纸币清分机图象识别系统的研究与设计
纸币冠字号识别系统设计研究
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ０ ６ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
法Ｕ ］ ． 智能计算机 与应用， ２ ０ １ ３ ， ３ （ ６ ） ： ７ ８ — ８ ０ ． 卢刚， 李 声晋 ， 等． 一种基 于 Ｃ Ｐ Ｌ Ｄ＋ ＤＳ Ｐ的信 号采 【 ３ ］ 刘亚兵，
集 与 处 理 系统设 计 Ⅱ 】 ． 测控 技 术， ２ ０ １ ３ ， ３ ２ （ ６ ） ： ２ ９ — ３ １ ．
ｒ ｏ ｂ ｂ ｅ ｒ ｙ ｒ ｆ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ ｈ ａ ｐ ｐ ｅ ｎ ｉ ｎ ｓ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｙ ．Ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｏ ｄ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｃ ｙ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｉ ｎ ｏ ｕ ｒ
（ 上接 第 ２ ３页 ）
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｒｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｈｉ ｐ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ Ｅｃ ｏ ｎｏ ｍｉ ｃ Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎｔ ａ ｎ ｄ Ｅｎｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ
Ｃａ ｒ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ Ｃａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｐｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｔｗａ ｆ ｒｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｅ ｍｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ ；ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｃ ｙ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎｉ ｇ ｔ ｉ ｏ ｎ ；ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ
纸币号码图像预处理及识别技术
术可 以有效地遏制社会 中假 币的流通 ， 保 障国家 和人 民的财产利益不被侵犯 。 目前 ， 国内外对于 纸币号码识别的研 究 比较成熟 。然而 ， 对于存在 背 景 的号 码 区域 识 别 研 究 却 较 少 。文 献 ［ １ ］ 提 出
的基 于 模 板 匹 配 的 号 码 识 别 系统 ， 采 用 扫 描 法 定
纸 币作为 国家 的法定货币 ， 代表着 国家的财 富， 与人们的 日常生 活息息相关 。纸币上 的冠字
号码 都 具 有 唯一 性 。研 究各 国纸 币 的号 码识 别 技
得 到广 泛 的应用 。
１ 图像 预处理
１ ． １ 对 数灰 度变 换 由于形 成 图像 的 系 统 光亮 分 布 不 均 ， 难 免 会 出现 对 比度 不 足 的弊病 ， 使 图像 的视 觉 效果 很 差 ， 因此 要 对 图像 进行 增 强处 理 。图像 增 强 的方 法 有
能够满足 实际需要 的综合识别算 法。
关键词 ： 纸币； 图像预处理； 号码识别； 形态学重建
中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ４ 文献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ４ ． １ ０ ４ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ ． ０ ０ ２ ２ ． ０ ５
Ｄ０Ｉ ： １ ０ 。 １ ３ ９ ８ ８ ０ ． ｕ ｓ ｔ １ ． ２ ０ １ ５ ． ０ １ ． ０ ０ ７
到新 的数值范 围， 该方法算 法简单 ， 速度快 ， 但 易 造成信息的丢失 。直方图均衡 化是将所有灰度变 换成 像素相 同的分 布形式 ， 将 目标 图像和背景图 像 同时增 强 ， 不利于后续对 目标 图像 的识别 。而
要大量的学习样本 ， 运算时间长 。文献 ［ ３ ］ 提出了
人民币纸币识别系统
人民币纸币识别系统张 颖1,2 陈雪波2 吴庆洪2 梁英顺21(大连理工大学电信学院 大连 116024) 2(鞍山科技大学电信学院 鞍山 114044)摘要 设计研究人民币纸币清分系统中的主要模块,如图像采集、处理和识别。
在硬件部分,选用C M326A4作为系统的图像传感器,选用D SP芯片TM S320C6711进行纸币图像的处理和识别;在软件部分,选取预处理之后的纸币图像的尺寸特征用模糊逻辑推理方法识别图像的面值,提取矩作为特征,采用三层BP神经网络来识别纸币的正反面和正反向,并通过实验证明该系统的有效性和可行性。
关键词 纸币识别 D SP 图像处理Iden itf ica tion System of R M B Paper CurrencyZhang Y ing1,2 Chen Xuebo2 W u Q inghong2 L iang Y ingshun2 1(S chool of E lectron ic and Inf or m a tion E ng ineering,D a lian U n iversity of T echnology,D a lian116024,Ch ina)2(S chool of E lectron ic and Inf or m a tion E ng ineering,A nshan U n iversity of T echnology,A nshan114044,Ch ina)Abstract T he m ain modules,such as i m age samp ling,p rocessing and identificati on,in identificati on system of RM B paper currency are designed and studied.In hardw ares,CM326A4is served as the i m age senso r and D SP ch i p TM S320C6711is used to p rocess and identify RM B i m ages.In softw ares,size feature is cho sen to identify the value of RM B paper currency i m ages by the m ethod of fuzzy reasoning w h ich have been p rep rocessed.M o2 m ent invariants are selected as features to recognize the o rientati on of RM B paper currency by a th ree2layer BP neural netwo rk.T he validity and feasibility of the system are p roved by experi m ents.Key words Paper currency identificati on D SP I m age p rocessing1 引 言纸币清分机主要是为了把银行工作人员从繁重的重复性的清分纸币的工作中解放出来,提高银行的工作效率。
智能型纸币清分机图像识别处理方法研究
分类号__________ 密级__________ U D C__________硕士学位论文智能型纸币清分机图像识别处理方法研究学位申请人：学科专业：指导教师：论文答辩日期2005年月日学位授予日期________________答辩委员会主席评阅人A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of EngineeringResearch on Image Identifying and ProcessingMethod of Intelligent Bill SorterCandidate :Major :Supervisor :Huazhong University of Science and T echnologyWuhan 430074, P.R.ChinaApril, 2005摘要图像识别技术是提高当前纸币清分机清分能力的重要手段，主要实现纸币的面额、面向及新旧残缺清分，要求具有较高的实时性、很好的可靠性。
本文针对当前国内图像识别技术在纸币清分机中的应用不成熟而导致对人民币挑残能力弱、在人民币新旧程度和面向分类中的一致性差的情况，提出了一种基于区域灰度特征提取的五线找点算法和灰度加权判定的图像识别方法。
本文的识别算法首先通过专门的CIS传感器设备，对高速传动的纸币实时采集其图像。
对于采集的图像数据，首先通过五线找点算法对纸币大小进行判定，从而确定纸币的面额。
通过纸币图像的特征区域内，提取灰度值特征。
灰度值特征反映了人民币的明暗对比强度，其分布反映了纸币图像的特征走向。
由于在特征区域内的灰度值包含了人民币图像的主要分布信息，因此它代表纸币图像的主体信息。
为了提高清分机对纸币的挑残能力，采用网格划分的方法，对各网格点进行采样，统计背景点与纸币图像点的数量关系，确定纸币的残缺率。
基于CPLD的清分机纸币图像采集系统
基于CPLD的清分机纸币图像采集系统
黄天耀;李殿为;秦四海;吴锐
【期刊名称】《国外电子元器件》
【年(卷),期】2008(016)011
【摘要】介绍了基于CPLD的清分机纸币图像采集控制系统.采用接触式传感器(CIS)SV233A4W对高速运行的钞票进行图像采样,并将采样数据缓存到CPLD内部RAM中,为后续的DSP等图像处理模块提供数据.该系统扩展性强,只需修改内部相关程序就可满足不同应用要求,并可移植到其他图像采集系统.
【总页数】4页(P61-64)
【作者】黄天耀;李殿为;秦四海;吴锐
【作者单位】哈尔滨工业大学,航天学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,航天学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,航天学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,计算机科学与技术学院,黑龙江,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TN791
【相关文献】
1.基于FPGA和CIS的纸币图像采集及5/3提升小波图像处理方法 [J], 肖军;肖本贤;陶运超;赵梅玲
2.基于CPLD和接触式图像传感器的图像采集系统 [J], 贺科学;李鸿
3.基于ARM及CPLD的纸币图像采集系统的设计 [J], 钱刚;丁万山
4.基于FPGA的纸币图像采集系统设计 [J], 吴庆洪;叶博
5.基于CIS的纸币号码图像采集识别系统 [J], 宾心华;周少武
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纸币清分机系统的方案设计.doc
纸币清分机系统的方案设计纸币清分机系统的方案设计罗皓斐,潘双夏(浙江大学机械设计研究所,浙江杭州310027)摘要:针对现有清分机存在的清分速度不高和清分效果不理想的缺陷,提出了基于DSC25芯片(ARM/DSP双核芯片)的快速图像扫描和高速图像处理的并行系统结构。
研究了有利于提高图像处理速度的并行处理算法及图像处理核心算法的实现策略,并在自主研发的清分机平台上进行了有效的验证。
关键词:图像处理;纸币清分机;系统设计中图分类号:TH193.5文献标识码:A1前言随着银行业的发展,ATM(6)方位识别能够正确识别纸币方位,可以把4种方位(正上、正下、反上、反下)的纸币分类输出,速度达到600张/min以上。
(7)新旧清分能够正确识别纸币新旧,分辨率达到10个等级以上,速度达到600张/min以上。
这些应用的核心技术基础就是实时纸币图像识别。
要求在纸币高速通过时,就要完成实时纸币图像采集和所有识别过程。
因此,实时纸币图像识别系统是纸币清分机系统设计中最核心的部分,整个系统设计都要围绕它来进行2。
2系统设计分析现代复杂的机电系统设计中,整个功能目标都是通过软硬件系统的相互配合共同实现的。
硬件系统为软件系统搭建一个物质平台,软件系统则要在这个平台上充分挖掘硬件系统的资源。
整个纸币清分机系统,与一般的图像处理系统有着显著的不同,它具有很强的实时性,这就要求从软、硬件2方面来解决这个技术问题。
在硬件设计方面,就需要选用高速支持图像处理的芯片。
在软件设计方面,采用通常的复杂图像处理和识别算法是不现实的,需要采用相对运算量不大,但能满足实时性要求的算法。
当前纸币清分机以进口为主。
以日本光荣公司为例,他们所采用的图像处理系统由多片80C196组成。
该方案由于80C196没有专门的图像处理功能,且处理速度相对较慢,因此就需要通过多片80C196并行工作来实现高速图像处理。
这个系统方案比较复杂,还机的迅速普及,以及人们对流通中人民币质量要求的提高,银行业对于能够区分新旧纸币的纸币清分机需求日益增加。
高速纸币清分机防伪系统的研究与设计的开题报告
高速纸币清分机防伪系统的研究与设计的开题报告
一、选题的背景和意义
随着经济的发展和人民生活水平的提高，纸币已成为我们日常生活中不可缺少的货币工具。
随着纸币的大量流通，也给伪造者提供了可乘之机。
为了保护人民的财产安全和国家的经济秩序，研究和设计一种高速纸币清分机防伪系统至关重要。
二、选题的研究现状和发展趋势
目前，国内外已经有不少研究针对纸币防伪系统展开，如美国的超级纸币、欧元防伪系统、日本的纸币印刷技术等等。
但是针对高速纸币清分机的防伪系统，研究较为薄弱。
三、选题的研究内容和方法
本研究将从以下几个方面展开：
1. 针对已有的纸币防伪技术进行深入研究，总结各种技术的优缺点。
2. 设计一种适用于高速纸币清分机的防伪系统，包括硬件和软件系统。
3. 利用样例测试数据，对系统的性能和准确度进行测试和分析。
研究方法将采用文献综述、案例分析和实验研究相结合的方法，进行系统的分析和设计。
四、选题的研究意义和创新点
本研究的意义在于，通过对已有纸币防伪技术的研究和总结，设计一种适用于高速纸币清分机的防伪系统，提高纸币清分机的清分效率和防伪性能，在保护人民财产安全的同时，提高国家经济秩序的稳定性。
本研究的创新点在于，针对现有的研究，将防伪系统应用于高速纸币清分机，有效提高清分效率和防伪性能，达到更好的社会效益和经济效益。
纸币清分机关键技术问题研究
的 图像 进 行几何 校正 。 ３ ３ 电气 控 制 系统 得 设 计 ．
３ 清 分机 系统设 计 中的关 键技 术
清分 机 工作时 要 求每 分钟 至 少识 别
６ ０张 纸 币 ， 在纸 币 高速 通过 机 器 时要 完 ４
成 纸 币 图像 的采 集 和 所 有 的识 别过 程 ， 并 将 识别 结果 发送 到控 制端 。 因此 清分 机 的 核心 技 术是 纸 币的 图像 识 别 及 控 制 系
克服 机械 运 动的 不 均 匀性 造成 的影 响 ；
清分机涉及计算机控制 、 图像识别以及声、
光 、电、磁等 多种检测控制技术。本文对 系统设 计中的关键技 术进行研 究和探索 。
图像 中纸 币的面 额 、正 反面 向和 上下 方 位 等 。控制 装 置可 以根 据识 别结 果进 行 分检 和 整理 。 在纸 币 高速 传输 的 过程 中 ，为 保证 纸 币图像 识 别和处 理时 间，传 输 系统 中 设 有离 合器 ，以 调 整进钞 速度 ，确保 前
纸 币 清 分机 的控 制 系统 非 常 复 杂 ， 包 括 图 像 采 集 控 制 系 统 ，机 械 传 动 控 制 系统 和 显 示 控 制 系统 ，由 单 片机 完 成 。
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辽宁科技大学
硕士学位论文
纸币清分机图象识别系统的研究与设计
姓名：丁瑞昕
申请学位级别：硕士
专业：控制理论与控制工程
指导教师：张颖
20080301
辽宁科技大学硕士学位论文第一章绪论
白状态，这使得国内清分机市场基本上被一些国际知名品牌如德国的捷加得（Ｇ＋Ｄ）、日本的光荣、英国的得利来等公司所垄断，而进口清分机的价格十分昂贵、维护成本也非常高，其性能也并不完全符合国内目前流通纸币旧钞较多的特点的要求。
所以，虽然国内市场对纸币清分机有着迫切的需求，但纸币清分机在国内市场实际上却一直并没有得到广泛应用。
近年来，随着ＡＴＭ的进一步推广和使用，纸币清分机作为能够给ＡＴＭ机进行配钞的主要设备，很多地方银行机构及一些大中型商业银行的分支机构都已经有采购中小型纸币清分机的意愿，这就为国产纸币清分机的研制、生产和投入使用提供了巨大的商机与挑战。
１．２纸币清分机在国内外的研究现状和进展
目前，国外在纸币识别技术上已经较为成熟，单从纸币的识别率而言，对于面值、面向的识别率已经接近１００％，现已经处于实际应用阶段。
目前国外纸币清分机的主要产商有德国的捷佳得、日本的光荣、东芝、英国的德利来等公司，德利来、捷佳得、东芝等公司主要以生产大型清分机为主，而中小型清分机则以光荣、劳雷尔为代表。
这些公司由于研发时间已经较长，其技术经验的积累比较丰富，因此其产品在市场上占有很高的份额。
但国外的清分机是专门针对国外纸币进行开发的，其对纸币品相的要求较高，而目前国内人民币流通领域中品相较差的纸币所占比例较大，这与进口清分机所针对的清分对象有着较大的差异，但国外产商决不会放弃中国金融市场这块巨大的“蛋糕”，为了解决上述问题国外清分机厂商已经开始开发用于专门处理人民币的纸币清分机【１Ｈ”。
图１一ｌ和图ｌ一２分别为两款国外品牌的清分机样品，其性能对比如下表所示。
图卜１捷佳得ＢＰＳｌ００型清分机图卜２东芝ＦＳ８００型清分机
与国外的知名厂家相比，国内在清分机的整体技术上还相对比较落后，但国内清分机产业发展趋势和发展速度已经十分迅速，国内的研发工
辽宁科技大学硕士学位论文第一章绪论
作几年前就已成为国内金融机具制造业努力攻关的目标，而且已经在多个方面的技术攻关中有所突破。
目前国内已经成功研制出一些清分机，如清华同方人民币小型纸币清分机、哈尔滨的松花江系列清分机、鞍山聚龙的ＪＬ３０Ｘ系列清分机。
图１．３和图１．４分别为两款国产纸币清分机样机，其性能对比如表１．２所示。
表卜１国外两款清分机产品性能比较
图卜３清华同方ＣＳ—ＩＯＯＣＮ型清分机图卜４松花江ＣＦ２０００型清分机
表１．２国产两款清分机产品性能比较
由上表可以看出，国产清分机在功能、速度等环节上已经具备了与进口清分机进行竞争的实力，但由于在图像处理、应用等技术上还是相对不够成熟，所以在对纸币的识别和清分中，还存在着一些不足之处【５¨９１；
辽宁科技大学硕士学位论文第二章纸币清分机系统方案介绍
场上目前已可提供黑白接触式图像传感器，其分辨率有２００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ、４００ｄｐｉ等，而３００ｄｐｉ和６００ｄｐｉ彩色接触式图像传感器芯片业已开发成功。
二、ＣＩＳ的构成及原理
图２－４给出了ＣＩＳ头截面剖视图。
如图所示，ＣＩＳ头由ＬＥＤ光源阵列、微自聚焦棒状透镜阵列、光电传感器的阵列、保护玻璃、铝质壳体及聚光棱镜等组成。
ＣＩＳ头的内部组成框图如图２．５所示，该ＣＩＳ头物理分辨率为２００ｄｐｉ（８ｐｏｉｎｔ／ｍｍ），有效扫描宽度为２１６ｍｍ。
其传感器单元及棒状聚焦透镜一一对应地排成线阵，共有１７２８个传感单元，可分别检测１７２８个像素点；ＶＬＥ和ＲＬＥＤ为内ＬＥＤ阵列的电源和地；ＣＰ为ＣＩＳ的扫描控制时钟；ＳＰ为启动扫描控制信号；ＶＯＵＴ为ＣＩＳ的模拟输出端。
工作时，ＣＩＳ头与扫描文稿直接接触，来自ＣＩＳ头内ＬＥＤ阵列的光源经聚光棱镜后照射在扫描文稿上，其反射光经棒状聚焦透镜后照射在ＣＩＳ头内的光电检测单元上。
反射光线的强弱随扫描文稿上被扫描处的黑白程度变化。
图２—４ＣＩＳ头横切面剖视图
三、ＣＩＳ的特点
１．结构设计轻巧
ＣＩＳ技术采用内部白聚焦透镜阵列和内置的线性光源照明，扫描范围和原稿幅度相同，原稿和ＣＩＳ的玻璃表面接触。
线性光源发出的光由出光口射出后，透过玻璃照射到原稿表面，并经原稿反射后再由自聚焦透镜把原稿上的图像信息传递到光电转换电路的受光区域，由光电转换电路转换成电信号，从而读取图像数据。
由于ＣＩＳ采用接触式的读取方式，没有附加的光学部件，因此所需的光路很短，大大减小了器件的体积和重量。
２．制作成本廉价
ＣＩＳ的许多组件采用塑料注塑工艺制成，生产成本比较低，同时由于。