一種紙幣識別系統(tǒng)的設(shè)計

一種紙幣識別系統(tǒng)的設(shè)計
遼寧鞍山科技大學電子與信息工程學院(114044) 儲茂祥 鞏榮芬 吳慶洪
 
　　摘　要：介紹了一種紙幣識別系統(tǒng)的硬件設(shè)計和對應(yīng)的識別方法。在硬件設(shè)計上,將高速數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)與復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)和線陣型圖像傳感器(CCD)相結(jié)合;在識別方法上,應(yīng)用圖像處理技術(shù)與改進的SOFM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法識別紙幣。實驗證明,此系統(tǒng)達到了高速、實時、識別率高的要求。
　　關(guān)鍵詞：DSP CCD 圖像處理 SOFM網(wǎng)絡(luò)

　　紙幣清分是銀行的一項重要業(yè)務(wù)。 目前,國內(nèi)很多銀行使用的紙幣清分機都是由國外進口的,價格昂貴。國產(chǎn)紙幣清分機很少,而且功能都很有限,很難滿足高速實時性的要求,尤其是能夠用圖像處理的方法來識別紙幣的紙幣清分機還剛剛起步。
　　為此,設(shè)計了一種紙幣識別系統(tǒng)。該系統(tǒng)以DSP為核心處理器,結(jié)合圖像傳感器CCD和復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD,并輔以高性能的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9200,進行紙幣圖像的采集、處理。該系統(tǒng)主要針對人民幣第四版和第五版的5元、10元、20元、50元、100元九種紙幣進行識別,利用數(shù)字圖像處理技術(shù)和改進的自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SOFM)提取紙幣圖像的長度、寬度、方向塊特征,區(qū)分紙幣的面值、正反面與正反向。最終完成的系統(tǒng)能達到較高的識別速度和識別率。
1 硬件設(shè)計
　　識別系統(tǒng)的總體硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。人民幣的圖像首先通過傳感器CCD掃描后得到光電轉(zhuǎn)換信號,并經(jīng)過AMP的三倍放大;然后將放大的模擬信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9200轉(zhuǎn)換成為標準的數(shù)字信號,送入到CPLD緩存;最后通過EDMA通道輸入到DSP的RAM中,在DSP中進行圖像的處理和識別。整個系統(tǒng)的信號邏輯時序由CPLD來控制。 另外,還有一些輔助環(huán)節(jié),如紙幣輸入輸出裝置、用戶檢測裝置、復(fù)位裝置等。
 

圖1 識別系統(tǒng)的總體硬件結(jié)構(gòu)框圖

　　紙幣圖像的采集由CCD與A/D轉(zhuǎn)換器組成。本系統(tǒng)采用線陣型CCD[1],它的采樣速度較快、電路設(shè)計比較簡單、體積小、時序也易于實現(xiàn)。根據(jù)系統(tǒng)對采集速度的要求,設(shè)置橫向分辨率為4像素/毫米,共采集800個像素點;縱向的分辨率為1像素 /毫米。每張圖像的高度不超過76毫米,兩張紙幣之間還有一定的間隔,實際采集100列。這樣,每張圖像的像素為800