卧式点验钞的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种卧式点验钞机，在点验钞机的捻钞轮前方设有两根CIS图像传感器，用FFC线连接于主控板上，通过CIS图像传感器将整幅人民币图像采集出来，四个红外收发传感器等间距布置在捻钞轮上，五个磁性传感器布置在磁头架上，用于扫描钞面上的磁条或磁性油墨，红外收发传感器和磁性传感器通过导线连接在主控板上上，主控板上分别与USB口、网络口和打印口连接，主控板固定在点验钞机的侧板上。本发明简化传感器布置所带来的复杂的传动结构，让其结构更加紧凑、传动平稳，所有功能都在一台机器上实现；本机除增强防伪识别能力外，具有人民币冠字号码输出、图像鉴伪、红外、磁性鉴伪，外接同步显示，以太网网络传输、本地U盘存储、升级、打印等功能。
【专利说明】卧式点验钞机
【技术领域】
[0001]本发明涉及金融机具领域，特别是一种卧式点验钞机，它集图像处理、冠字号码输出、网络传输、红外和磁性鉴伪技术为一体。
【背景技术】
[0002]随着人民银行对金融机具的要求的不断提升，将人民币上的“冠字号码”识别作为标准的一条技术要求提了出来，“冠字号码”成为人民币的“身份证号”象征，在现钞流通、运行管理和公共安全等日常生产、生活经济活动中发挥重要作用。“冠字号码识别技术”对金融机具技术发展及应用、现钞运行管理、公共安全管理和保护银行、商业及消费者合法权益，有着深远影响。
[0003]现有卧式点验钞机一般不涉及图像识别技术，有涉及图像的主要在清分机、立式点验钞机上，有卧式点验钞机采用图像识别技术的其结构都比较大，纸币通道较长，银行柜台使用占用空间较大，很不方便。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种卧式点验钞机，集图像处理、冠字号码输出、网络传输、红外和磁性鉴伪技术的卧式点验钞机。
[0005]实现本发明目的的技术解决方案为:一种卧式点验钞机，在点验钞机的捻钞轮前方设有两根CIS图像传感器，用FFC线连接于主控板上，通过CIS图像传感器将整幅人民币图像采集出来，四个红外收发传感器等间距布置在捻钞轮上，五个磁性传感器布置在磁头架上，用于扫描钞面上的磁条或磁性油墨，红外收发传感器和磁性传感器通过导线连接在主控板上上，主控板上分别与USB 口、网络口和打印口连接，主控板固定在点验钞机的侧板上。
[0006]上述两根CIS图像传感器上下平行布置，两端均固定在点钞机的侧板上。
[0007]主控板包括主控芯片、DSP、FPGA芯片和A/D芯片，FPGA芯片控制CIS图像传感器采集钞面信息，CIS图像传感器将采集到的带有钞面信息的模拟信号传入A/D芯片，A/D芯片将模拟信号转换为数字信号，再反馈到FPGA芯片，FPGA芯片根据数字信号生成携带钞面信息的图像，再通过总线传递到DSP，DSP提取携带钞面信息图像中的冠字号码并传入主控芯片，主控芯片将冠字号码通过USB 口、网络口或打印口输出；红外收发传感器和磁性传感器将采集到的钞面红外信息和磁性信息传入主控芯片，主控芯片将采集到的红外信息和磁性信息与标准的红外信息和磁性信息进行对比，判断钞票的真伪。
[0008]一种卧式点验钞机，其特征在于:在点验钞机的捻钞轮(11)前方设有两根CIS图像传感器(I)，用FFC线连接于主控板(14)上，通过CIS图像传感器(I)将整幅人民币图像采集出来，四个红外收发传感器(2)等间距布置在捻钞轮(11)上，五个磁性传感器(3)布置在磁头架上，用于扫描钞面上的磁条或磁性油墨，红外收发传感器(2)和磁性传感器(3)通过导线连接在主控板上(14)上，主控板上(14)分别与USB 口(15)、网络口(16)和打印口(17)连接，主控板(14)固定在点验钞机的侧板上。
[0009]2、根据权利要求1所述的卧式点验钞机，其特征在于:上述两根CIS图像传感器
(I)上下平行布置，两端均固定在点钞机的侧板上。
[0010]3、根据权利要求1所述的卧式点验钞机，其特征在于:主控板(14)包括主控芯片、DSP、FPGA芯片和A/D芯片，FPGA芯片控制CIS图像传感器(I)采集钞面信息，CIS图像传感器(I)将采集到的带有钞面信息的模拟信号传入A/D芯片，A/D芯片将模拟信号转换为数字信号，再反馈到FPGA芯片，FPGA芯片根据数字信号生成携带钞面信息的图像，再通过总线传递到DSP，DSP提取携带钞面信息图像中的冠字号码并传入主控芯片，主控芯片将冠字号码通过USB 口(15)、网络口(16)或打印口(17)输出；红外收发传感器(2)和磁性传感器(3)将采集到的钞面红外信息和磁性信息传入主控芯片，主控芯片将采集到的红外信息和磁性信息与标准的红外信息和磁性信息进行对比，判断钞票的真伪。
[0011]一种基于权利要求1所述的卧式点验钞机的提取冠字号码的方法，步骤如下:
[0012]步骤1、DSP将从FPGA芯片传过来的图像定位其冠字号码区域图像，并将其切割出来，然后利用连通域分析法将切割出来的冠字号码图像分割成十块小的字符图像，将这些字符图像进行归一化处理，归一化V =Y-(Ymin-Y0)处理步骤如下:
[0013]1-1)根据各个字符图像的长和高，确定其图像的左上角坐标(Xmin，Ymin)和右下角
坐标(X_，Ymax)；
[0014]1-2)字符位置归一化:将左上角坐标(Xmin，Ymin)平移到(X。，Y0)，其余各点(X，Y)平移到新位置(X^ ,V )，
[0015]V =X-(Xmin-X0)(3.7)
[0016]V =Y-(Ymin-Y0) (3.8)
[0017]1-3)确定X、Y方向上的缩放比RatioX和RatioY，即字符标准大小(NXM)与切割好的字符之比例系数，即
[0018]宽度比:RatioX=N/(Xmax-Xmin)(3.9)
[0019]高度比:RatioY=M/(Ymax-Ymin)(3.10)
[0020]1-4)字符大小归一化，即对字符图像作逐点缩放；为保持字符原始形态，要求图像缩放后不变形；即要求以相同的缩放比Ratio进行X、Y方向缩放，坐标变换式
[0021]V =X.Ratio (3.11)
[0022]V =Y.Ratio (3.12)
[0023]其中Ratio=Min (RatioX, RatioY)；
[0024]1-5)最后采用字符图像八个方向的梯度特征，对每个待识别的数字或字母提取120维特征，和标准字符的特征进行匹配，以最小欧式距离为分类准则，识别出结果；
[0025]步骤2、确定字符图像八个方向的梯度特征,步骤如下:
[0026]2-1)确定归一化后的字符图像分别在X轴方向和Y轴方向的梯度向量；
[0027]2-2)根据上面得到的字符图像每个像素的梯度向量g(x，y) = [gx，gy]T，把该向量分解到八个方向上，并用分别记录每像素的梯度向量在各个方向的分解值，构成8个梯度子图；
[0028]2-3)将每个梯度图像分解为15个5X3的小块，这样就可以得到120个5X3的小块梯度图像，我们对每个一小块梯度图像用高斯模块进行处理，得到这一小块梯度图像的梯度特征，所以最后我们对每个字符图像提取了 120维梯度特征。
[0029]上述步骤2-2)中梯度向量的具体分解过程如下:将字符图像中的每个点的的梯度向量分解到上面八个方向中，得到字符图像八个方向的梯度图像，字符归一化处理后，大小为40 X 24，所以梯度图像的大小也是40 X 24。
[0030]本发明与现有技术相比，其显著优点:简化传感器布置所带来的复杂的传动结构，让其结构更加紧凑、传动平稳，所有功能都在一台机器上实现；本机除增强防伪识别能力夕卜，具有人民币冠字号码输出、图像鉴伪、红外、磁性鉴伪，外接同步显示，以太网网络传输、本地U盘存储、升级、打印等功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本发明专利的结构示意图。
[0032]图2为本发明专利的背面结构示意图。
[0033]图3为本发明专利的各传感器与主控板连接、外接输出示意图。
图4为X轴方向和Y轴方向的Soble算子示意图。
图5为每像素的梯度向量在各个方向的分解值所构成8个梯度子图。
图6为将字符图像中的每个点的的梯度向量分解到上面八个方向中所构成的分解图。 【具体实施方式】
[0034]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0035]结合图1、图2和图3，一种卧式点验钞机，在点验钞机的捻钞轮11前方设有两根CIS图像传感器1，用FFC线连接于主控板14上，通过CIS图像传感器I将整幅人民币图像采集出来，四个红外收发传感器2等间距布置在捻钞轮11上，五个磁性传感器3布置在磁头架上，用于扫描钞面上的磁条或磁性油墨，红外收发传感器2和磁性传感器3通过导线连接在主控板上14上，主控板上14分别与USB 口 15、网络口 16和打印口 17连接，主控板14固定在点验钞机的侧板上。
[0036]上述两根CIS图像传感器I上下平行布置，两端均固定在点钞机的侧板上。
[0037]主控板14包括主控芯片、DSP、FPGA芯片和A/D芯片，FPGA芯片控制不同时序CIS图像传感器I变化采集钞面信息，CIS图像传感器I将采集到的带有钞面信息的模拟信号传入A/D芯片，A/D芯片将模拟信号转换为数字信号，再反馈到FPGA芯片，FPGA芯片根据数字信号生成携带钞面信息的图像，再通过总线传递到DSP，DSP提取携带钞面信息图像中的冠字号码并传入主控芯片，主控芯片将冠字号码通过USB 口 15、网络口 16或打印口 17输出；红外收发传感器2和磁性传感器3将采集到的钞面红外信息和磁性信息传入主控芯片，主控芯片将采集到的红外信息和磁性信息与标准的红外信息和磁性信息进行对比，判断钞票的真伪。当点验纸币时，把主控芯片将采集到的红外信息和磁性信息与标准的红外信息和磁性信息进行比较、判断，若有明显差异时、立即送出报警信号并截停电机，同时送出对应的信号提示。纸币在通过各传感器后如无报警提示，继续向前由接钞护板经接钞叶轮13输送到出钞口。同时由图像传感器采集的冠字号码通过USB 口 15进行本地化存储或通过网络口(6上传到服务器终端，也可实现本地冠字号码打印。
[0038]一种基于权利要求1所述的卧式点验钞机的提取冠字号码的方法，步骤如下:
[0039]步骤1、DSP将从FPGA芯片传过来的图像定位其冠字号码区域图像，并将其切割出来，然后利用连通域分析法将切割出来的冠字号码图像分割成十块小的字符图像，将这些字符图像进行归一化处理，归一化r =Y-(Ymin-Y0)处理步骤如下:
[0040]1-1)根据各个字符图像的长和高，确定其图像的左上角坐标(Xmin，Yfflin)和右下角
坐标(Xmax，Ymax)。
[0041]1-2)字符位置归一化:将左上角坐标(Xmin，Ymin)平移到(Xtl, Y0)，其余各点(X，Y)平移到新位置(X^ ,V )
[0042]V =X-(Xmin-X0)(3.7)
[0043]V =Y-(Ymin-Y0)(3.8)
[0044]1-3)确定X、Y方向上的缩放比RatioX和RatioY，即字符标准大小(NXM)与切割好的字符之比例系数，即
[0045]宽度比=RatioX=NZ(Xniax-Xniin)(3.9)
[0046]高度比:RatioY=M/(Ymax-Ymin)(3.10)
[0047]1-4)字符大小归一化，即对字符图像作逐点缩放；为保持字符原始形态，要求图像缩放后不变形；即要求 以相同的缩放比Ratio进行X、Y方向缩放，坐标变换式
[0048]V =X.Ratio(3.11)
[0049]V =Y.Ratio(3.12)
[0050]其中Ratio=Min (RatioX, RatioY)。
[0051]1-5)最后采用字符图像八个方向的梯度特征，对每个待识别的数字或字母提取120维特征，和标准字符的特征进行匹配，以最小欧式距离为分类准则，识别出结果。
[0052]步骤2、确定字符图像八个方向的梯度特征,步骤如下:
[0053]2-1)求归一化后的字符图像分别在X轴方向和Y轴方向的梯度向量。系统在计算图像在X轴方向和Y轴方向的梯度向量时，可以用Soble和Roberts等算子,这里选用Soble算子。X轴方向和Y轴方向的Soble算子如图4。
[0054]点(X，y)处的梯度向量g(x, y) = [gx, gy]T,其中
[0055]gx(x, y) =f (x+1, y-1) +2f (x+1, y) +f (x+1, y+1) (3.14)
[0056]-f (x-1, y-1) ~2f (x~l, y) +f (x~l, y+1)
[0057]gy(x, y) =f (x-1, y+1) +2f (x, y+1) +f (x+1, y+1) (3.15)
[0058]-f (x-1, y-1) ~2f (x, y-1) +f (x+1, y-1)
[0059]2-2)根据上面得到的字符图像每个像素的梯度向量g(x，y) = [gx，gy]T，把该向量分解到如图5八个方向上，并用分别记录每像素的梯度向量在各个方向的分解值，构成8个梯度子图。
[0060]梯度向量的具体分解过程如下:将字符图像中的每个点的的梯度向量分解到上面八个方向中，分解如图6所示。
[0061]这样我们就可以得到字符图像八个方向的梯度图像，字符归一化处理后，大小为40X 24，所以梯度图像的大小也是40X 24。
[0062]2-3)将每个梯度图像分解为15个5X3的小块，这样就可以得到120个5X3的小块梯度图像，我们对每个一小块梯度图像用高斯模块进行处理，得到这一小块梯度图像的梯度特征，所以最后我们对每个字符图像提取了 120维梯度特征。
[0063]本发明集图像处理、冠字号码输出、网络传输、红外和磁性鉴伪技术为一体，还具有计数、累加、报警、智能等多种选项，实用性较强。通过增加CIS图像传感器，实现点验钞机的人民币(外币)纸币的图像采集功能，实现图像鉴伪和人民币的冠字号码识别，通过USB口 15进行本地化U盘存储或通过网络口 16上传到服务器终端，也可实现本地冠字号码打印。
【权利要求】
1.一种卧式点验钞机，其特征在于:在点验钞机的捻钞轮(11)前方设有两根CIS图像传感器(1)，用FFC线连接于主控板(14)上，通过CIS图像传感器(I)将整幅人民币图像采集出来，四个红外收发传感器(2)等间距布置在捻钞轮(11)上，五个磁性传感器(3)布置在磁头架上，用于扫描钞面上的磁条或磁性油墨，红外收发传感器(2)和磁性传感器(3)通过导线连接在主控板上(14)上，主控板上(14)分别与USB 口( 15)、网络口( 16)和打印口( 17)连接，主控板(14)固定在点验钞机的侧板上。
2.根据权利要求1所述的卧式点验钞机，其特征在于:上述两根CIS图像传感器(I)上下平行布置，两端均固定在点钞机的侧板上。
3.根据权利要求1所述的卧式点验钞机，其特征在于:主控板(14)包括主控芯片、DSP、FPGA芯片和A/D芯片，FPGA芯片控制CIS图像传感器(I)采集钞面信息，CIS图像传感器(I)将采集到的带有钞面信息的模拟信号传入A/D芯片，A/D芯片将模拟信号转换为数字信号，再反馈到FPGA芯片，FPGA芯片根据数字信号生成携带钞面信息的图像，再通过总线传递到DSP，DSP提取携带钞面信息图像中的冠字号码并传入主控芯片，主控芯片将冠字号码通过USB 口( 15)、网络口( 16)或打印口( 17)输出；红外收发传感器(2)和磁性传感器(3)将采集到的钞面红外信息和磁性信息传入主控芯片，主控芯片将采集到的红外信息和磁性信息与标准的红外信息和磁性信息进行对比，判断钞票的真伪。
4.一种基于权利要求1所述的卧式点验钞机的提取冠字号码的方法，其特征在于，步骤如下: 步骤1、DSP将从FPGA芯片传过来的图像定位其冠字号码区域图像，并将其切割出来，然后利用连通域分析法将切割出来的冠字号码图像分割成十块小的字符图像，将这些字符图像进行归一化处理，归一化V =Y- (Ymin-Y0)处理步骤如下: 1-1)根据各个字符图像的长和高，确定其图像的左上角坐标(Xmin，Ymin)和右下角坐标(Xmax,Ymax) 1-2)字符位置归一化:将左上角坐标(Xmin，Ymin)平移到(X0, Y0),其余各点(X，Y)平移到新位置(X' ,y' ),
X'=X-(Xmin-X0) (3.7) Y' =Y-(Ymin-Y0) (3.8) 1-3)确定X、Y方向上的缩放比RatioX和RatioY，即字符标准大小(NXM)与切割好的字符之比例系数，即 宽度比:RatioX=N/(Xmax-Xmin)(3.9) 高度比:RatioY=M/(Ymax-Ymin)(3.10) 1-4)字符大小归一化，即对字符图像作逐点缩放；为保持字符原始形态，要求图像缩放后不变形；即要求以相同的缩放比Ratio进行X、Y方向缩放，坐标变换式 X'=X.Ratio (3.11) Y'=Y.Ratio (3.12)
其中 Ratio=Min (RatioX, RatioY)； 1-5)最后采用字符图像八个方向的梯度特征，对每个待识别的数字或字母提取120维特征，和标准字符的特征进行匹配，以最小欧式距离为分类准则，识别出结果； 步骤2、确定字符图像八个方向的梯度特征，步骤如下:2-1)确定归一化后的字符图像分别在X轴方向和Y轴方向的梯度向量； 2-2)根据上面得到的字符图像每个像素的梯度向量g(x，y) = [gx, gy]T，把该向量分解到八个方向上，并用分别记录每像素的梯度向量在各个方向的分解值，构成8个梯度子图； 2-3)将每个梯度图像分解为15个5X3的小块，这样就可以得到120个5X3的小块梯度图像，我们对每个一小块梯度图像用高斯模块进行处理，得到这一小块梯度图像的梯度特征，所以最后我们对每个字符图像提取了 120维梯度特征。
5.根据权利要求4 所述的卧式点验钞机的提取冠字号码的方法，其特征在于:2-2)中梯度向量的具体分解过程如下:将字符图像中的每个点的的梯度向量分解到上面八个方向中，得到字符图像八个方向的梯度图像，字符归一化处理后，大小为40X24，所以梯度图像的大小也是40X24。
【文档编号】G07D13/00GK103903334SQ201410084117
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】杨志坚, 易鲜红, 赵宝昌 申请人:南京理工速必得科技股份有限公司