一种纸币图像光补偿校正方法及验钞识别装置、atm机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及ATM机领域，特别涉及一种利用接触式图像传感器采集纸币图像进行 验钞识别的装置，以及具有这样的验钞装置的ATM机。
【背景技术】
[0002] 接触式图像传感器（ContactImageSensor，CIS)是目前纸币识别验钞装置中常 用的光学传感器，由于CIS的工艺水平、老化、形变、光不均匀照射及外在环境灰尘、温度等 诸多因素的影响，CIS图像传感器每个像素点对光的响应表现出不一致的现象，影响了扫描 的灰度图像和纸币的鉴别，降低了纸币鉴别的接受率，增大了验钞识别的故障率。对接触式 图像传感器扫描出来灰度图像进行必要的光补偿校正，可以减少和避免上述因素对接触式 图像传感器扫描的图像的影响。
[0003] 光补偿校正对接触式图像传感器的每个像素进行逐点补偿，消除了接触式图像传 感器感光元件在同一环境下对光反应产生的图像灰度值误差值，更真实的还原了原纸币图 像。
[0004] 目前，针对CIS的上述特性，在验钞装置中，一般都设置有光补偿校正的过程对 CIS采集的纸币图像进行光补偿校正，以获得准确的钞票图像。
[0005] 中国专利公开号CN103310528A就公开了一种图像补偿修正方法及识别验钞装 置，该装置包括微控制器、与所述微控制器连接的可编程逻辑器件，分别与可编程逻辑器件 连接的AD芯片、驱动电路、静态随机存储器，分别与AD芯片、所述驱动电路连接的接触式图 像传感器，静态随机存储器预存储有补偿修正查找表，所采用的方法如下：
[0006] 可编程逻辑器件接收微控制器输出的第一配置指令，控制所述驱动电路驱动接触 式图像传感器采集第一钞票图像像素点；
[0007] AD芯片将第一钞票图像像素点模数转化为第二钞票图像像素点；
[0008] 可编程逻辑器件获取第二钞票图像像素点，并将所述第二钞票图像像素点的数值 作为地址数据，访问所述静态随机存储器预存储的补偿修正查找表，找到与第二钞票图像 像素点对应的钞票补偿修正数据，并传送给所述微控制器。
[0009] 上述纸币图像校正补偿方法及装置，对纸币的光补偿校正由可编程逻辑器件控制 对接触式图像传感器的原始图像数据进行光补偿校正和对校正数据的存储，同时可编程逻 辑器件还兼顾配合其他的识别验钞、信息通讯功能。在与识别验钞装置中其他微处理器和 模块在任务分派和数据、命令、程序流的管理上没有做到很好的均衡、科学管理，进而影响 了识别验钞装置的整体性能。
【发明内容】
[0010] 本发明克服目前验钞装置中的不足，提供一种纸币图像光补偿校正的方法以及使 用该校正方法的验钞识别装置及ATM机。
[0011] 本发明所采用的技术方案是：一种纸币图像光补偿校正方法，对在微处理器控制 下，可编程逻辑器件驱动的触式图像传感器所采集的纸币图像进行光补偿和校正，微处理 器包括ARM和DSP;包括以下步骤：
[0012] 事先按照如下步骤生成所述的触式图像传感器的校正数据：
[0013] 利用可编程逻辑器件驱动所述的触式图像传感器采集校正纸的第j个像素点输 出的第i行明输出图像数据Xi(i，j)和暗输出图像数据X2(i，j);
[0014] 在ARM控制下，DSP按行将接收到的明输出图像数据Xji，」）和暗输出图像数据 X2(i，j)缓存m行；并对明输出图像数据Xdi，j)和暗输出图像数据X2(i，j)按照以下公式 计算接触式图像传感器第j个像素点的明输出校正数据SW(j)和暗输出校正数据SB(j);
[0015]
[0016]
[0017] 将计算获得的明输出校正数据SW(j)和暗输出校正数据SB(j)发送到ARM，ARM将 明输出校正数据SW(j)和暗输出校正数据SB(j)保存在Flash中；
[0018] 进行实时光补偿校正时：
[0019] 将Flash中的明输出校正数据SW(j)和暗输出校正数据SB(j)加载至可编程逻辑 器件的RAM资源之中；
[0020] 可编程逻辑器件将明输出校正数据SW(j)和暗输出校正数据SB(j)从RAM中读出 与所述的触式图像传感器扫描得到的待校正的纸币图像数据X(i，j)进行运算，就可得到 校正后的纸币图像Y(i，j)，即完成了对纸币图像的校正过程；
[0021]
[0022] 本发明中，通过ARM处理器的调度DSP和可编程逻辑器件均衡分担计算任务；平衡 了各个模块单元的工作量，科学管理，在一定程度上减少了识别验钞装置的故障率，提升了 其性能。
[0023] 本发明还具有如下优选方案：
[0024] 所述明输出图像数据是指在校正模式下接触式图像传感器在反射光下扫描白色 不透明的校正纸，透射光下扫描白色半透明校正纸得到的图像数据；暗输出图像数据是指 接触式图像传感器在反射光下扫描黑色不透明的校正纸，在透射光下扫描不透明的校正纸 获得的图像数据。
[0025] 所述的将Flash中的明输出校正数据SW(j)和暗输出校正数据SB(j)加载至可编 程逻辑器件的RAM资源之中，是在掉电重启时完成。
[0026] 掉电重启之后，可编程逻辑器件将首先根据接触式图像传感器白基准的图像数据 判断接触式图像传感器的好坏，并把好坏的信息传递给ARM，等待设备开机启动完毕之后， ARM将Flash中的数据加载写入可编程逻辑器的RAM之中，ARM加载给可编程逻辑器RAM的 校正数据将与待补偿的接触式图像传感器每个像素点的位置要一一对应。
[0027] 存储到Flash的明输出校正数据SW(j)和暗输出校正数据SB(j)将根据光源的不 同，反射和透射的不同，将分别得到每根接触式图像传感器上的不同像素点对应的明输出 图像数据Xi(i，j)和暗输出图像数据x2(i，j)的多组接触式图像传感器校正数据，这些数据 将分类存储在由ARM控制的Flash之中。
[0028] 本发明还提供了验钞识别装置和具有这种验钞识别装置的ATM机。
[0029] -种验钞识别装置，包括：包括获取钞票图像的装置；其特征在于：还包括对获取 钞票图像的装置所获的原始图像数据进行补偿校正使之真实于钞票本身的纸币图像光补 偿校正装置；所述的纸币图像光补偿校正装置包括用于从接触式图像传感器获得原始图 像数据的图像获取单元；处理器；所述的图像获取单元包括接触式图像传感器、LED反射/ 透射光源、AD芯片及其寄存器、驱动电路；分别与微处理器、图像获取单元连接用于配置图 像获取单元中AD芯片及其寄存器、驱动电路、控制LED反射/透射光源，并将图像获取单 元获取的原始图像数据传输给微处理器进行接触式图像传感器光补偿校正，利用校正后的 图像进行相关的识别验钞流程的可编程逻辑器件；存储有接触式图像传感器校正数据的 Flash;所述的微处理器为包括相互连通ARM处理器和DSP双核处理器；所述DSP获取实时 的图像数据，将图像数据、校正数据传送给ARM，并运行相关的验钞识别算法做深度运算并 反馈验钞结果给ARM处理器；ARM处理器作为整个验钞流程的控制器，对校正数据进行分类 控制存储，对可编程逻辑器件和DSP的程序升级更新进行控制。
[0030] 在验钞识别装置中：
[0031] 还包括：
[0032] 控制纸币图像光补偿校正装置，验钞识别相关流程的机芯主控；
[0033] 界面可视化发送相关指令，便于控制图像传感器的校正，图像扫描等动作的上位 机。
[0034] 所述的接触式图像传感器包括第一传感器和第二传感器，所述的第一传感器和第 二传感器成对设置在验钞识别装置钞票传送通道两侧，在第一传感器和第二传感器中包括 呈线性排列的光源和感应接收单元。或者所述的接触式图像传感器包括第三传感器，所述 的第三传感器包括成对设置在验钞识别装置钞票传送通道两侧的呈线性排列的光源和感 应接收单元。
[0035] 以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
【附图说明】
[0036] 图1是本发明实施的一种纸币图像光补偿校正方法的流程图。
[0037] 图2是本发明实施的一种纸币识别验钞装置的结构示意图。
[0038] 图3是本发明实施例中接触式图像传感器的结构示意图。
[0039] 图4是本发明快实施中闪存式存储器存储的校正数据分类图。
【具体实施方式】
[0040] 下面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及优点进行清 楚、完整的描述，显然，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定于本发明。
[0041] 如图2所示，本发明实施例中公开了一种ATM机中具有纸币图像光补偿校正装置 的验钞识别装置。
[0042] 纸币图像光补偿校正方法的流程图，所述光补偿校正方法应用于识别验钞装 置，所述识别验钞装置的结构示意图如图2所示，包括：图像获取单元3、可编程逻辑器件(FieldProgrammableGateArray,FPGA)6、微处理器 10、快闪式存储器（FLASH) 12、上位机 7、机芯主控8、执行元件及传感器13。