光电纸币清分系统的图像处理

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1、分类号密级UDC注1学位论文光电纸币清分系统的图像处理（题名和副题名）蒋雁飞（作者姓名）指导教师姓名叶玉堂教授博导电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业名称光学工程论文提交日期2006.1论文答辩日期2006.3学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2006年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。1独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不

2、包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日2摘要摘要纸币清分机是

3、一种集光机电磁于一体的高端金融现金处理设备，其主要功能是对纸币进行面额、面向、新旧程度的识别，以满足挑选适合ATM取款机纸币、代替人工高效地选择可再流通的纸币等要求。随着模式识别理论在近三十年内获得高速的发展，通过光电图像来识别纸币的计算机技术于20世纪90年代开始陆续出现，并在纸币清分机上得以应用，使识别率进一步提高。早期采用数字图像识别技术的清分机由于受到芯片处理能力的限制，存在运算能力低下、机械结构复杂、体积庞大等缺点。21世纪初随着高性能数字信号处理器的出现，使清分机小型化、高速度的目标成为可能。为了打破国外清分机对我国金融

4、市场的垄断，以最新的芯片技术研发性能优良且价格合理的清分机成为国内高端金融设备研发商的重要目标。本文首先综述了当前国内外纸币清分机的研发现状，构建了一套由图像处理电路(包括主运算DSP芯片TMS320C6414和外扩存储器)、输入通路（包括A/D转换器、缓冲器）、逻辑控制器、调试端口（JTAG，JointTestActionGroup联合测试行动小组）、电源管理等各部分综合而成的智能纸币清分机光电图像处理平台，并对包括接触式图像传感器（CIS，ContactImageSensor）等重要器件进行了选型分析。系统的核心是TI公司的TM

5、S320C6414DSP芯片，通过CPLD（ComplexProgrammableLogicDevices复杂可编程逻辑器件）逻辑控制，利用该DSP强大的数据处理能力、高达1024KB的内部Cache/RAM结构以及丰富的集成外设资源，能完成纸币图像处理算法的各项任务，满足清分机苛刻的实时性要求。系统硬件具有两个在该领域的创新点,一是首次将高性能DSP芯片TMS320C6414应用到清分机系统上，通过EMIF(ExternalMemoryInterface，外部存储器接口)进行大容量存储空间的扩充，保证了识别人民币需要的大数据容量要

6、求。二是根据图像传感器的四通道输出结构，设计了相应的拼接式数据采集模式，保证了数据采集的完整性。这两个创新点结合起来，使清分机变得更轻巧，速度更快，性价比更高。此外，还研究了系统的程序加载过程，编写了适合本系统的FLASH存储器烧写程序及程序自动加载程序。最后，介绍了利用BP（BackPropagation，反向传播）神经网络、LVQ（LearnVectorQuantization，学习矢量量化）神经网络等算法进行识别的原理，并对LVQ算法应用于第五版人民币的识别进行了仿真。在文末提出了未来的工作方向和改进意见。关键词：纸币清分，图

7、像识别，CIS（ContactImageSensor），DSP，LVQIABSTRACTAbstractCurrencysorterisanadvancedfinancialprocessingdeviceintegratedwithoptics,mechanics,electronicsandmagnetics.Itsmainfunctionistorecognizethedenominationandfacedirectionofthebillsanddistinguishthenewerbillsfromtheolderone

8、s.Henceforth,currencysortermaysatisfythegeneraloperationonATMsuchasdrawingoutbillsandtheselectionofreusablebillsautom