一種紙幣識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

一種紙幣識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
遼寧鞍山科技大學(xué)電子與信息工程學(xué)院(114044) 儲(chǔ)茂祥 鞏榮芬 吳慶洪
 
　　摘　要：介紹了一種紙幣識(shí)別系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和對(duì)應(yīng)的識(shí)別方法。在硬件設(shè)計(jì)上,將高速數(shù)字信號(hào)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(shí)別方法上,應(yīng)用圖像處理技術(shù)與改進(jìn)的SOFM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法識(shí)別紙幣。實(shí)驗(yàn)證明,此系統(tǒng)達(dá)到了高速、實(shí)時(shí)、識(shí)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(xiàng)重要業(yè)務(wù)。 目前,國內(nèi)很多銀行使用的紙幣清分機(jī)都是由國外進(jìn)口的,價(jià)格昂貴。國產(chǎn)紙幣清分機(jī)很少,而且功能都很有限,很難滿足高速實(shí)時(shí)性的要求,尤其是能夠用圖像處理的方法來識(shí)別紙幣的紙幣清分機(jī)還剛剛起步。
　　為此,設(shè)計(jì)了一種紙幣識(shí)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(jìn)行紙幣圖像的采集、處理。該系統(tǒng)主要針對(duì)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(jìn)行識(shí)別,利用數(shù)字圖像處理技術(shù)和改進(jìn)的自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SOFM)提取紙幣圖像的長(zhǎng)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(dá)到較高的識(shí)別速度和識(shí)別率。
1 硬件設(shè)計(jì)
　　識(shí)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(hào),并經(jīng)過AMP的三倍放大;然后將放大的模擬信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9200轉(zhuǎn)換成為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào),送入到CPLD緩存;最后通過EDMA通道輸入到DSP的RAM中,在DSP中進(jìn)行圖像的處理和識(shí)別。整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)邏輯時(shí)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(cè)裝置、復(fù)位裝置等。
 

圖1 識(shí)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(jì)比較簡(jiǎn)單、體積小、時(shí)序也易于實(shí)現(xiàn)。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)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(gè)像素點(diǎn);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(shí)際采集100列。這樣,每張圖像的像素為800