一种钞票成色的检测与识别方法技术

一种钞票成色的检测与识别方法，它涉及的是一种对钞票成色进行检测与识别的方法，适用于各种点钞机、清分机及对纸币成色进行识别的领域。为了克服光源老化和环境影响，采用接触式图像传感器ＣＩＳ来检测钞票特征区域的灰度，将此灰度信号通过Ａ／Ｄ转换器转换成相应的数字量，并对其进行特征提取、排列组合就可以实现不同成色钞票的识别。其特点是通过对ＣＩＳ特征区域的补偿系数变化进行检测，找出不同补偿系数变化的规律，然后采用特定的算法对ＣＩＳ工作区的补偿系数进行校正，实现对ＣＩＳ输出的校正，从而达到对钞票成色准确识别的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，适用于各种点钞机、清分机及 对纸币成色进行识别的领域。 技术背景钞票成色的检测与识别技术是金融机具行业中非常重要的技术。金融行业在 国家的支持下提出"人民币流通券要达到七成新以上"的要求，因此银行等金融 部门要求将回笼的现金货币分拣为三个质量层次ATM钞票，流通钞票和残损钞票，而实现质量分拣的关键技术就是钞票成色(新旧)的检测与识别技术。采用成色的检测与识别技术进行处理分类的钞票，不仅同时满足了ATM机用钞和再流 通钞对钞票质量的不同要求，还达到了剔除并回收残币的目的，可加快现金再投 入流通的速度，大大提高了再投放币的安全性和可靠性。
技术实现思路
本专利技术采用接触式图像传感器CIS (Contact Image Sensor)可以检测钞票 特征区域的灰度(亦称亮度)信号，将此灰度信号通过A/D转换器转换成相应的 数字量，并对其进行特征提取、排列组合就可以实现不同成色钞票的识别。但是, 由于CIS发光光源随着使用时间的推移不可避免地发生老化以及电磁干扰等环境 因素的影响，会导致传感器读入信号不准确，这是钞票成色的检測与识别方法需 要解决的关键问题之所在。经研究试验发现，受环境因素影响的传感器读入信号不准确的表现不是整体 输出的灰度信号升高或降低，而是重建图像中产生较浅或较深的条状阴影，这就 给补偿造成了难度，但是有其规律性相同补偿系数的点输出变化具有一致性， 可以根据特征区补偿系数的变化来对工作区的补偿系数进行修正，从而可实现工 作区CIS输出的校正。本专利技术采用的技术方案是采用接触式图像传感器CIS、信号放大器、高速 A/D转换器、先入先出缓存FIFO、控制逻辑CPLD及高速数字信号处理器DSP组成。 将CIS的检测区的一端取25ran贴上白样张，并包裹黑胶带以防止透光，从而形成 了可提取并检测传感器输出补偿系数变化的特征区，余下部分就成了检测识别的工作区(如图l所示)。通过对CIS特征区域的补偿系数变化进行检測，找出不同 补偿系数变化的规律，然后采用特定的算法对CIS工作区的补偿系数进行校正， 从而达到对CIS输出的有效校正，实现钞票成色的准确检測与识别。该补偿方法 包括以下步骤a. 测量每一点的明输出Vpi与暗输出Vdi,求出最大明输出Vpmax与最小暗 输出Vdmin (如图4所示)；b. 计算补偿系数P i= (Vpmax-Vdmin) / (Vpi-Vdi)，从而补偿后的输出值Wi-0 i X (Vi-Vdi)，其中Vi是各点的实际输出电压值。 随着时间的推移，由于CIS发光光源不可避免地发生老化以及电磁干扰等环 境因素的影响，会导致传感器读入信号不准确，需要对CIS输出进行补偿，此时c. 测量特征区每一点的明输出与暗输出，求出特征区补偿系数S i及其 与原特征区补偿系数P i的变化差值a 6 i ( a 6 i= S i-p i), 建立特征区原补偿系数P i与其变化差值A S i的函数关系式d. 根据特征区补偿系数变化函数关系式调整工作区补偿系数。钞票成色的检测与识别方法的特点本专利技术方法设计合理，适用于各种点钞 机、清分机等对纸币成色进行检测与识别的领域，可对接触式图像传感器CIS的 输出偏差进行有效的补偿与校正。 附图说明以下将结合附图对本专利技术作进一步说明。 图l是本专利技术采用的接触式图像传感器CIS的示意图。图2是本专利技术的CIS传感器工作区与特征区分布的示意图。图3是本专利技术的CIS传感器特征区的剖面示意图。图4是本专利技术的钞票成色检溯与识别方法的方框图。图5是本专利技术的钞票成色检测与识别方法的DSP数据补偿算法流程图。图6是本专利技术的CIS传感器对白样张的实际输出值的状态图。图7是本专利技术的as传感器对白样张的明输出与补偿系数分布的状态图。图8是本专利技术的长时间工作后的CIS传感器对白样张的补偿输出值的状态图。 图9是本专利技术的长时间工作后的CIS传感器经补偿系数修正后对白样张的补 偿输出值的状态图。其中101、接触式图像传感器CIS; 102、黑色不透光胶带；103、白样张； L、检测区；L0、工作区；Ll、特征区；A、运动中的钞票；201、信号放大器；202、高速A/D转换器；203、双端口先入先出存储器FIFO(l); 204、双端口先入 先出存储器FIFO(2); 205、可编程逻辑控制器CPLD; 206、数字信号处理器DSP; 207、液晶显示模块LCM; 301、开始；302、采集特征区明输出Vpi; 303、采集特 征区暗输出Vdi; 304、计算特征区补偿系数Si; 305、特征区补偿系数变化 2| Si-eil》Ac ; 306、求出特征区补偿系数变化A Si; 307、工作区补偿系 数调整Si:Pi+A Si; 308、结束。 具体实施方案根据附图1~3，接触式图像传感器CIS的外观示意图图像传感器CIS101被 分为工作区和特征区两部分，特征区的长度L1^25mm;特征区被白样张103、 黑色不透光胶带102包裹；特征区L1提供补偿系数的变化值来补偿工作区L0的输出。根据附图4，钞票成色的检测与识别方法运动中的钞票经接触式图像传感 器CIS IOI时，钞票成色被转换为相应的电压信号，在可编程逻辑控制器CPLD205 的控制下，电压信号被从传感器中读出；该电压信号经信号放大器201偏置和放 大后其信号峰值达到可以检测的信号电压，可以检测的信号电压为1 5V，通过 高速A/D转换器202转换成数字信号存入双端口先入先出存储器FIFO (1) 203和双 端口先入先出存储器FIF0(2)204中，两个FIFO是交替使用的；可编程逻辑控制器 CPLD205负责控制和协调总线时序，并将双端口先入先出存储器FIFO中的数据初 步处理后传送给数字信号处理器DSP 206，液晶显示模块LCM 207用来显示数字信 号处理器对钞票成色识别的结果。根据附图5，钞票成色检测与识别方法的DSP数据补偿算法流程图通过采集特征区对白样张的明输出Vpi及暗输出Vdi算出特征区的补偿系数S i，并判断 S i对原补偿系数P i的整体变化量21 S i-P il是否超出某一阚值Ac:若超 出，则根据特征区补偿系数的变化量对工作区进行补偿；若不超出，则不需补偿。根据附图6~9,通过测量传感器每一点的明输出Vpi与暗输出Vdi，求出最大 明输出Vpmax与最小暗输出Vdmin，可计算补偿系数3 i=(Vpmax-Vdmin)/(Vpi-Vdi)，从而补偿后的输出值Wi-PiX(Vi-Vdi)。当经过一段时间后，由于光源LED老化、环境电磁干扰等因素影响，需要对 CIS输出进行补偿，此时测量特征区每一点的明输出与暗输出，求出特征区补偿系数S i及其与原特征区补偿系数P i的变化差值a 5 i ( a S i= S i- P i ),建立特征区原补偿系数3 i与其变化差值A S i的函数关系式-<formula>formula see original document page 6</formula>从而根据特征区补偿系数变化函数关系式调整工作区补偿系数。 传感器(101)的输出端与信号放大器(201)输入端相接，信号放大器(201)输 出端与A/D转换器(20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钞票成色的检测与识别方法，由接触式图像传感器ＣＩＳ（１０１）、信号放大器（２０１）、高速Ａ／Ｄ转换器（２０２）、双端口先入先出存储器ＦＩＦＯ（２０３，２０４）、可编程逻辑控制器ＣＰＬＤ（２０５）、数字信号处理器ＤＳＰ（２０６）、液晶显示模块ＬＣＭ（２０７）组成；其特征是：传感器（１０１）的输出端与信号放大器（２０１）输入端相接，信号放大器（２０１）输出端与Ａ／Ｄ转换器（２０２）相接，由Ａ／Ｄ转换器（２０２）转换成数字信号，此数字信号先被暂存入双端口先入先出存储器ＦＩＦＯ（２０３，２０４），以方便可编程逻辑控制器ＣＰＬＤ（２０５）读取，ＦＩＦＯ中的数据信号被ＣＰＬＤ读取并进行初步滤波处理后送至数字信号处理器ＤＳＰ（２０６），ＤＳＰ会将对钞票成色进行识别，识别的结果送到液晶显示模块ＬＣＭ（２０７）显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何佳兵，王希奎，李习伦，
申请(专利权)人：蔡永权，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]