CN101739600A - 基于信号分析的卡自动计数系统及方法 - Google Patents

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闫敬文
卢刚
郑志新
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Shantou University
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Abstract

本发明公开了一种基于信号分析的卡自动计数方法，包括以下步骤：扫描卡片以采集数据，形成原始信号；将所述原始信号进行信号处理，形成第一信号；将所述原始信号进行相关检测，以获得原始信号周期，并形成第二信号；合成所述第一信号和第二信号并计数，从而获得卡片数量。本发明卡自动计数方法利用信号处理单元、相关检测单元和信号合成计数单元的相互配合，基于对原始信号的分析和处理，而实现准确计数。本发明同时公开了一种基于信号分析的卡自动计数系统。

Description

基于信号分析的卡自动计数系统及方法
技术领域
本发明涉及电子信息领域，更具体地涉及一种基于信号分析的卡自动计数系统及方法。
背景技术
随着IC智能卡的发展，智能卡在人们的生活中已经越来越普遍和重要，如身份证、银行卡、交通卡和高速公路卡等使用IC智能卡给我们的生活带来了极大的便利和提高效率。卡计数器是生产智能卡的企业必须的设备之一，是保障卡封装数量准备的设备。目前国内生产卡厂中应用的设备多为国外进口产品，或者一些厂家自行研发了产品。但自行研发的产品中，由于技术上的原因，一般只能读一种卡或几种卡，限制其应用。即使在小范围应用，由于技术不可靠经常导致数卡不准确，因此数卡技术的准确性问题越来越受到重视。
图1为现有技术的卡计数方法的处理流程图。如图1所示，所述卡计数方法的处理过程包括：
步骤S101，利用光栅对卡片进行扫描以采集数据；
步骤S102，将采集到的数据进行信号处理并计数，从而获得卡的数量。
图2为利用现有技术的卡计数方法处理过程中得到的计数波形示意图。由观察可知，波形前半部分和后半部分周期明显不一致。这是因为，在利用光栅对卡片进行扫描从而采集数据的过程中，由于光栅光颜色、卡片的颜色、材质及反光、机械运行速度等原因，导致光栅扫描而采集到的数据不准确，从而进一步导致利用仅仅依靠简单的信号处理进行的计数不准确。
因此，有必要提供一种改进的卡计数方法来克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于信号分析的卡自动计数方法和系统，达到对各种卡进行准确计数。
为此，本发明实施例提供一种基于信号分析的卡自动计数方法，包括：
扫描卡片以采集数据，形成原始信号；
将所述原始信号进行信号处理，形成第一信号；
将所述原始信号进行相关检测，以获得原始信号周期，并形成第二信号；
合成所述第一信号和第二信号并计数，从而获得卡片数量。
较佳地，所述合成第一信号和第二信号之前还包括将所述第一信号和第二信号分别进行信号训练，其中，所述信号训练过程包括数据获取、预处理、特征提取、训练网络参数设定。
较佳地，所述扫描卡片以采集数据包括利用光栅扫描卡片以采集数据。
较佳地，将所述原始信号进行信号处理包括基于小波分析技术或神经网络技术将所述原始信号进行信号处理。
较佳地，将所述原始信号进行相关检测包括基于原信号的自相关函数将所述原始信号进行相关检测。
相应地，本发明实施例提供一种基于信号分析的卡自动计数系统，包括：
扫描单元，用于通过对卡片进行扫描以采集数据，形成原始信号；
信号处理单元，用于将原始信号进行信号处理，形成第一信号；
相关检测单元，用于将原始信号进行相关检测，以获得原始信号周期，并形成第二信号；
信号合成计数单元，用于合成所述第一信号和第二信号并计数，从而获得卡片数量。
较佳地，还包括信号训练单元，用于将所述第一信号和第二信号分别进行信号训练，其中，所述信号训练过程包括数据获取、预处理、特征提取、训练网络参数设定。
较佳地，所述扫描单元利用光栅扫描卡片以采集数据。
较佳地，所述信号处理单元基于小波分析技术或神经网络技术将所述原始信号进行信号处理。
较佳地，所述信号检测单元基于原信号的自相关函数将所述原始信号进行相关检测。
与现有技术相比，本发明实施例的基于信号分析的卡自动计数系统利用信号相关检测单元对扫描单元扫描卡片采集到的数据而形成的原始信号进行相关检测，从而获得原始信号的周期，并形成第二信号；并且利用信号合成计数单元合并所述第二信号和原始信号经过信号处理单元处理而形成的第一信号，从而形成第三信号，通过对第三信号的计数而获得卡片的准确数量。从而有效地消除了因为卡片材质的差异等原因造成扫描时候产生的杂波干扰，而实现准确计数。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为现有技术的卡计数方法的处理流程图。
图2为利用现有技术的卡计数方法处理过程中得到的计数波形示意图。
图3为本发明实施例基于信号分析的卡自动计数方法的流程图。
图4a-4d为利用本发明的卡自动计数方法处理过程中得到的系列信号示意图。
图5为本发明实施例一的基于信号分析的卡自动计数系统的结构框图。
图6为本发明实施例二的基于信号分析的卡自动计数系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图3为本发明实施例基于信号分析的卡自动计数方法的流程图。如图3所示，所述卡自动计数方法包括以下步骤：
步骤S201，利用光栅扫描卡片以采集数据，形成原始信号；需要说明的是，所述卡片为本发明实施例基于信号分析的卡自动计数方法的对象，从范围上来说，卡片不限于IC智能卡，且材质不限。但应使每次扫描的同批卡片的厚度一致，本次卡自动计数方法的对象为厚度0.6毫米的卡片，共30张。
步骤S202，基于小波分析技术或神经网络技术将所述原始信号进行信号处理，形成第一信号(如图4a所示)；进行信号处理后能够初步消除原始信号中的杂波干扰。
步骤S203，基于原始信号的自相关函数(自相关函数图如图4b所示)将所述原始信号进行相关检测，以获得原始信号周期(周期为图4b中的T)，并形成第二信号(如图4c所示)；需要说明的是，自相关函数是描述随机信号X(t)在任意两个不同时刻t1，t2的取值之间的相关程度。图4b为原始信号的自相关函数图，其中两个点间距离即为原始信号的周期T。根据原始信号的周期T后，形成第二信号(如图4c所示)，由图4c可知，第二信号为周期信号。
步骤S204，将所述第一信号和第二信号分别进行信号训练，其中，所述信号训练过程包括数据获取、预处理、特征提取、训练网络参数设定。
步骤S205，合成经过信号训练过程后的第一信号和第二信号，形成第三信号(如图4d所示)并计数，从而获得卡片数量，由图4d可知，计数结果为30，与实际卡片数一致。
由上可以看出，本发明实施例基于信号分析的卡自动计数方法利用信号处理技术和相关检测技术对原始信号进行分析、处理和检测，形成第一信号和第二信号，并最后通过合并第一信号和第二信号而进行计数，从而有效地消除了因为卡片材质的差异等原因造成扫描时候产生的杂波干扰，而实现准确计数。
图5为本发明实施例一的基于信号分析的卡自动计数系统的结构框图。如图5所示，本发明实施例一的基于信号分析的卡自动计数系统包括：扫描单元10、信号处理单元20、相关检测单元30、信号训练单元40a、40b和信号合成计数单元50。
所述扫描单元10，用于通过利用光栅对卡片进行扫描以采集数据，形成原始信号。
所述处理单元20，用于将原始信号进行信号处理，形成第一信号。所述处理单元20基于小波分析技术或神经网络技术将所述原始信号进行信号处理，初步消除原始信号中的杂波信号。
所述相关检测单元30，用于将原始信号进行相关检测，以获得原始信号周期，并形成第二信号。所述相关检测单元30基于原始信号的自相关函数将原始信号进行相关检测，以获得原始信号周期，并形成第二信号。
所述信号训练单元40a、40b，用于将所述第一信号和第二信号分别进行信号训练，其中，所述信号训练过程包括数据获取、预处理、特征提取、训练网络参数设定。
所述信号合成计数单元50，用于合成所述第一信号和第二信号，形成第三信号并计数，从而获得卡片数量。
图6为本发明实施例二的基于信号分析的卡自动计数系统的结构框图。与本发明实施例一相同，图6显示的卡自动计数系统包括：扫描单元100、信号处理单元200、相关检测单元300、信号训练单元400和信号合成计数单元50。本实施例与实施例一的不同之处在于：实施例一有两个信号训练单元40a和40b，信号训练单元40a连接信号处理单元20并对信号处理单元20形成的第一信号进行第一信号训练，信号训练单元40b连接相关检测单元30并对相关检测单元30形成的第二信号进行第二信号训练，第一信号训练过程和第二信号训练过程可以同时进行。并且分别经过信号训练单元40a、40b进行信号训练后的第一信号和第二可同时进入信号合成计数单元50进行合并，从而计数出卡片数量。而本实施例的信号训练单元400只有一个，所述信号训练单元400对信号处理单元200形成的第一信号进行第一信号训练以及对相关检测单元300形成的第二信号进行第二信号训练是有先后顺序的，例如，经信号处理单元200形成的第一信号首先进入所述信号训练单元400进行第一信号训练后继而进入信号合成计数单元500暂时存储起来；而经相关检测单元300形成的第二信号在第一信号离开所述信号训练单元400的同时进入所述信号训练单元400进行并进行第二信号训练后，继而进入信号合成计数单元500与暂时存储在合成计数单元500的第一信号进行合并，最后通过计数得出卡片数量。可见，本发明实施例比实施例一减少了一个信号训练单元，节约了空间和成本，但是比实施例一的处理过程的时间要长。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (10)

1.一种基于信号分析的卡自动计数方法，其特征在于，包括以下步骤：
扫描卡片以采集数据，形成原始信号；
将所述原始信号进行信号处理，形成第一信号；
将所述原始信号进行相关检测，以获得原始信号周期，并形成第二信号；
合成所述第一信号和第二信号并计数，从而获得卡片数量。
2.如权利要求1所述的卡自动计数方法，其特征在于，所述合成第一信号和第二信号之前还包括：
将所述第一信号和第二信号分别进行信号训练，其中，所述信号训练过程包括数据获取、预处理、特征提取、训练网络参数设定。
3.如权利要求1所述的卡自动计数方法，其特征在于，所述扫描卡片以采集数据包括：利用光栅扫描卡片以采集数据。
4.如权利要求1所述的卡自动计数方法，其特征在于，将所述原始信号进行信号处理包括：基于小波分析技术或神经网络技术将所述原始信号进行信号处理。
5.如权利要求1所述的卡自动计数方法，其特征在于，将所述原始信号进行相关检测包括：基于原信号的自相关函数将所述原始信号进行相关检测。
6.一种基于信号分析的卡自动计数系统，其特征在于，包括：
扫描单元，用于通过对卡片进行扫描以采集数据，形成原始信号；
信号处理单元，用于将原始信号进行信号处理，形成第一信号；
相关检测单元，用于将原始信号进行相关检测，以获得原始信号周期，并形成第二信号；以及
信号合成计数单元，用于合成所述第一信号和第二信号并计数，从而获得卡片数量。
7.如权利要求6所述的卡自动计数系统，其特征在于，还包括信号训练单元，用于将所述第一信号和第二信号分别进行信号训练，其中，所述信号训练过程包括数据获取、预处理、特征提取、训练网络参数设定。
8.如权利要求6所述的卡自动计数系统，其特征在于，所述扫描单元利用光栅扫描卡片以采集数据。
9.如权利要求6所述的卡自动计数方法，其特征在于，所述信号处理单元基于小波分析技术或神经网络技术将所述原始信号进行信号处理。
10.如权利要求6所述的卡自动计数方法，其特征在于，所述信号检测单元基于原信号的自相关函数将所述原始信号进行相关检测。
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