光電紙幣清分系統(tǒng)的圖像處理.pdf

1、紙幣清分機(jī)是一種集光機(jī)電磁于一體的高端金融現(xiàn)金處理設(shè)備，其主要功能是對紙幣進(jìn)行面額、面向、新舊程度的識別，以滿足挑選適合ATM取款機(jī)紙幣、代替人工高效地選擇可再流通的紙幣等要求。隨著模式識別理論在近三十年內(nèi)獲得高速的發(fā)展，通過光電圖像來識別紙幣的計(jì)算機(jī)技術(shù)于20世紀(jì)90年代開始陸續(xù)出現(xiàn)，并在紙幣清分機(jī)上得以應(yīng)用，使識別率進(jìn)一步提高。早期采用數(shù)字圖像識別技術(shù)的清分機(jī)由于受到芯片處理能力的限制，存在運(yùn)算能力低下、機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大等缺點(diǎn)

2、。21世紀(jì)初隨著高性能數(shù)字信號處理器的出現(xiàn)，使清分機(jī)小型化、高速度的目標(biāo)成為可能。為了打破國外清分機(jī)對我國金融市場的壟斷，以最新的芯片技術(shù)研發(fā)性能優(yōu)良且價(jià)格合理的清分機(jī)成為國內(nèi)高端金融設(shè)備研發(fā)商的重要目標(biāo)。
　　本文首先綜述了當(dāng)前國內(nèi)外紙幣清分機(jī)的研發(fā)現(xiàn)狀，構(gòu)建了一套由圖像處理電路(包括主運(yùn)算DSP芯片TMS320C6414和外擴(kuò)存儲器)、輸入通路（包括A/D轉(zhuǎn)換器、緩沖器）、邏輯控制器、調(diào)試端口（JTAG，Joint Test

3、Action Group聯(lián)合測試行動小組）、電源管理等各部分綜合而成的智能紙幣清分機(jī)光電圖像處理平臺，并對包括接觸式圖像傳感器（CIS，Contact Image Sensor）等重要器件進(jìn)行了選型分析。
　　系統(tǒng)的核心是TI公司的TMS320C6414 DSP芯片，通過 CPLD（Complex Programmable Logic Devices復(fù)雜可編程邏輯器件）邏輯控制，利用該DSP強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、高達(dá)1024 KB的

4、內(nèi)部Cache/RAM結(jié)構(gòu)以及豐富的集成外設(shè)資源，能完成紙幣圖像處理算法的各項(xiàng)任務(wù)，滿足清分機(jī)苛刻的實(shí)時性要求。系統(tǒng)硬件具有兩個在該領(lǐng)域的創(chuàng)新點(diǎn),一是首次將高性能DSP芯片TMS320C6414應(yīng)用到清分機(jī)系統(tǒng)上，通過EMIF(External Memory Interface，外部存儲器接口)進(jìn)行大容量存儲空間的擴(kuò)充，保證了識別人民幣需要的大數(shù)據(jù)容量要求。二是根據(jù)圖像傳感器的四通道輸出結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的拼接式數(shù)據(jù)采集模式，保證了數(shù)據(jù)采

5、集的完整性。這兩個創(chuàng)新點(diǎn)結(jié)合起來，使清分機(jī)變得更輕巧，速度更快，性價(jià)比更高。此外，還研究了系統(tǒng)的程序加載過程，編寫了適合本系統(tǒng)的FLASH存儲器燒寫程序及程序自動加載程序。
　　最后，介紹了利用BP（Back Propagation，反向傳播）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、LVQ（Learn Vector Quantization，學(xué)習(xí)矢量量化）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法進(jìn)行識別的原理，并對LVQ算法應(yīng)用于第五版人民幣的識別進(jìn)行了仿真。在文末提出了未來的工作方向