CN101814128A

CN101814128A - 一种盲人使用的便携式美元纸币面额识别机

Info

Publication number: CN101814128A
Application number: CN200910046412A
Authority: CN
Inventors: 窦鹃鹃
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-08-25

Abstract

一种属于嵌入式图像处理与识别技术领域的盲人使用的便携式美元纸币面额识别机。采用图像处理为核心技术，并将识别结果通过语音通知使用者，特别适用于盲人用户随身携带在各种场合判断美元纸币面额。其由机盒和纸币定位机构，图像传感，图像处理，人机接口和电源五个部分组成。将美元纸币放置在定位机构中，用户按下按键，数字信号处理器将控制CMOS传感器获得美元纸币图像。数字信号处理器中的识别程序将此图像与预先存储的美元图像对比，从而得到此美元纸币的面额。本发明将机盒和纸币定位机构、图像传感、图像处理、人机接口和电源五个部分集成在一个80X80X20(mm)的机盒中。具有便携性和语音提示的显著特征。其优点还在于识别精度高，识别速度快，成本低。

Description

一种盲人使用的便携式美元纸币面额识别机

技术领域

本发明涉及的是一种盲人使用的可以携带的嵌入式机器，其可以通过自带图像传感器拍摄美元纸币图像，然后通过图像处理方法判断美元面额，最后将面额通过语音告诉盲人使用者。属于嵌入式图像处理与识别技术领域。

背景技术

与人民币不同的是，美元纸币无论面额大小，其纸张大小都是统一的。而且在美元纸币上没有盲人专用的盲文。所以对于盲人来说，无论在超市、饭店以及其他地方经常遇到无法快速识别美元纸币面额的问题。

根据公开的文献资料，关于美元的面额识别问题，在美国的一些自动售货机上已经实现。但是一个明显的问题是这些机器无法实现便携移动。另外，有专利《小面额纸币识别器》(公开号：CN2798196)针对纸币面额识别问题提出解决方法，但是其主要是针对人民币，其原理是根据人民币纸张大小来判别。文献：《基于DSP及CIS的纸币面额识别技术》登载在《测控技术》2007年第26卷第2期29页，其针对人民币面额做识别，通过测量人民币长度和线阵彩色信息来判断面额。所以，现在需要解决的问题是：

1.通过图像处理的方法，对目前流通的美元纸币(共21种)，面额分别为1，5，10，20，50，100，进行识别。

2.此识别机器是可以随身携带的，并通过语音播报面额方便盲人在各种场合使用。

发明内容

通过以上叙述，根据现有不足和需要解决的问题。本发明提出了一种盲人使用的便携式美元纸币面额识别机。其具有识别精度高，速度快，易携带等特点。

本发明的特征在于：其是由机盒和纸币定位机构，图像传感，图像处理，人机接口和电源五个部分组成。如图1所示，图像传感部分(1)包括了CIF格式的CMOS传感器(13)、白色LED(12)和数据缓冲(3)；图像处理部分(4)包括：DSP(5)，识别程序固化在DSP里。同步动态随机存储器(SDRAM)(6)和FLASH(7)；人机接口(8)包括：语音芯片(11)、扬声器(10)和按键(9)。电源(14)为各个部分提供电力。机盒和纸币定位机构部分如图2和图3所示。图2中，机盒(4)尺寸为80X80X20(mm)，上面有横向定位条(1)、纵向定位条(2)和挡光板(3)。挡光板(3)，横向定位条(1)，纵向定位条(2)和机盒(4)形成一个只有两侧开口暗室(6)。美元纸币(5)按图所示方向贴机盒(4)和横向定位条(1)插入暗室(6)中，直到美元纸币(5)的末端贴在纵向定位条(2)上为止。这样就完成了美元纸币的放入过程。图3中，在暗室(6)下方是一个玻璃片(14)和反光镜(15)，反光镜(15)呈45度角度放置。LED(12)的光线经过反光镜(15)和玻璃片(14)投射到美元纸币(5)上。

如图1，CMOS(13)的数据线通过数据缓冲(3)和DSP相连。另外，其控制线是I2C总线，可以直接与DSP(5)的I2C接口相连。SDRAM(6)的地址和数据线可直接与DSP(5)的地址、数据线连接。FLASH(7)的地址、数据和控制线都直接与DSP(5)的IO口相连。语音芯片(11)的控制线直接与DSP(5)的IO线连。扬声器(10)的驱动线通过一些滤波器后与语音芯片(11)的DA输出线相连。按键(9)直接与DSP(5)的IO相连。LED(12)直接与DSP的IO口相连。电源(14)为各个器件的电源连接，为其提供电力。

所述CMOS(13)是一种图像传感器，可以采集图像信息。其输出图像是Bayer格式的RGB图像。其采集到的图像通过数据缓冲发送到DSP。

所述FLASH(7)是一种非易失存储器。其主要用于存储市面上流通的21种美元的模版信息。每种美元需要存储其四个角信息。

所述I2C总线是PHILIPS公司开发的两线式串行总线。其实现了DSP对CMOS的暴光参数、各种颜色增益以及数据输出频率进行设置。

所述SDRAM(6)是同步动态随机存储器。主要用来存放系统程序，以及由CMOS采集的图像信息。

所述DSP(5)是数字信号处理器。主要负责各器件的协调，以及对图像的分析和处理，得到最后结果。最后将控制语音芯片实现语音输出。

所述DA是数字模拟转换。其作用是将数字信号转换为模拟信号，从而驱动扬声器。

所述语音芯片(11)可以存储一些预定义语音。在本发明中主要存储美元6种面额和一个无法识别结果的发音信息。

所述按键(9)是一个开关按键。当由操作者按下时，相应IO口电平将发生变化，从而通知DSP(5)开始进行图像采集和识别任务。

所述LED(12)是发光二极管，其可以在CMOS(13)采集图像时提供光源。

所述扬声器(10)为盲人提供面额语音提示。

本发明具有便携式和语音提示的特点，整个系统集中于手掌大小机盒内，可以随身携带。

本发明的工作流程有纸币放置、图像采集、图像处理和结果输出4个阶段：

(1)纸币放置阶段。如图2，美元纸币(5)紧贴机盒(4)和横向定位条(1)插入暗室(6)中，直到美元纸币(5)的末端贴在纵向定位条(2)上为止。对于一张纸币来说有四种放置方法，系统对每种放法都能识别。

(2)数据采集阶段。如图1，用户按下按键(9)，此时DSP(5)将通过I2C总线对CMOS(13)进行参数设置。与此同时，DSP(5)通过IO口点亮白色LED(12)，为图像采集提供光源。如图3所示，在纸币放置好后，纸币在暗室中的部分下方是一个玻璃片(14)，和反光镜(15)，LED(12)的光线经过反光镜(15)和玻璃片(14)投射到美元纸币(5)上。于是美元纸币(5)的图像可以通过玻璃片(14)，和反光镜(15)投射在CMOS(13)上，随后CMOS(13)开始采集图像。此图像符合CIF规格，分辨率为352X288(像素)。如图1，CMOS(13)将图像通过数据缓冲发送到DSP(5)的IO口，DSP(5)将这些数据存储在SDRAM(6)中，以待后面图像处理程序调用。

(3)图像处理阶段。在图像采集完成后，DSP将进入图像处理阶段。如图1，DSP(5)将SDRAM(6)中的图像数据逐一和FLASH(7)中存储的21张共84个美元纸币(每张4个角)进行匹配。通过匹配结果，DSP(5)将识别出目前图像数据是哪个面额的美元纸币。在匹配数据都不满足要求时，DSP(5)将认为目前图像不是美元纸币。

(4)结果输出阶段。如图1，在DSP(5)识别完成后，识别结果是以下7个结果中的一个。这7个结果分别是：1dollar、5dollar、10dollar、20dollar、50dollar、100dollar、Don’t know。这个结果通过IO口通知语音芯片(11)，语音芯片(11)中预先存储了对应这7个结果的语音数据。根据来自DSP(5)的识别结果，语音芯片(11)将调用相应语音数据来驱动扬声器(10)。扬声器(10)发声来告知用户识别结果。至此，完成了一个识别的任务。

(5)在系统闲置3分钟没有动作时，将自动关闭以节约能源。

本发明实现了一种便携式的，盲人使用的美元面额识别机。其有益效果在于体积小，可携带，识别精度高，速度快，可语音提示。本发明只用DSP、CMOS以及一些外围设备即可实现图像采集与分析以及人机接口等功能，成本很低。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为本发明纸币放置方法示意图

图3为机盒结构图

具体实施方式

本发明的特征在于：其是由机盒和纸币定位机构，图像传感，图像处理，人机接口和电源五个部分组成。如图1所示，图像传感部分(1)包括了CIF格式的CMOS传感器(13)、白色LED(12)和数据缓冲(3)；图像处理部分(4)包括：DSP(5)，同步动态随机存储器(SDRAM)(6)和FLASH(7)；人机接口(8)包括：语音芯片(11)、扬声器(10)和按键(9)。电源(14)为各个部分提供电力。机盒和纸币定位机构部分如图2和图3所示。图2中，机盒(4)尺寸为80X80X20(mm)，上面有横向定位条(1)和纵向定位条(2)和挡光板(3)。挡光板(3)，横向定位条(1)，纵向定位条(2)和机盒形成一个只有两侧开口暗室(6)。美元纸币(5)按图所示方向贴机盒(4)和横向定位条(1)插入暗室(6)中，直到美元纸币(5)的末端贴在纵向定位条(2)上为止。这样就完成了美元纸币的放入过程。图3中，在暗室(6)下方是一个玻璃片(14)和反光镜(15)，反光镜(15)呈45度角度放置。LED(12)的光线经过反光镜(15)和玻璃片(14)投射到美元纸币(5)上。

如图1，CMOS(13)数据线通过数据缓冲(3)和DSP相连。另外，其控制线是I2C总线，可以直接与DSP(5)的I2C接口相连。SDRAM(6)的地址和数据线可直接与DSP(5)的地址、数据线连接。FLASH(7)的地址、数据和控制线都直接与DSP(5)的IO口相连。语音芯片(11)的控制线直接与DSP(5)的IO线连。扬声器(10)的驱动线通过一些滤波器后与语音芯片(11)的DA输出线相连。按键(9)直接与DSP(5)的IO相连。LED(12)直接与DSP的IO口相连。电源(14)为各个器件的电源连接，为其提供电力。

所述FLASH(7)是一种非易失存储器。其主要用于存储市面上流通的21种美元的模版信息。每张美元需要存储其四个角信息。

所述语音芯片(11)是可以存储一些预定义语音。在本发明中主要存储美元6种面额和一个无法识别结果的发音信息。

所述扬声器(10)为盲人提供面额语音提示。

(3)图像处理阶段。在图像采集完成后，DSP将进入图像处理阶段。如图1，DSP(5)将SDRAM(6)中的图像数据逐一和FLASH(7)中存储的21张共84个美元纸币(每张4个角)进行匹配。通过匹配结果，DSP(5)将识别出目前图像数据是哪个面额的美元纸币。在匹配数据都不满足要求时，DSP(5)将认为目前图像并不是美元纸币。

(5)在系统闲置3分钟没有动作时，将自动关闭以节约能源。

Claims

1.一种盲人使用的便携式美元纸币面额识别机。其特征在于：可以识别现在世面流通的21种美元，面额包括：1，5，10，20，50，100。其由机盒和纸币定位机构，图像传感，图像处理，人机接口和电源五个部分组成。图像传感部分包括了CIF格式的CMOS传感器(分辨率352X288(像素))、白色LED和数据缓冲；图像处理部分包括：DSP，识别程序固化在DSP里。同步动态随机存储器(SDRAM)和FLASH；人机接口包括：语音转片、扬声器和按键。电源部分为各个部分提供电力。

2.根据权利要求1所述盲人使用的便携式美元纸币面额识别机。其特征在于：机盒和纸币定位机构中机盒尺寸为80X80X20(mm)，具有便携特点。机盒上面有横向定位条和纵向定位条和挡光板。挡光板，横向定位条，纵向定位条和机盒形成一个只有两侧开口的暗室。

3.根据权利要求1所述盲人使用的便携式美元纸币面额识别机。其特征在于：CMOS的图像数据可以将数据线通过数据缓冲和DSP相连。另外，其控制线是I2C总线，可以直接与DSP的I2C接口相连。SDRAM的地址和数据线可直接与DSP的地址、数据线连接。FLASH的地址、数据和控制线都直接与DSP的IO口相连。语音芯片的控制线直接与DSP的IO线连。扬声器的驱动线通过一些滤波器后与语音芯片的DA输出线相连。按键直接与DSP的IO相连。LED直接与DSP的IO口相连。电源为各个器件的电源连接，为其提供电力。

4.根据权利要求1所述盲人使用的便携式美元纸币面额识别机。其特征在于：美元纸币的长边紧贴机盒和横向定位条插入暗室中，直到美元纸币的末端贴在纵向定位条上为止。在暗室下方是一个玻璃片和反光镜，反光镜呈45度角度放置。LED的光线经过反光镜和玻璃片投射到美元纸币上。图像采集的是每个美元纸币四个角的图像。

5.根据权利要求1所述盲人使用的便携式美元纸币面额识别机。其特征在于：识别结果通过扬声器用语音告之使用者。其识别结果有7种：1dollar、5dollar、10dollar、20dollar、50dollar、100dollar、Don’t know。