CN103413170B - 用于点钞机纸币边缘的实时定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于点钞机纸币边缘的实时定位方法，涉及点钞机定位方法，本发明针对CIS点钞机中前端CIS采集图像数据逐行逐点输出以及FPGA并行数据处理的特点，引入了一种在FPGA上实现的特殊数据结构和算法，在双面图像采集的同时得到纸币正反面图像的一维边缘信息，大大提高了纸币边缘信息的定位速度，使整个边缘定位在微秒量级内完成，为A级点钞机后续的图像处理和检测节约了时间，保证了点钞机整体900张/分钟的检测效率。

Description

用于点钞机纸币边缘的实时定位方法

技术领域

本发明涉及点钞机定位方法，尤其涉及一种用于点钞机纸币边缘的实时定位方法。

背景技术

为保证金融机构的工作效率和现钞流通的跟踪管理，国家质监局2011年公布的A级点钞机新国标中明确提出必须具备冠字号识别的功能，同时检钞速度至少需要900张/分钟。这就要求在新国标A级点钞机中对于一张纸币的整个检测过程必须要在66.7ms内完成，这对于点钞机系统来说要达到如此高速的图像处理速度是非常困难的。

点钞机系统中对于图像处理第一步就是对纸币图像的边缘定位，传统的点钞机对于纸币矩形边缘的定位都是采用四向扫描定位的方法，这就需要点钞机首先采集一张纸币的图形数据，然后再对保存下来的图像进行上下左右四个方向的扫描从而得到纸币矩形边缘四条边所在坐标位置。这种方式需要消耗大量的内存搬运时间和访问时间，同时对于纸币的双面处理也只能依次进行，无法做到完全的并行处理，实时性低，无法满足新国标点钞机的对双面图像高速处理的实时性要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于点钞机纸币边缘的实时定位方法，该方法针对CIS点钞机中前端CIS采集图形数据逐行逐点输出以及FPGA并行数据处理的特点，引入了一种在FPGA上实现的特殊数据结构和算法，在双面图像采集的同时得到纸币正反面图像的一维边缘信息，大大提高了纸币边缘信息的定位速度，使整个边缘定位在微秒量级内完成，为A级点钞机后续的图像处理和检测节约了时间，保证了点钞机整体900张/分钟的检测效率。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种用于点钞机纸币边缘的实时定位方法，实时定位方法如下：

a、将纸币本体放置于点钞机中，点钞机内具有CIS传感器，启动点钞机的同时CIS传感器也启动扫描，CIS传感器在点钞机内部进行逐行扫描，纸币本体在点钞机内部从上至下运动，CIS传感器完成整个纸币本体运动过程的所有行的扫描后，其扫描的整个区域为检测扫描区域，并且得到扫描后的图形数据A；CIS传感器完成一行的扫描速度不小于纸币本体在点钞机内部的运动速度，CIS传感器为线阵扫描设备；

b、CIS传感器在点钞机内部开始扫描时，点钞机内部模拟出X、Y横纵坐标体系，CIS传感器开始扫描的起点为X、Y横纵坐标的坐标原点，CIS传感器扫描的第一行为X轴轴坐标；

c、CIS传感器的检测扫描区域包括非纸币本体区域和纸币本体区域，当CIS传感器扫描到非纸币本体区域时，其扫描的图形灰度值在一定的标准范围区间内；当CIS传感器扫描到纸币本体区域时，其扫描的图形灰度值要高于该标准范围区间；

d、建立纸币本体的边缘数据信息库，当CIS传感器在其中一行内沿着X轴轴坐标从一端到另一端对检测扫描区域进行扫描时，并对扫描图形的灰度值进行比较，当灰度值第一次超过该标准范围区间时(纸币本体边缘的图形灰度值要远远高于该标准范围区间)，该处就为纸币本体的边缘点，通过行坐标判断控制器和列坐标判断控制器准确判断该处边缘点的坐标值，将坐标值存入至边缘数据信息库内；当灰度值第一次回到该标准范围区间时(纸币本体边缘的图形灰度值要远远高于该标准范围区间)，该处也为纸币本体的边缘点，通过行坐标判断控制器和列坐标判断控制器准确判断该处边缘点的坐标值，将坐标值存入至边缘数据信息库内；CIS传感器对检测扫描区域内进行逐行扫描就能准确得出纸币本体所有边缘点的坐标值，所有边缘点坐标值均存储至边缘数据信息库内；

e、边缘数据信息库将边缘坐标值数据传输至外部接口控制器内，外部接口控制器根据边缘数据信息库的所有边缘坐标值准确提取图形数据A中的纸币图形数据，然后通过外部接口控制器传输至后端处理模块。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明针对CIS点钞机中前端CIS采集图形数据逐行逐点输出以及FPGA并行数据处理的特点，引入了一种在FPGA上实现的特殊数据结构和算法，在双面图像采集的同时得到纸币正反面图像的一维边缘信息，大大提高了纸币边缘信息的定位速度，使整个边缘定位在微秒量级内完成，为A级点钞机后续的图像处理和检测节约了时间，保证了点钞机整体900张/分钟的检测效率。

附图说明

图1为本发明定位纸币边缘的结构示意图；

图2为本发明的原理结构框图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－纸币，2－检测扫描区域。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：

实施例

如图1所示，本发明通过CIS传感器或者FPGA在采集图像的同时对检测扫描区域2(检测扫描区域2由纸币本体区域和非纸币本体区域构成)内每一个像素点的灰度值进行判断，判断其是否大于标准范围区间，以及其对于上下左右四个边缘的从属关系，并将有效边缘特征点的信息以特定方式保存到上下左右四个一维数组构成的特殊数据结构中，从而做到纸币一维边缘信息的实时编码。

如图2所示，该方法实现过程如下：采集得到的图形数据A经过灰度值比较模块后得到大于固定灰度值的图形数据B(该图形数据为纸币本体1的扫描图形数据)，图形数据B同时输入到行、列坐标判断模块，经过单向边缘实时定位法中的坐标判断方法后，将满足条件的所有边缘信息保存在单口RAM中，最后在采集完整幅图像后经过接口控制器将一维边缘信息传送给后端的处理模块。整个边缘信息的提取过程是在采集的同时并行完成的，该图像边缘检测的方法节省了大量的时间，满足实时性要求。

如图1～图2所示，一种用于点钞机纸币边缘的实时定位方法，本实施例具体应用的实时定位方法如下：

a、将纸币本体1放置于点钞机中，点钞机内具有CIS传感器，启动点钞机的同时CIS传感器也启动扫描。CIS传感器在点钞机内部进行逐行扫描，纸币本体1在点钞机内部从上至下运动，CIS传感器完成整个纸币本体1运动过程的所有行的扫描后，其扫描的整个区域为检测扫描区域2，并且得到扫描后的图形数据A；CIS传感器完成一行的扫描速度不小于纸币本体1在点钞机内部的运动速度，CIS传感器为线阵扫描设备。

CIS传感器的扫描原理是从一端到另一端逐点进行扫描，并且CIS传感器扫描到的所有点汇聚成一条直线，所以CIS传感器会扫描和记录到该条直线上的所有扫描点的数据信息。CIS传感器安装在点钞机内部的一侧(点钞机的两侧都可以设置CIS传感器，每侧的CIS传感器对应负责扫面纸币本体的一个面)，假如本实施例的CIS传感器设置于点钞机的左侧，CIS传感器就会从点钞机内部的左侧到点钞机内部的右侧进行直线扫描，并且能够记录到该条直线上的所有扫描点。由于纸币本体1在点钞机内部从上之下运动，并且CIS传感器完成一行的扫描速度不小于纸币本体1在点钞机内部的运动速度(本实施例优选的CIS传感器完成一行的扫描速度等于纸币本体1在点钞机内部的运动速度)，假如模拟纸币本体1由若干行组成，在纸币本体1的第一行进入到CIS传感器的扫描范围内(该范围包括纸币本体1第一行数据和位于该纸币本体1该行的非纸币本体区域的数据)，CIS传感器就会在点钞机内部从左至右逐点进行扫描，并完成该行的所有点值的扫描；其扫描完第一行数据后，当纸币本体1的第二行数据进入到CIS传感器的扫描范围内，CIS传感器就会从左至右逐点进行扫描，并完成该行的所有点值的扫描。第三行、……、第n行的扫描与上述原理相同，所以，在纸币本体1在点钞机内部从上至下运动的整个过程中，CIS传感器就会实现逐行的实现扫描。

b、CIS传感器在点钞机内部开始扫描时，点钞机内部模拟出X、Y横纵坐标体系，CIS传感器开始扫描的起点为X、Y横纵坐标的坐标原点，CIS传感器扫描的第一行为X轴轴坐标；

c、CIS传感器的检测扫描区域2包括非纸币本体区域和纸币本体区域，当CIS传感器扫描到非纸币本体区域时，其扫描的图形灰度值在一定的标准范围区间内，由于非纸币本体区域在经过CIS传感器扫描所产生图形均为纯黑色或灰度值为30以下，故非纸币本体区域的图形灰度值就在0-30灰度值的标准范围区间。当CIS传感器扫描到纸币本体区域时，其扫描的图形灰度值要高于该标准范围区间，由于纸币本体区域在经过CIS传感器扫描所产生图形均具有一定的灰度值，故纸币本体区域的图形灰度值都大于该标准范围区间(即灰度值大于30)。

d、建立纸币本体1的边缘数据信息库，当CIS传感器在其中一行内沿着X轴轴坐标从一端到另一端对检测扫描区域2进行扫描时，并对扫描图形的灰度值进行比较，当灰度值第一次超过该范围区间时(纸币本体边缘的图形灰度值要远远高于该标准范围区间)，该处就为纸币本体1的边缘点，通过行坐标判断控制器和列坐标判断控制器准确判断该处边缘点的坐标值，将坐标值存入至边缘数据信息库内；当灰度值第一次回到该范围区间时(纸币本体边缘的图形灰度值要远远高于该标准范围区间)，该处也为纸币本体1的边缘点，通过行坐标判断控制器和列坐标判断控制器准确判断该处边缘点的坐标值，将坐标值存入至边缘数据信息库内；CIS传感器对检测扫描区域2内进行逐行扫描就能准确得出纸币本体1所有边缘点的坐标值，所有边缘点坐标值均存储至边缘数据信息库内。

CIS传感器在任意一行内扫描到的灰度值超出该范围区间的所有点(该所有点即构成纸币本体1在该行内的所有点)会被扫描和记录下来，所有行上述情况下的点共同形成了纸币本体1的整个区域内的所有点，这些整个区域内的所有点就单独存储成图形数据B。

e、边缘数据信息库将边缘坐标值数据传输至外部接口控制器内，外部接口控制器根据边缘数据信息库的所有边缘坐标值准确提取图形数据A中的纸币图形数据，然后通过外部接口控制器传输至后端处理模块。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于点钞机纸币边缘的实时定位方法，其特征在于：实时定位方法如下：

a、将纸币本体(1)放置于点钞机中，点钞机的两侧都设置有CIS传感器，每侧的CIS传感器对应负责扫描纸币本体(1)的一个面；启动点钞机的同时CIS传感器也启动扫描，CIS传感器在点钞机内部进行逐行扫描，纸币本体(1)在点钞机内部从上至下运动，CIS传感器完成整个纸币本体(1)运动过程的所有行的扫描后，其扫描的整个区域为检测扫描区域(2)，并且得到扫描后的图形数据A；CIS传感器完成一行的扫描速度不小于纸币本体(1)在点钞机内部的运动速度，CIS传感器为线阵扫描设备；

b、CIS传感器在点钞机内部开始扫描时，点钞机内部模拟出X、Y横纵坐标体系，CIS传感器开始扫描的起点为X、Y横纵坐标的坐标原点，CIS传感器扫描的第一行为X轴轴坐标；

c、CIS传感器的检测扫描区域(2)包括非纸币本体区域和纸币本体区域，当CIS传感器扫描到非纸币本体区域时，其扫描的图形灰度值在一定的标准范围区间内；当CIS传感器扫描到纸币本体区域时，其扫描的图形灰度值要高于该标准范围区间；

d、建立纸币本体(1)的边缘数据信息库，当CIS传感器在其中一行内沿着X轴轴坐标从一端到另一端对检测扫描区域(2)进行扫描时，并对扫描图形的灰度值进行比较，当灰度值第一次超过该标准范围区间时，该处就为纸币本体(1)的边缘点，通过行坐标判断控制器和列坐标判断控制器准确判断该处边缘点的坐标值，将坐标值存入至边缘数据信息库内；当灰度值第一次回到该标准范围区间时，该处也为纸币本体(1)的边缘点，通过行坐标判断控制器和列坐标判断控制器准确判断该处边缘点的坐标值，将坐标值存入至边缘数据信息库内；CIS传感器对检测扫描区域(2)内进行逐行扫描就能准确得出纸币本体(1)所有边缘点的坐标值，所有边缘点坐标值均存储至边缘数据信息库内；

e、边缘数据信息库将边缘坐标值数据传输至外部接口控制器内，外部接口控制器根据边缘数据信息库的所有边缘坐标值准确提取图形数据A中的纸币图形数据，然后通过外部接口控制器传输至后端处理模块。