纸币识别系统.doc

纸币识别系统 该系统以DSP为核心处理器，结合图像传感器 图像传感器 　　图像传感器属于光电产业里的光电元件类，随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展，目前市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来，勾划着未来人类的日常生活的美景。以其在日常生活中的应用，无疑要属数码相机产品，其发展速度可以用日新月异来形容。短短的几年，数码相机就由几十万像素，发展到４００、５００万像素甚至更高。不仅在发达的欧美国家，数码相机已经占有很大的市场，就是在发展中的中国，数码相机的市场也在以惊人的速度在增长，因此，其关键零部件——图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象，吸引着众多厂商投入。以产品类别区分，图像传感器产品主要分为ＣＣＤ、ＣＭＯＳ以及ＣＩＳ传感器三种。 [全文] CCD和复杂可编程逻辑器件CPLD，并辅以高性能的模/数转换器 转换器 　　转换器从原理上可分为协议转换器、接口转换器两大类。从应用上又可以分光纤转换器、光电转换器、视频转换器等等。例如视频转换器就是一种连接电脑和电视的设备，它可以把电脑上的内容转换并显示在电视机上，让人们可以在电视上学电脑，上网，玩游戏，做商业演示，看股票等等。 [全文] AD9200，进行纸币图像的采集、处理。该系统主要针对人民币第四版和第五版的5元、10元、20元、50元、100元九种纸币进行识别，利用数字图像处理技术和改进的自纺织映射神经网络（SOFM）提取纸币图像的长度、宽度、方向块特征，区分纸币的面值、正反面与正反向。最终完成的系统能达到较高的识别速度和识别率。 1 硬件设计 识别系统的总体硬件结构如图1所示。人民币的图像首先通过传感器CCD扫描后得到光电转换信号，并经过AMP的三倍放大；然后将放大的模拟信号经过模数转换器 模数转换器 　　模数转换器是将模拟信号转换成数字信号的系统，是一个滤波、采样保持和编码的过程。模拟信号经带限滤波，采样保持电路，变为阶梯形状信号，然后通过编码器，使得阶梯状信号中的各个电平变为二进制码。 [全文] AD9200转换成为标准的数字信号，送入到CPLD缓存；最后通过EDMA通道输入到DSP的RAM中，在DSP中进行图像的处理和识别。整个系统的信号逻辑时序由CPLD来控制。另外，还有一些辅助环节，如纸币输入输出装置、用户检测装置、复位装置等。 图1 纸币图像的采集由CCD与A/D转换器组成。本系统采用线阵型CCD，它的采样速度较快、电路设计比较简单、体积小、时序也易于实现。根据系统对采集速度的要求，设置横向分辨率为4像素/毫米，共采集800个像素点；纵向的分辨率为1像素/毫米。每张图像的高度不超过76毫米，两张纸币之间还有一定的间隔，实际采集100列。这样，每张图像的像素为800×100。纸币的进入与离开的判断使用红外线光电管 光电管 　　定义：一种光敏元件，当它受到辐射后，并从阴极释放出电子的电子管。可分为真空光电管和充气光电管。 　　光电管（phototube）基于外光电效应的基本光电转换器件。光电管可使光信号转换成电信号。光电管的典型结构是将球形玻璃壳抽成真空，在内半球面上涂一层光电材料作为阴极，球心放置小球形或小环形金属作为阳极。若球内充低压惰性气体就成为充气光电管。光电子在飞向阳极的过程中与气体分子碰撞而使气体电离，可增加光电管的灵敏度。用作光电阴极的金属有碱金属、汞、金、银等，可适合不同波段的需要。光电管灵敏度低、体积大、易破损，已被固体光电器件所代替。 [全文] 检测。 人民币的图像经过采集和A/D转换后，暂存入CPLD芯 片XC95144中，然后由DSP通过EDMA通道直接传输。整个采集和存储过程的时序信号是由XC95144产生的。CPLD需要编程实现的内部结构如图2所示。其中，ADCLK信号是发送给AD9200的时钟信号，SP、CP信号传送给CCD的移位寄存器作为启动脉冲和采样时钟脉冲。 图像的识别部分由数字信号处理器DSP及相应的外围电路构成，其结构如图3所示。数字信号处理器DSP选用TI公司生产的TMS320C6711GFN150芯片，主频为150MHz。扫描采集到的纸币图像数据Data经EDMA存入静存存储器 存储器 　　存储器是用来存储程序和数据的部件，有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。它根据控制器指定的位置存进和取出信息。 [全文] SRAM中，DSP对已存入SRAM的数据作一系列的识别算法运算，并将最终结果通过DSP的McBSP1口输出。 2 识别方法 2．1 图像的定位与面值的识别 定位图像包括两个方面：图像边界及中心点的确定和图像倾斜度的校正。求取图像边界中心点的方法，采用和图像倾斜率的校正。求取图像边界中心点的方法，采用自整个扫描的图像边界向内选取，确定纸币图像边界上的少数点