварительное изображение, предпочтительно, соответствует лазерному сигналу, соответствующему электрическому сигналу, и включает в себя изображение, полученное красным светом, соответствующее красному свету, изображение, полученное зеленым светом, соответствующее зеленому свету, и изображение, полученное синим светом, соответствующее синему свету.

[0055] Модуль совмещения изображения выполнен с возможностью совмещения изображения, полученного красным светом, изображения, полученного зеленым светом, и изображения, полученного синим светом, в соотношении 1:1:1, для того чтобы генерировать изображение высокого разрешения подлежащей обнаружению банкноты.

[0056] Между четвертьволновой пластинкой и подлежащей обнаружению банкнотой, предпочтительно, помещен кусочек прозрачного защитного стекла.

[0057] Для лучшего понимания далее приведен реальный работающий сценарий, чтобы описать систему для получения изображения банкноты в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. При этом делаются ссылки на фигуру 1 и фигуру 2.

[0058] Прежде всего, следует отметить, что на фигуре 1 сплошная стрелка показывает оптический сигнал и направление передачи оптического сигнала, пунктирная стрелка обозначает поток данных. Фигура 2 показывает соединительные связи между модулем обработки информации изображения, модулем совмещения изображения, светочувствительной микросхемой линейной матрицы, генератором сигнала, усилителем сигнала и матрицей модулятора интенсивности на ниобате лития.

[0059] Система для получения изображения банкноты включает в себя волоконный лазер 1 с настраиваемой длиной волны, 1×N волоконный разделитель 2 луча, 1×N волоконный коллиматор 3, 1×N расширитель 4 лазерного луча, матрицу 5 модулятора интенсивности на ниобате лития, генератор 6 сигнала, усилитель 7 сигнала, поляризационный разделитель 8 луча, четвертьволновую пластину 9, прозрачное защитное стекло 10, группу 11 линз, формирующих изображения, светочувствительную микросхему 12 линейной матрицы, модуль 13 обработки информации изображения и модуль 14 совмещения изображения.

Волоконный лазер 1 с настраиваемой длиной волны выполнен с возможностью генерации лазерных излучений с различными длинами волн, включая красный свет, имеющий длину волны в 700 нм, зеленый свет, имеющий длину волны в 546 нм, и синий свет, имеющий длину волны в 435 нм.

1×N волоконный разделитель 2 луча выполнен с возможностью равномерного разделения сгенерированного волоконным лазером лазерного луча на N частей.

1×N волоконный коллиматор 3 выполнен с возможностью переноса N равномерно разделенных N частей лазерного луча из оптического волокна в пространство.

1×N расширитель 4 лазерного луча выполнен с возможностью выполнения пространственного расширения N частей лазерного луча.

Генератор 6 сигнала посредством провода В подсоединен к усилителю 7 сигнала, а через шину А подсоединен к модулю 13 обработки информации изображения. Генератор 6 сигнала выполнен с возможностью генерации сигнала возбуждения.

Усилитель 7 сигнала посредством провода В подсоединен к генератору 6 сигнала, а посредством провода С подсоединен к матрице 5 модулятора интенсивности на ниобате лития. Усилитель 7 сигнала выполнен с возможностью выполнения преобразования сигнала возбуждения, сгенерированного генератором 6 сигнала, в сигнал напряжения.

Матрица 5 модулятора интенсивности на ниобате лития посредством провода С подсоединена к усилителю 7 сигнала и выполнена с возможностью выполнения на основе сигнала напряжения, сгенерированного усилителем 7 сигнала, двухмерной пространственной модуляции по лазерному сигналу. Следует понимать, что на матрице 5 модулятора интенсивности на ниобате лития расположены N модуляторов интенсивности на ниобате лития, которые, соответствуют N частям лазерного луча.

Поляризационный разделитель 8 луча выполнен с возможностью горизонтальной поляризации или вертикальной поляризации частей лазерного луча.

Четвертьволновая пластинка 9 выполнена с возможностью модуляции лазерного сигнала в горизонтально поляризованном состоянии или в вертикально поляризованном состоянии.

Прозрачное защитное стекло 10 выполнено с возможностью сохранения чистоты компонентов в системе.

Группа 11 линз, формирующих изображения, выполнена с возможностью фокусирования возвращенного банкнотой сигнала на светочувствительную микросхему 12 линейной матрицы.

Светочувствительная микросхема 12 линейной матрицы через шину А подсоединена к модулю 13 обработки информации изображения и выполнена с возможностью приема возвращенного банкнотой оптического сигнала и преобразования этого оптического сигнала в электрический сигнал.

Модуль 13 обработки информации изображения через шину А подсоединен к микросхеме 12 светочувствительной линейной матрицы , посредством провода А подсоединен к генератору 6 сигнала, а посредством провода D подсоединен к модулю 14 совмещения изображения. Модуль 13 обработки информации изображения выполнен с возможностью восстановления цветного изображения высокого разрешения банкноты с помощью алгоритма чувствительности к сжатию на основе модулированного сигнала от матрицы 5 модулятора интенсивности на ниобате лития и электрического сигнала с светочувствительной микросхемы 12 линейной матрицы.

Модуль 14 совмещения изображения посредством провода D подсоединен к модулю 13 обработки информации изображения и выполнен с возможностью совмещения изображения, полученного красным светом, изображения, полученного зеленым светом и изображения, полученного синим светом, в соотношении между собой 1:1:1 для генерирования цветного изображения.

[0060] Рабочий процесс системы получения изображения банкноты по настоящему изобретению описывается нижеследующим образом.

[0061] Волоконный лазер 1 генерирует вертикально поляризованный лазерный сигнал S0 красного света с центральной длиной волны в 700 нм и передает его по оптическому волокну на 1×N волоконный разделитель 2 луча. 1×N волоконный разделитель 2 луча равномерно делит сигнал S0 лазера на N частей. Каждая часть сигнала лазера обозначена S1.

[0062] 1×N волоконный коллиматор 3 посредством оптического волокна передает сигнал S1 лазера в пространство, так, чтобы он достиг 1×N расширителя 4 лазерного луча. 1×N расширитель 4 лазерного луча выполняет расширение каждого сигнала S1 лазерного сигнала S0, для генерирования светового пучка, имеющего диаметр d. Расширенный лазерный сигнал обозначается S2. Лазерный сигнал S2 испускается вертикально на матрицу 5 модулятора интенсивности на ниобате лития без нагруженного напряжения.

[0063] Генератор 6 сигнала генерирует двухмерную случайную матрицу U1, беря в виде элементов 0 и 1. Генератор 6 сигнала передает эту двухмерную случайную матрицу U1 на усилитель 7 сигнала. Генератор 6 сигналов передает эту двухмерную случайную матрицу U1 в модуль 13 обработки информации изображения.

[0064] Усилитель 7 сигнала преобразует введенную двухмерную случайную матрицу U1 в матрицу E1 модуляции напряжения. Усилитель 7 сигнала передает матрицу E1 модуляции напряжения на матрицу 5 модулятора интенсивности на ниобате лития. Матрица 5 модулятора интенсивности на ниобате лития на основе введенной матрицы E1 модуляции напряжения осуществляет двухмерную кодирующую модуляцию интенсивности лазерного сигнала S2, получая модулированный лазерный сигнал S3.

[0065] Вертикально-поляризованный лазерный сигнал S3, содержащий модуляционную информацию, через поляризационный разделитель 8 луча, четвертьволновую пластинку 9 и прозрачное защитное стекло 10 испускается на подлежащую обнаружению банкноту. Сигнал S3 отражается подлежащей обнаружению банкнотой в виде сигнала S4. После того, как сигнал S4 проходит через четвертьволновую пластинку 9, поскольку вертикально поляризованный лазерный сигнал проходит через эту четвертьволновую пластинку 9 дважды, поляризация меняется из вертикальной поляризации на горизонтальную.

[0066] Поляризационный разделитель 8 луча через группу 11 линз, формирующих изображения, отражает горизонтально поляризованный сигнал S4 вниз к светочувствительной микросхеме 12 линейной матрицы . Блок светочувствительной микросхемы 12 линейной матрицы записывает величину Р интенсивности сигнала возвращенного банкнотой сигнала S4 и загружает ее на модуль 13 обработки информации изображения.

[0067] Модуль 13 обработки информации изображения настраивает двухмерную случайную матрицу Ui, сгенерированную генератором 6 сигнала, и выполняет K измерений. Модуль 13 обработки информации изображения получает К групп двухмерной случайной модуляционной матрицы Ui, а также величину Рi интенсивности сигнала, где Pi, i=1, …, K, для получения модуляционной последовательности {U1, …, Ui, …, UK}, составленной из двухмерных случайных матриц. Данные, полученные посредством светочувствительной микросхемы 12 линейной матрицы , представляют собой сигнальную последовательность {Р1,..., Рі,..., РК}, составленную из одномерного сигнала данных i=1, 2, 3, …, K.

[0068] Для модуляционной последовательности {U1,..., Ui,..., UK} номер строки и номер столбца каждой двухмерной модуляционной матрицы обозначаются, соответственно, T1 и T2. Тогда общее количество пикселей составляет Т=Т1×Т2. Модуль 13 обработки информации изображения использует матрицу A для представления модуляционной последовательности. Каждое двухмерное изображение модуляционной матрицы составляет строку матрицы A. Таким образом, матрица A имеет K строк и T столбцов.

[0069] И количество линейных матричных лазерных источников, и количество светочувствительных микросхем линейной матрицы равны N. Для сигнальной последовательности {Р1,..., Рі,..., РК} каждый одномерный сигнал S содержит N элементов. Модуль 13 обработки информации изображения для представления сигнальной последовательности использует матрицу Y. Каждый одномерный сигнал составляет строку матрицы Y. Таким образом, матрица Y представляет собой матрицу с K строками и N столбцами.

[0070] Линейный матричный лазерный источник и единица светочувствительной микросхемы линейной матрицы разделяют столбец изображения банкноты на N блоков. Модулирующая последовательность подразделяет каждый разделенный блок изображения банкноты на T1 строк и T2 столбцов. То есть, матрица изображения банкноты есть {H1,..., Hi,..., HK}. Модуль 13 обработки изображения для представления изображения банкноты использует матрицу R. Каждый блок матрицы изображения составляет строку матрицы R. Затем матрица R имеет T строк и N столбцов. Таким образом, можно получить следующее уравнение:

Y=AR,

которое представляет собой математическое соотношение между изображением R банкноты, модуляционной последовательностью А и данными Y, полученными светочувствительной микросхемой линейной матрицы.

[0071] В модуле 13 обработки информации изображения принят алгоритм чувствительности сжатия для осуществления процесса нелинейного восстановления полученной группы уравнения на основе модуляционной последовательности А, полученных светочувствительной микросхемой линейной матрицы данных Y, и матрицы R изображения банкноты с целью получения данных R изображения высокого разрешения банкноты, соответствующего красному свету, имеющему длину волны в 700 нм. Посредством алгоритма чувствительности сжатия, благоприятно использующего характеристики разряженности сигнала, при условии, что частота его дискретизации гораздо ниже, чем частота дискретизации Найквиста, определяется случайное сэмплирование для получения дискретного отсчета сигнала, после чего посредством нелинейного алгоритма реконструкции идеально реконструируется весь сигнал. Ниже описан конкретный процесс. Каждый блок R1 матрицы изображения банкноты может быть решен посредством нижеследующего процесса на основе алгоритма чувствительности сжатия.

[0072] Процесс основан на математическом соотношении между изображением R банкноты, модуляционной последовательностью А и данными Y, полученными светочувствительной микросхемой линейной матрицы:

Y=AR.

Первый блок R₁ данных изображения представляет собой вектор столбца с Т строками. Матрица данных сигнала Y₁ представляет собой вектор столбца с К строками. Модуляционная матрица A содержит K строк и T столбцов. Матрица разрежения Ψ есть матрица Т×Т. Задача восстановления данных R₁ изображения описывается как задача получения оценочных данных Ř₁ изображения при известной матрице данных сигнала Y₁, данной модуляционной матрице A и матрице разрежения Ψ. Решение этой задачи может быть получено в результате решения следующего уравнения:

,

где α есть коэффициент разреженности представления.

[0073] Для вычисления в вышеприведенной формуле коэффициента α в настоящем изобретении может быть принят алгоритм согласованного преследования (МР). Конкретный процесс описывается нижеследующим образом.

1. Устанавливаются начальная величина α=0 и начальная остаточная ошибка r=Y.

2. Рассчитывается максимально соответствующий элемент словаря , где d_i есть i-й столбец матрицы.

3. Коэффициент и остаточная ошибка обновляются как:

α[i_*]=α[i_*]+d^T_i*r

r=r - (d^T_i*r)d _i*

4. Вычисляется ⎜⎜α⎜⎜₀. Если ⎜⎜α⎜⎜₀ больше, чем 0,2K, то процесс переходит к шагу 2. Если ⎜⎜α⎜⎜₀ не больше, чем 0,2К, то α выводится в качестве оптимального решения α_*.

[0074] После вычисления α_* вычисляется Ř₁=Ψ•α, чтобы получить оценку Ř₁ данных изображения. Поскольку модуляционная матрица A используется для выполнения двухмерной модуляции в поле изображения каждой светочувствительной микросхемы, то можно получить изображение банкноты высокого разрешения.

[0075] Модуль 13 обработки информации изображения повторяет вышеописанный процесс, чтобы получить оценки Ř₂... Ř_N данных изображения. Модуль 13 обработки информации изображения совмещает полученные оценки данных изображения в соответствии с их порядком и формирует изображение R высокого разрешения банкноты. Модуль 13 обработки информации изображения загружает полученное изображение R высокого разрешения банкноты, соответствующее красному свету, имеющему длину волны 700 нм, в модуль 14 совмещения изображений.

[0076] Волоконный лазер 1 настраивает длину волны испускаемого лазером света и генерирует вертикально поляризованный лазерный сигнал SG0 красного света с центральной длиной волны 700 нм. Вышеприведенный процесс повторяется до получения модулем 13 обработки информации изображения G банкноты высокого разрешения, соответствующего зеленому свету, имеющему длину волны 546 нм. Волоконный лазер 1 настраивает длину волны испускаемого лазером света и генерирует вертикально поляризованный лазерный сигнал SB0 с центральной длиной волны 700 нм в виде красного света. Вышеописанный процесс повторяется для получения изображения В банкноты высокого разрешения, соответствующее синему свету, имеющему длину волны 436 нм.

[0077] Модуль 14 совмещения изображений совмещает полученное изображение R высокого разрешения банкноты, соответствующее красному свету, полученное изображение G высокого разрешения банкноты, соответствующее зеленому свету и полученное изображение В высокого разрешения банкноты, соответствующее зеленому свету в соотношении 1:1:1 и получает цветное изображение банкноты высокого разрешения.

[0078] Система получения изображения банкноты по настоящему изобретению имеет следующие преимущества. Система может осуществлять анализ высокого разрешения детальных признаков изображения банкноты, таких как мелкий текст без увеличения количества единиц светочувствительной микросхемы на единицу длины, а также имеет такие преимущества, как высокая скорость вычислений, низкая стоимость, низкое потребление электроэнергии и высокая скорость передачи данных. Кроме того, лазер принят как источник света, который имеет преимущества хорошей монохромности и высокой яркости, эффективно исключая влияние на полученное изображение банкноты цветовой подцветки, обусловленной широким спектром светодиодного источника света.

[0079] Специалисты в данной области могут ясно понимать, что с целью удобного и лаконичного описания конкретные операции описанной выше системы, устройства и блоков здесь не приведены, и при необходимости можно сослаться на процесс, соответствующий вышеописанному варианту осуществления.

[0080] Следует также понимать, что в обусловленных настоящим изобретением вариантах осуществления система, аппарат и способ могут быть реализованы иными способами. Например, описанный выше вариант осуществления аппарата является лишь иллюстративным. Так, деление по блокам - это просто логическое функциональное деление. В реальном исполнении может быть другой способ деления. Например, несколько блоков или компонентов могут быть объединены или интегрированы в другую систему, или же некоторые признаки могут не приниматься во внимание или не исполняться. В качестве другого примера - показанное или описанное здесь взаимное соединение, или прямое соединение, или коммуникативное соединение может быть косвенным соединением или коммуникативным соединением посредством некоторых интерфейсов, устройств или блоков, которые могут быть электрическими, механическими или выполненными в других формах.

[0081] Вышеперечисленные блоки, описанные как отдельные компоненты, могут быть или могут не быть разделенными физически. Компоненты, отображаемые как блоки, могут быть, а могут и не быть физическими блоками. То есть они могут находиться в одном и том же месте или могут быть распределены по множественным сетевым блоками. Для осуществления целей технического решения по настоящему изобретению в зависимости от необходимости может быть выбрана часть блоков или могут быть выбраны все блоки в целом.

[0082] Кроме того, функциональные блоки в вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть интегрированы в один и тот же обрабатывающий блок, могут существовать как отдельные физические блоки, или же в блок обработки могут быть интегрированы два или более блоков. Вышеупомянутые интегрированные блоки могут быть реализованы в виде аппаратных средств или как программные функциональные блоки.

[0083] Если интегрированные блоки реализованы как функциональные блоки программного обеспечения и продаются или используются как единый продукт, то они могут храниться в считываемом компьютером носителе информации. Исходя из этого понимания, сущность технического решения по настоящему изобретению или его части, вносящей вклад в традиционную технологию, или же все или часть самого технического решения может быть воплощена в виде программного продукта. Компьютерный программный продукт хранится на носителе информации, включая множественные инструкции, предназначенные для обеспечения выполнения вычислительным устройством (которое может быть персональным компьютером, сервером или сетевым устройством и т. п.) всех этапов или части этапов способа по каждому варианте осуществления настоящего изобретения. Вышеупомянутый носитель информации включает в себя устройство USB, портативный жесткий диск, ПЗУ, ОЗУ, диск или компакт-диск и другой носитель информации, который может хранить программный код.

[0084] В качестве заключения, - приведенные выше варианты осуществления используются лишь для иллюстрации технических решений по настоящему изобретению, и не являются ограничительными. Хотя настоящее изобретение описано с конкретной ссылкой на вышеуказанные варианты осуществления, специалисты в данной области поймут, что в описанные в вышеуказанных вариантах технические решения можно вносить изменения или производить эквивалентные замены частей технических признаков. Все такие изменения или замены не делают соответствующее техническое решение выходящим за рамки сущности и объема вариантов осуществления настоящего изобретения.

Изобретение относится к технической области финансов, более конкретно к устройствам и системам для получения изображения банкноты. Система для получения изображения банкноты содержит волоконный лазер (1), волоконный разделитель (2) луча, волоконный коллиматор (3), расширитель (4) лазерного луча, матрицу (5) модулятора интенсивности на ниобате лития, генератор (6) сигнала, усилитель (7) сигнала, поляризационный разделитель (8) луча, четвертьволновую пластинку (9), группу (11) линз, формирующих изображения, линию светочувствительных микросхем (12), модуль (13) обработки информации изображения и модуль (14) совмещения изображения. Технический результат – увеличение разрешения деталей изображения банкноты без необходимости увеличения количества единиц светочувствительных микросхем на единицу длины линейного матричного датчика изображения. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система для получения изображения банкноты, содержащая:

- волоконный лазер,

- волоконный разделитель луча,

- волоконный коллиматор,

- расширитель лазерного луча,

- матрицу модулятора интенсивности на ниобате лития,

- генератор сигнала,

- усилитель сигнала,

- поляризационный разделитель луча,

- четвертьволновую пластинку,

- группу линз, формирующих изображения,

- микросхему светочувствительной линейной матрицы,

- модуль обработки информации изображения и

- модуль совмещения изображения,

причем

волоконный лазер, волоконный разделитель луча, волоконный коллиматор и расширитель лазерного луча последовательно выставлены для того, чтобы образовать путь светового облучения;

дистальный конец пути светового облучения приходится на приемный конец оптического сигнала матрицы модулятора интенсивности на ниобате лития;

передающий конец оптического сигнала матрицы модулятора интенсивности на ниобате лития, поляризационный разделитель луча и четвертьволновая пластинка последовательно выставлены для образования пути модуляции света, при этом дистальный конец пути модуляции света приходится на подлежащую обнаружению банкноту;

подлежащая обнаружению банкнота, четвертьволновая пластинка и поляризационный разделитель луча последовательно выставлены для образования пути отраженного света; путь отраженного света поляризационным разделителем луча посылается в группу линз, формирующих изображения;

путь отраженного света через группу линз, формирующих изображения, заканчивается на приемном конце оптического сигнала микросхемы светочувствительной линейной матрицы;

генератор сигналов подсоединен к усилителю сигнала, усилитель сигнала подсоединен к матрице модулятора интенсивности на ниобате лития;

модуль обработки информации изображения подсоединен к микросхеме светочувствительной линейной матрицы, к модулю совмещения изображения и к генератору сигнала и выполнен с возможностью получения сигнала возбуждения, сгенерированного генератором сигналов, и электрического сигнала, полученного микросхемой светочувствительной линейной матрицы, а также построения, на основе сигнала возбуждения и электрического сигнала, предварительного изображения подлежащей обнаружению банкноты; и

модуль совмещения изображения выполнен с возможностью совмещения множественных упомянутых предварительных изображений для получения изображения высокого разрешения подлежащей обнаружению банкноты.

2. Система для получения изображения банкноты по п. 1, в которой волоконный лазер, волоконный разделитель луча и волоконный коллиматор посредством оптических волокон соединены между собой для образования светового пути.

3. Система для получения изображения банкноты по п. 1, в которой волоконный лазер является волоконным лазером с настраиваемой длиной волны, а сгенерированное волоконным лазером лазерное излучение включает в себя красный свет, зеленый свет и синий свет.

4. Система для получения изображения банкноты по п. 3, в которой длина волны красного света составляет 700 нм, длина волны зеленого света составляет 546 нм, и длина волны синего света составляет 436 нм.

5. Система для получения изображения банкноты по п. 1, в которой:

- волоконный разделитель луча является 1×N волоконным разделителем луча, выполненным с возможностью равномерного разделения сгенерированного волоконным лазером лазерного луча на N частей;

- волоконный коллиматор является 1×N волоконным коллиматором, выполненным с возможностью переноса N равномерно разделенных частей лазерного луча на расширитель лазерного луча; и

- расширитель лазерного луча является 1×N расширителем лазерного луча, выполненным с возможностью выполнения пространственного расширения N частей лазерного луча.

6. Система для получения изображения банкноты по п. 1, в которой:

- генератор сигнала выполнен с возможностью генерации сигнала возбуждения и отправки сигнала возбуждения на усилитель сигнала;

- усилитель сигнала выполнен с возможностью преобразования сигнала возбуждения в сигнал напряжения; и

- матрица модулятора интенсивности на ниобате лития выполнена с возможностью осуществления на основе сигнала напряжения двухмерной пространственной модуляции полученного лазерного сигнала.

7. Система для получения изображения банкноты по п. 1, в которой:

- после последовательного прохождения по пути светового облучения, по пути модуляции света и по пути отраженного света, лазерный сигнал принимается приемным концом оптического сигнала микросхемы светочувствительной линейной матрицы, и

- микросхема светочувствительной линейной матрицы выполнена с возможностью преобразования сигнала лазера в электрический сигнал.

8. Система для получения изображения банкноты по п. 1, в которой волоконный лазер выполнен с возможностью генерации вертикально поляризованного лазерного сигнала.

9. Система для получения изображения банкноты по п. 3, в которой:

- предварительное изображение соответствует лазерному сигналу, соответствующему электрическому сигналу, и содержит изображение, полученное красным светом, соответствующее красному свету, изображение, полученное зеленым светом, соответствующее зеленому свету, и изображение, полученное синим светом, соответствующее синему свету, и

- модуль совмещения изображения выполнен с возможностью совмещения изображения, полученного красным светом, изображения, полученного зеленым светом, и изображения, полученного синим светом, в соотношении 1:1:1, чтобы сгенерировать изображение высокого разрешения подлежащей обнаружению банкноты.

10. Система для получения изображения банкноты по любому из пп. 1-9, в которой между четвертьволновой пластинкой и подлежащей обнаружению банкнотой помещен кусочек прозрачного защитного стекла.