一种基于DSP的高速纸币冠字号码提取及识别系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103729934 A (43)申请公布日 2014.04.16 CN 103729934 A (21)申请号 201410004812.3 (22)申请日 2014.01.06 G07D 7/20(2006.01) (71)申请人 成都术有科技有限公司 地址 610000 四川省成都市成华区一环路东 一段 159 号 (72)发明人 陈镇龙 代君 宋昀岑 李汶洲 罗颖 (54) 发明名称 一种基于 DSP 的高速纸币冠字号码提取及识 别系统 (57) 摘要 本发明公开了一种基于 DSP 的高速纸币冠字 号码提取及识别系统， 其特征在于， 主要由 DSP 模 块 （1。

2、） ， 与该 DSP 模块 （1） 相连接的 FPGA 模块 （2） 和 SDRAM 存储器 （3） ， 与 FPGA 模块 （2）相连接的 CIS控制模块 （4） 和A/D转换器 （5） ， 以及与CIS控 制模块 （4） 和 A/D 转换器 （5） 相连接的 CIS 图像 传感器 （6） 组成， 且该 A/D 转换器 （5） 还与 SDRAM 存储器 （3） 相连接。本发明采用 FPGA+DSP 处理器 结构， 其能充分发挥 FPGA 的过程控制能力和 DSP 的数字信号处理能力， 同时利用其高速的运行速 率、 丰富的逻辑单元及 I/O 接口， 能有效的完成对 整体系统的综合调度， 进而实。

3、现多任务协调控制， 提高处理速率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103729934 A CN 103729934 A 1/1 页 2 1. 一种基于 DSP 的高速纸币冠字号码提取及识别系统， 其特征在于， 主要由 DSP 模块 （1） ， 与该 DSP 模块 （1） 相连接的 FPGA 模块 （2） 和 SDRAM 存储器 （3） ， 与 FPGA 模块 （2） 相连 接的 CIS 控制模块 （4） 和 A/D 转换器 （5。

4、） ， 以及与 CIS 控制模块 （4） 和 A/D 转换器 （5） 相连 接的 CIS 图像传感器 （6） 组成， 且该 A/D 转换器 （5） 还与 SDRAM 存储器 （3） 相连接。 2. 根据权利要求 1 所述的一种基于 DSP 的高速纸币冠字号码提取及识别系统， 其特征 在于， 所述 CIS 图像传感器 （6） 采用 1 ： 1 的扫描性能。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种基于 DSP 的高速纸币冠字号码提取及识别系统， 其 特征在于， 所述 FPGA 模块 （2） 的工作频率为 200MHZ 以上。 4. 根据权利要求 3 所述的一种基于 DSP 的高速纸币冠字号码提。

5、取及识别系统， 其特征 在于， 所述 SDRAM 存储器 （3） 为 DDR SDRAM 存储器。 权 利 要 求 书 CN 103729934 A 2 1/3 页 3 一种基于 DSP 的高速纸币冠字号码提取及识别系统 技术领域 0001 本发明涉及一种纸币识别系统， 具体是指一种基于 DSP 的高速纸币冠字号码提取 及识别系统。 背景技术 0002 纸币的冠号和数字编号是用来记录纸币发行序列的， 由于冠字号码具有唯一性， 因此在纸币出入库时记录每张纸币的号码， 建立币码档案， 可以使金融部门等有效跟踪纸 币在社会的流通情况， 并进行有效监管， 从而有利于解决类似抢劫运钞车、 洗钱等重大社会。

6、 问题。按照国家标准要求， 银行等金融行业必须配备具有冠字号码提取、 识别功能的 A 类点 钞机。 0003 我国冠字号码提取及识别技术起步较晚， 目前还处于应用试验阶段。虽然南京航 天航空大学利用 CCD 采集设备对钞票图像进行采集并在单片机上进行了相关处理， 但该产 品实时性很低， 很难满足冠字号码快速识别的要求。同时， 汉王公司开发了基于 OCR 技术的 人民币冠字号识别专用产品， 但此产品需要专用的扫描仪实现图像采集， 不仅成本很高， 而 且携带非常不方便。因此， 开发一种高速有效、 精确度高、 价格低廉的冠字号提取及识别系 统便是人们所要解决的重要技术难题。 发明内容 0004 本发。

7、明的目的在于克服目前人们还无法高效、 精确的完成对纸币图形中冠字号码 的提取及识别的缺陷， 提供一种基于 DSP 的高速纸币冠字号码提取及识别系统。 0005 本发明的目的通过下述技术方案实现 ： 一种基于 DSP 的高速纸币冠字号码提取及 识别系统， 主要由DSP模块， 与该DSP模块相连接的FPGA模块 （FieldProgrammable Gate Array， 现场可编程门阵列） 和 SDRAM 存储器， 与 FPGA 模块相连接的 CIS（contact image sensor, 接触式图像传感器） 控制模块和 A/D 转换器， 以及与 CIS 控制模块和 A/D 转换器相 连接的。

8、 CIS 图像传感器组成， 且该 A/D 转换器还与 SDRAM 存储器相连接。 0006 为了确保本发明的使用效果， 所述 CIS 图像传感器采用 1 ： 1 的扫描性能， 且 FPGA 模块的工作频率为 200MHZ 以上。 0007 所述 SDRAM 存储器优先采用 DDR SDRAM 存储器 （Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory， 双倍速率同步动态随机存储器） 。 0008 本发明较现有技术相比具有以下优点及有益效果 ： （1） 本发明不仅整体结构非常简单， 其制作和维护成本较低， 而且便于携带。 0009。

9、 （2） 本发明所采用的 CIS 图像传感器， 不仅适合采集运动状态下的图像， 而且其成 像效果较好、 价格便宜， 能明显的降低安装和维护要求。 0010 （3） 本发明采用 FPGA+DSP 处理器结构， 其能充分发挥 FPGA 的过程控制能力和 DSP 的数字信号处理能力， 以 FPGA 作为中央控制器， 利用其高速的运行速率、 丰富的逻辑单元 及 I/O 接口， 能有效的完成对整体系统的综合调度， 进而实现多任务协调控制， 提高处理速 说 明 书 CN 103729934 A 3 2/3 页 4 率。同时， 以 DSP 模块作为图像信号后期处理模块， 能高速完成多项图像处理内容。 附图说。

10、明 0011 图 1 为本发明的整体结构示意图。 0012 图 2 为本发明的整体流程示意图。 0013 图 3 为本发明投影字符分割的流程示意图。 0014 图 4 为本发明对已读取的字符模板库的字符进行投影字符分割和识别的流程示 意图。 具体实施方式 0015 下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明， 但本发明的实施方式不限于此。 实施例 0016 如图1所示， 本发明所述的系统包括六个部分， 即由DSP模块1、 FPGA模块2、 SDRAM 存储器 3、 CIS 控制模块 4、 A/D 转换器 5 和 CIS 图像传感器 6 组成。其中， FPGA 模块 2 和 SDRAM 存储器 3。

11、 均与 DSP 模块 1 相连接， CIS 控制模块 4 和 A/D 转换器 5 均与 FPGA 模块 2 相连接， 而 CIS 图像传感器 6 则分别与 CIS 控制模块 4 和 A/D 转换器 5 相连接。同时， A/D 转换器 5 还与 SDRAM 存储器 3 相连接。 0017 为了确保效果， SDRAM 存储器 3 优先采用 DDR SDRAM 存储器来实现， 且 CIS 图像传 感器 6 需要采用 1 ： 1 的扫描性能。运行时， 本发明以 FPGA 模块 2 作为全局控制核心， 其工 作频率在200MHz以上。 FPGA模块2向CIS图像传感器6发送点亮光源信号， 并启动信号SI。

12、 及时钟控制信号 CLK， 让 CIS 图像传感器 6 对纸币正反两面同时进行图像采集， 并且， FPGA 模块 2 也为 A/D 转换器 5 提供时钟信号 CLK。 0018 A/D 转换器 5 在 FPGA 模块 2 提供的转换时钟下， 将 CIS 图像传感器 6 所输出的模 拟信号转为数字信号， 并送入 DDR SDRAM 存储器 3， DSP 模块 1 在 FPGA 模块 2 的控制下读取 DDR SDRAM 存储器 3 中的图像数据。 0019 当 DSP 模块 1 读取 DDR SDRAM 存储器 3 中的图形数据后便需要进行图像二值化、 字符分割及字符识别等数字图像处理过程， 其。

13、具体步骤详见图 2 所示。即其包括有以下步 骤 ： （1） 对 DSP 模块初始化， 读取已经建立的字符模板库。该字符模板库是预先建立的包含 了目前市面上所有流通纸币数据的数据库。 0020 （2） 接收待处理的纸币图像数据。 运行时， 验钞机通过图像传感器采集纸币正反两 面的图像信息， 并将该纸币的图像信息传递给 DSP 模块。 0021 （3） 读取纸币图像数据并进行二值化处理。 这里的二值化处理是指， 预先设定一个 取值为4050之间的阈值， 并将纸币图像数据的每个像素均与该阈值相减， 若其差值大于 0， 则将该点设为 1 ； 若其差值小于或等于 0， 则将该点设为 0。 0022 （4。

14、） 对二值化处理后的图像数据进行投影字符分割， 得到里面包含的所有字符并 排序， 判断是否找到 10 个字符？是， 则执行步骤 （5） ； 否， 则返回步骤 （2） 。 0023 其中， 所述的 “投影字符分割” 流程详见图 3 所示， 其具体包括以下步骤 ： 说 明 书 CN 103729934 A 4 3/3 页 5 （A1） 读取二值化处理后的图像数据。 0024 （A2） 对该图像在 X 方向上进行投影， 得到一条 （X， proj） 曲线， 并对该曲线进行平 滑， 而该曲线的计算公式则为 projx = sum(colr), 0 r height。 0025 （A3） 找到该曲线的所。

15、有波谷， 则相邻波谷之间就是一个字符的所在区域， 同时根 据波谷位置得到每一个字符在 X 轴上的起始和结束位置。 0026 （A4） 计算每一个字符在 Y 轴上的投影， 并根据投影找到每一个字符在 Y 轴上的起 始和结束位置。 0027 （5） 对已读取的字符模板库的字符进行投影字符分割和识别， 并与步骤 （4） 中所生 成的字符进行相交运算， 最后输出识别到的字符串。 0028 如图 4 所示， 本发明对已读取的字符模板库的字符进行投影字符分割和识别， 其 具体包括以下步骤 ： （B1） 读取一组已知字符的字符图像 ； （B2） 采用投影字符分割， 将每一个字符进行分割， 然后把每一个字符的。

16、像素都缩放为 40*80， 并保存在模板中， 同时保存其对应的字符 ； （B3） 将步骤 （4） 中所生成的所有字符均与模板进行相交运算， 找到拥有最大值的模板 所对应的字符 ； （B4） 重复步骤 （B3） ， 直至所有的字符均识别完毕。 0029 而所谓的 “相交运算” ， 则其采用的公式为 ： cov sum(modeli * checki) / sqrt(sum(modeli * modeli) * sum(checki * checki)。 0030 如上所述， 便可以很好的实现本发明。 说 明 书 CN 103729934 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103729934 A 6 2/2 页 7 图 4 说 明 书 附 图 CN 103729934 A 7 。