专利名称：非接触式钞券清点系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钞券清点系统，特别涉及一种应用图像处理技术实现钞券张数清点的非接触式钞券清点系统。
背景技术：
目前印钞行业中，各工序环节都需要进行钞券张数的清点，以保证钞券印制过程的安全。钞券单K产品通常采用专用设备——点钞数纸机进行清点计数，但使用该设备存在较多的缺陷，如工作效率低、准确率低、噪声大、容易打坏产品、存在粉尘污染等。
发明内容
本发明的目的是提供一种非接触式钞券清点系统，应用图像处理技术实现对钞券张数进行清点，可方便、快捷、准确地完成印钞各工序中钞券的点数和复核工作，解决了实际生产中采用点钞数纸机存在的工作效率低、准确率低、直接接触产品及容易损坏产品等问题。
本发明的技术方案为一种非接触式钞券清点系统，包括依次连接的图像采集模块、图像处理模块和输出模块，所述图像采集模块采集钞券垛侧面图像数据，图像处理模块对所述钞券垛侧面图像数据进行处理，得到钞券张数计数结果，传送到输出模块实时显示、存储和/或打印计数结果。
所述图像处理模块包括依次连接的接收单元、图像处理部分、计数处理部分和输出单元，所述图像处理部分从接收单元接收图像采集模块的钞券垛侧面图像数据，处理成清晰显示钞券间缝隙的校正图像，所述计数处理部分对所述校正图像进行计数处理，通过输出单元向输出模块传送钞券张数计数结果。
所述图像处理部分包括依次连接的定位单元、滤波单元、分割采样单元和畸形校正单元，分别通过定位、滤波、分割和校正技术对从接收单元接收的钞券垛侧面图像数据进行图像处理，处理成校正图像；所述计数处理部分包括依次连接的投影单元、灰度校正单元、分界定位单元和计数表决单元，分别通过投影、校正、分界和表决技术对所述校正图像进行计数处理，得到钞券张数计数结果传送给输出单元。
所述输出模块包括监视单元和报警单元，所述监视单元为显示终端，提供人机交互界面，对系统工作状态进行监视和控制，完成系统参数的配置和功能调度，并实时显示、存储和/或打印计数结果；所述报警单元指示差错位置，给出声光报警。
所述图像采集模块包括操作平台以及固定在操作平台上的承载支架、照明光源和摄像机构；钞券码放在所述承载支架上形成钞券垛，照明光源设置在承载支架和摄像机构之间，所述摄像机构采集钞券垛侧面图像数据，传送给图像处理模块。
所述摄像机构包括摄像支架、运动机构和摄像系统，所述摄像支架固定在操作平台上，摄像系统固定在可在摄像支架上移动的运动机构上，沿钞券码放方向采集钞券垛侧面不同区域的图像数据。
所述运动机构包括固定在摄像支架上的精密丝杠、与精密丝杠连接的步进电机以及传动连接在精密丝杠上的运动平台，所述步进电机带动精密丝杠旋转，运动平台随精密丝杠转动做直线移动，带动摄像系统在摄像支架上移动。
所述摄像系统为面阵CCD相机和高分辨率超大变焦镜头。
在承载支架和摄像机构之间还设置有光路，以加强抗干扰能力，防消杂光，提高系统信噪比。
所述承载支架上设置有成像靠山，钞券边缘紧贴成像靠山码放成垛，所述成像靠山正面设置有标尺，以辅助位置标示。
本发明非接触式钞券清点系统完全不同于传统机械式钞券清点系统所采用的工作原理，创造性地提出了采用图像处理技术对钞券张数进行清点的技术方案。本发明通过图像采集模块采集钞券垛侧面图像数据，利用功能齐全的图像处理模块对所述钞券垛侧面图像数据进行处理，最终得到钞券张数计数结果，并可利用人机交互界面实时显示、存储和/或打印计数结果。本发明非接触式钞券清点装置在实际操作中既不与被测钞券接触，也无需移动或搬动被测钞券，被测钞券始终是静止状态，因此具有没有粉尘污染、无噪声、不损坏被测钞券等优点。此外，本发明优选技术方案采用可在摄像支架上移动的面阵CCD相机采集钞券垛侧面不同区域的图像数据，解决了高分辨率和大视场范围的矛盾，可一次性对千张钞券进行计数处理，提高了计数准确性。该优选技术方案可避免实际操作时人工对计数处理的干扰，简化了系统设计，降低了系统成本。显然，本发明并不局限于钞券的计数应用，其技术方案可广泛适用于需要计数统计的其它应用领域。
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明中图像处理模块的结构示意图。
图3为本发明中图像采集模块的结构示意图。
图中标记为1-图像采集模块；2-图像处理模块；3-输出模块；11-操作平台；12-承载支架；13-照明光源；14-摄像支架；15-摄像系统；16-运动平台；17-精密丝杠；18-步进电机；21-接收单元；22-图像处理部分；23-计数处理部分；24-输出单元；221-定位单元；222-滤波单元；223-分割采样单元；224-畸形校正单元；231-投影单元；232-灰度校正单元；233-分界定位单元；234-计数表决单元。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的技术方案做详细说明。
图1为本发明非接触式钞券清点系统的结构示意图。如图1所示，本发明由图像采集模块1、图像处理模块2和输出模块3组成。图像采集模块1采集钞券垛侧面图像数据，图像处理模块2对所述钞券垛侧面图像数据进行处理，得到钞券张数计数结果，传送到输出模块3实时显示、存储或打印计数结果。
图2为本发明中图像处理模块的结构示意图。如图2所示，图像处理模块2包括依次连接的接收单元21、图像处理部分22、计数处理部分23和输出单元24。图像处理部分22从接收单元21接收图像采集模块1的钞券垛侧面图像数据，处理成清晰显示钞券间缝隙的校正图像，计数处理部分23对所述校正图像进行计数处理，通过输出单元24向输出模块3传送钞券张数计数结果。在本实施例具体技术方案中，图像处理部分22由依次连接的定位单元221、滤波单元222、分割采样单元223和畸形校正单元224组成，分别通过定位、滤波、分割和校正技术进行图像处理，将钞券垛侧面图像数据处理成校正图像。计数处理部分23由依次连接的投影单元231、灰度校正单元232、分界定位单元233和计数表决单元234组成，分别通过投影、校正、分界和表决技术对所述校正图像进行计数处理，得到钞券张数计数结果。上述图像处理、计数处理过程是通过计算机程序实现的，其中，图像处理部分22可以明确区分钞券之间的细小缝隙，即使钞券张与张之间存在沾连，也可以通过图像处理得以校正，很好地适应现场工作环境。计数处理部分23采用分界和表决技术可以提高计数处理过程的可靠性，提高计数结果准确性。
为使本发明在各种工作现场环境下稳定、可靠、安全地工作，输出模块3设置了监视单元和报警单元。监视单元提供人机交互界面，对系统工作状态进行监视和控制，完成系统参数的配置和功能调度，并实时显示、存储和/或打印计数结果。报警单元指示差错位置，并给出声光报警。优选方案的监视单元采用显示终端，利用人机交互控制界面完成系统自检、参数配置、监视和控制等功能。设置报警单元的目的是使本发明能够以百张(把)为单位，指示差错位置，剔除有缺陷的钞券把，并给出声光报警。
图3为本发明中图像采集模块的结构示意图。如图3所示，图像采集模块1包括操作平台11、承载支架12、照明光源13、摄像支架14、摄像系统15、运动平台16、精密丝杠17和步进电机18，其中承载支架12、照明光源13和摄像支架14均固定在操作平台11上，照明光源13设置在承载支架12和摄像支架14之间，承载支架12用于码放钞券形成钞券垛。
照明光源13为摄像提供照明，要求光源稳定、均匀、抗干扰能力强、半衰期长，必须保证成像区域照明均匀，照度适当。本实施例采用高稳定LED单色面光源，其光源长度能够覆盖全视场。本实施例中操作平台11上固定2～4根该光源，即可提供足够的亮度，使本发明适合各种作业环境。
摄像系统15要求具有高精度高分辨率的特点，本实施例采用高分辨率和高信噪比的面阵CCD相机，并配置高分辨率超大变焦镜头，可在整个摄像范围内都具有高对比度和高清晰度的图像，空间分辨率达到微米级，可以分辨钞券之间的微小缝隙。
根据生产工艺要求，系统需要对千张钞券组成的钞券垛计数，相对分辨率而言，摄像系统15一次成像的幅宽太宽，影响计数精度。因此本发明采用了运动机构在摄像支架14上移动的技术方案，摄像系统15固定在运动机构上，随运动机构沿钞券码放方向移动，采集钞券垛侧面不同区域的图像数据，从而解决高分辨率和大视场范围的矛盾。在如图3所示的本实施例中，摄像支架14采用固定在操作平台11上的2根细长杆支撑的上板结构。运动机构由运动平台16、精密丝杠17和步进电机18组成，精密丝杠17的两端分别连接摄像支架14的上板和操作平台11，固定在摄像支架14上板上的步进电机18与精密丝杠17连接，带动精密丝杠17旋转，固连着摄像系统15的运动平台16传动连接在精密丝杠17上，随着精密丝杠17的旋转，运动平台16带动摄像系统15在精密丝杠17直线移动。为保证运动平台16的稳定，运动平台16的两端还与摄像支架14的2根细长杆连接。实际上，解决高分辨率和大视场范围的矛盾还可以有多种结构形式，如摄像系统15不运动、承载支架12移动等技术方案。本实施例选择摄像系统15运动可以避免实际使用中人工移动测量目标所产生的误差，也避免了工人操作对运动机构的直接影响，同时也可以简化系统设计，降低系统成本。
此外，为使本发明适合实际的各种作业环境，本发明技术方案中还包括了光路设计，目的是加强对环境的抗干扰能力，防消杂光，提高系统信噪比。所述光路与照明光源13设计成一体。
本发明非接触式钞券清点系统的操作过程十分简单，将被测钞券码放到承载支架12上，即可开始计数工作。运动平台16带动摄像系统15从下向上移动，采集钞券垛侧面的图像数据。图像处理模块2对图像数据处理后，将计数结果传至显示终端显示。摄像系统15从底部运动到顶部时间用于拍摄和数据处理，回程时间用于工人重新码放新的钞券垛，具有很高的操作效率。
上述所说将被测钞券码放到承载支架12上的操作十分简便，本发明对人工操作只有一个要求，即要求钞券垛边缘紧贴承载支架12的成像靠山。成像靠山的目的是限位和边缘对齐，使钞券垛边缘每次在一个固定位置，且每把(百张)位置也控制在一定范围内。在成像靠山正面安装有标尺，起辅助位置标示作用。
本发明提出一种应用图像处理技术对钞券进行清点的技术方案，解决了实际生产中采用点钞数纸机清点中存在的工作效率低、准确率低、直接接触产品且容易损坏产品等问题。本发明在实际操作中采用高分辨率光学系统，不直接接触被测产品，因此具有没有粉尘污染和噪声、准确率高、不损坏被测钞券等优点，可以广泛地用于钞券印刷的各个环节，提高印钞行业检封工艺质量，改善印钞行业的工作环境。
本发明用上述实施例对技术方案进行了详细说明，但不应限制于此。本领域一般技术人员按本发明的构思对其作出的修改或变动，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种非接触式钞券清点系统，其特征在于，包括依次连接的图像采集模块、图像处理模块和输出模块，所述图像采集模块采集钞券垛侧面图像数据，图像处理模块对所述钞券垛侧面图像数据进行处理，得到钞券张数计数结果，传送到输出模块实时显示、存储和/或打印计数结果。
2.如权利要求1所述的非接触式钞券清点系统，其特征在于，所述图像处理模块包括依次连接的接收单元、图像处理部分、计数处理部分和输出单元，所述图像处理部分从接收单元接收图像采集模块的钞券垛侧面图像数据，处理成清晰显示钞券间缝隙的校正图像，所述计数处理部分对所述校正图像进行计数处理，通过输出单元向输出模块传送钞券张数计数结果。
3.如权利要求2所述的非接触式钞券清点系统，其特征在于，所述图像处理部分包括依次连接的定位单元、滤波单元、分割采样单元和畸形校正单元，分别通过定位、滤波、分割和校正技术对从接收单元接收的钞券垛侧面图像数据进行图像处理，处理成校正图像；所述计数处理部分包括依次连接的投影单元、灰度校正单元、分界定位单元和计数表决单元，分别通过投影、校正、分界和表决技术对所述校正图像进行计数处理，得到钞券张数计数结果传送给输出单元。
4.如权利要求1～3之一所述的非接触式钞券清点系统，其特征在于，所述输出模块包括分别与图像处理模块连接的监视单元和报警单元，所述监视单元为显示终端，提供人机交互界面，对系统工作状态进行监视和控制，完成系统参数的配置和功能调度，并实时显示、存储和/或打印计数结果；所述报警单元指示差错位置，给出声光报警。
5.如权利要求1所述的非接触式钞券清点系统，其特征在于，所述图像采集模块包括操作平台以及固定在操作平台上的承载支架、照明光源和摄像机构；钞券码放在所述承载支架上形成钞券垛，照明光源设置在承载支架和摄像机构之间，所述摄像机构采集钞券垛侧面图像数据，传送给图像处理模块。
6.如权利要求5所述的非接触式钞券清点系统，其特征在于，所述摄像机构包括摄像支架、运动机构和摄像系统，所述摄像支架固定在操作平台上，摄像系统固定在可在摄像支架上移动的运动机构上，沿钞券码放方向采集钞券垛侧面不同区域的图像数据。
7.如权利要求6所述的非接触式钞券清点系统，其特征在于，所述运动机构包括固定在摄像支架上的精密丝杠、与精密丝杠连接的步进电机以及传动连接在精密丝杠上的运动平台，所述步进电机带动精密丝杠旋转，运动平台随精密丝杠转动做直线移动，带动摄像系统在摄像支架上移动。
8.如权利要求6或7所述的非接触式钞券清点系统，其特征在于，所述摄像系统为面阵CCD相机和高分辨率超大变焦镜头。
9.如权利要求5或6所述的非接触式钞券清点系统，其特征在于，在承载支架和摄像机构之间还设置有光路，加强抗干扰能力，防消杂光，提高系统信噪比。
10.如权利要求5所述的非接触式钞券清点系统，其特征在于，所述承载支架上设置有成像靠山，钞券边缘紧贴成像靠山码放成垛，所述成像靠山正面设置有标尺，以辅助位置标示。
全文摘要
本发明为非接触式钞券清点系统，提出了一种采用图像处理技术对钞券张数进行清点的技术方案。本发明通过图像采集模块采集钞券垛侧面图像数据，利用功能齐全的图像处理模块对所述钞券垛侧面图像数据进行处理，最终得到钞券张数计数结果，并利用人机交互界面实时显示、存储和/或打印计数结果。本发明在实际操作中不与被测钞券接触，具有没有粉尘污染、无噪声、准确率高、不损坏被测钞券等优点，可广泛地用于钞劵印刷的各个环节，提高印钞行业检封工艺质量，改善印钞行业的工作环境。
文档编号G06M1/00GK1870014SQ200510011778
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月24日 优先权日2005年5月24日
发明者朱敏, 张勇, 张殿斌 申请人:北京凌云光视数字图像技术有限公司