从古至今,纸张一直承载着人类文化的传递事业,其功能多种多样,被广泛应用在生活的方方面面,例如:书写、印刷、卫生、装饰等等。在造纸行业各类纸产品的市场竞争日趋激烈的同时,快速提升的产权意识促使企业对产品的自我保护需求逐步增强,各种功能性防伪纸张也因此应运而生。又随着图像处理技术的不断发展,图像识别技术可以代替人类进行激光定位、尺寸检测、目标识别以及跟踪等工作,对于重复性高,非接触精密识别和信息获取迅速的应用更加适合。将图像处理技术与纸张信息识别结合,从中得到有效的防伪信息,并对纸张进行真假辨识,不仅能有效的克服人工检测的误检现象,大大提高检测的工作效率,而且适合数字化信息管理,同时可以减少企业和个人不可避免的经济损失,符合现代化和智能化的要求,具有一定的应用价值。论文的主要工作总结如下:(1)基于图像处理技术的纸张功能信息识别系统框架搭建。首先,通过分析图像处理技术和主流识别技术的特征,得出其中不同技术的优缺点与应用场合。再联系自身系统需求,设计与构建系统总体方案并规划系统工作流程,该系统主要包括上位机软件处理识别模块与下位机硬件采集模块。(2)图像采集硬件模块的研究与设计。根据系统所需具备功能,提出构成系统整体的相关硬件方案,考虑到成本与实现问题,选出合适的器件构成图像采集模块。接着研究信息重现模块的硬件需求,设计出的特制装置包括磁粉喷洒装置与强磁旋转平台。同时以LPC2103为微处理器,辅以复位电路、晶振电路以及电源电路构建的下位机进行采集纸张信息图像并传输。(3)纸张功能信息识别的软件设计。通过搭建Visual Studio开发环境,利用MFC技术来设计上位机功能软件,并控制下位机进行采集操作,同时链接OpenCV计算机视觉库来处理下位机传送的纸张图像。最后,通过UG(交互式CAD/CAM系统)来完成纸张数字化信息图像建模,运用软件的仿真性能,缩短开发周期,为下一步的识别研究提供有力支撑。(4)图像预处理以及图像识别算法的研究。为了使图像保留更多边缘细节,首先采用高斯和中值滤波对噪声进行处理,接着选取伽马变换来实现对纸张图像的增强,然后使用Canny算子进行边缘检测结合霍夫变换进行ROI区域分割。最后,提出一种基于ORB的改进算法,采用BBF搜索算法加速最近距离比匹配准则来完成匹配,并使用RANSAC算法去除误匹配点后,对计算透视变换矩阵来标记识别。实验表明,改进后的ORB算法速度提高一倍左右且精度提高接近五个百分点,具备实用意义。本文在Visual Studio下搭建开发环境,设计上位机程序,通过特制的图像采集装置并结合嵌入式技术构成的下位机,可以将功能纸张中隐含的信息显现出来并采集该图像,然后传输至上位机。同时,上位机通过链接的OpenCV视觉库,经过特征匹配获得当前纸张的真伪以及加密信息。同时,论文结合多种主流图像识别的相关算法,提出一种基于ORB特征提取的改进算法。经过仿真实验对比,该系统可以较为准确快速地采集图像,实现对功能纸张的检测识别,并显示检测结果,从而为纸张的功能数字化信息的识别提供了理论基础。