基于FPGA和CIS图像采集和识别的纸币清分机系统

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1、基于FPGA和CIS图像采集和识别的纸币清分机系统摘要随着我国国民经济的发展，纸币流通量日益增大，近年来迅速发展的机电一体化设备的纸币清分机已经成为银行业和金融机构提高业务效率的有效工具。其主要工作流程是：首先纸币通过CIS图像传感器获得模拟信号，然后经过放大、A／D转换得到数字信号，经过FPGA预处理后送入CPU或者上位机中进行识别。本文针对现有纸币清分机中图像处理模块的高速性、实时性不佳的缺陷，介绍了一种基于FPGA和CIS传感器的纸币图像采集系统及提升小波处理方法，完成了纸币图像的预处理。系统利用FPGA实现了CIS图像传感器和高速A／D转换器所需的各种驱动控制信号

2、，实现了纸币图像的实时采集；同时以FPGA为核心，在硬件平台上实现5／3提升小波算法，在Xilinx开发环境下仿真实验结果表明通过合理有效的硬件设计和Verilog语言描述，提升小波算法易于硬件实现，耗费硬件资源少，代码易于修改和移植。本文以目前流通的第四版、第五版纸币为研究对象，对纸币图像经过二维提升小波变换，实现了纸币图像数据压缩，最后提取经提升小波变换后的低频子带区域图像作为进一步的研究对象，实验结果显示不同面额的纸币在小波变换后低频子带区域图像灰度值分布规律有着明显的差别，这为后续新旧、残缺等纸币特征的实时处理和准确判断奠定了良好的基础。此外，本文还就纸币图像的边

3、缘检测、旋转变换、识别算法等做了相关研究。关键词：现场可编程门阵列FPGA：CIS传感器：提升小波；图像处理：灰度值1l‘矿。、t一i^L●、}f-●TheCurrencySortingSystemBased．onImageAcquisitionandRecognitionwithFPGAandC‘’ISAbstractUurrencYclrculationisincreasingalongwiththedevelopmentofnationaleconomy·Inrecentyears，currencysorter，whichobtainsrapiddevelopmen

4、tofmechanicalandelectricalfacility，becomesaneffectiveinstrumenttoimprovebusinessefficiencyforthebankingandfinancialinstitutions．Itsmainworknowto儿owssuchaspects，firstly，analogsignalswhicharederivedbymeansofContact上mageSensorfrompapercurrency，thenthroughamplificationandA／Dconversionandthedi

5、gitalsignalsarereceived，thedigitalsignalsarepre．processedinthet．PGAandthensenttotheCPUortheuppercomputertoidentify．Inthispaper，almedatthedeficiencyofthepooraspectofhigh．speedandreal—timeinexistingcurrencYsorter，animageacquisitionsystemofpapercurrencybased．onFPGAandCISaswellasliftingwavele

6、tprocessingmethodisintroduced，thepreprocessingofcur托ncyimageisachieved．ThesystemcanrealizethedrivecontrolsignalsofCISandhigh’speedA／Dconverterandcompletethereal．timeimageacquisitionbyuslngFPGA·Atthesametime，5／3liftingwaveletalgorithmisachievedinnamwareplatformandsimulationinXilinxenvironm

7、entisimplementedbased．onthesystemcontrolcoreofFPGA．TheexperimentalresultsindicatethatwaveletalgorithmcanbeeasilyimplementedwithlittlehardwareresourcesandthecodeiseasYtobemodifiedandtransplantedbyreasonableandeffectivehardwaredesignaswellasVeriloglanguagedescription．