臥式點驗鈔的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種臥式點驗鈔機，在點驗鈔機的捻鈔輪前方設有兩根CIS圖像傳感器，用FFC線連接于主控板上，通過CIS圖像傳感器將整幅人民幣圖像采集出來，四個紅外收發(fā)傳感器等間距布置在捻鈔輪上，五個磁性傳感器布置在磁頭架上，用于掃描鈔面上的磁條或磁性油墨，紅外收發(fā)傳感器和磁性傳感器通過導線連接在主控板上上，主控板上分別與USB口、網(wǎng)絡口和打印口連接，主控板固定在點驗鈔機的側板上。本發(fā)明簡化傳感器布置所帶來的復雜的傳動結構，讓其結構更加緊湊、傳動平穩(wěn)，所有功能都在一臺機器上實現(xiàn)；本機除增強防偽識別能力外，具有人民幣冠字號碼輸出、圖像鑒偽、紅外、磁性鑒偽，外接同步顯示，以太網(wǎng)網(wǎng)絡傳輸、本地U盤存儲、升級、打印等功能。
【專利說明】臥式點驗鈔機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金融機具領域，特別是一種臥式點驗鈔機，它集圖像處理、冠字號碼輸出、網(wǎng)絡傳輸、紅外和磁性鑒偽技術為一體。
【背景技術】
[0002]隨著人民銀行對金融機具的要求的不斷提升，將人民幣上的“冠字號碼”識別作為標準的一條技術要求提了出來，“冠字號碼”成為人民幣的“身份證號”象征，在現(xiàn)鈔流通、運行管理和公共安全等日常生產(chǎn)、生活經(jīng)濟活動中發(fā)揮重要作用?！肮谧痔柎a識別技術”對金融機具技術發(fā)展及應用、現(xiàn)鈔運行管理、公共安全管理和保護銀行、商業(yè)及消費者合法權益，有著深遠影響。
[0003]現(xiàn)有臥式點驗鈔機一般不涉及圖像識別技術，有涉及圖像的主要在清分機、立式點驗鈔機上，有臥式點驗鈔機采用圖像識別技術的其結構都比較大，紙幣通道較長，銀行柜臺使用占用空間較大，很不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種臥式點驗鈔機，集圖像處理、冠字號碼輸出、網(wǎng)絡傳輸、紅外和磁性鑒偽技術的臥式點驗鈔機。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為:一種臥式點驗鈔機，在點驗鈔機的捻鈔輪前方設有兩根CIS圖像傳感器，用FFC線連接于主控板上，通過CIS圖像傳感器將整幅人民幣圖像采集出來，四個紅外收發(fā)傳感器等間距布置在捻鈔輪上，五個磁性傳感器布置在磁頭架上，用于掃描鈔面上的磁條或磁性油墨，紅外收發(fā)傳感器和磁性傳感器通過導線連接在主控板上上，主控板上分別與USB 口、網(wǎng)絡口和打印口連接，主控板固定在點驗鈔機的側板上。
[0006]上述兩根CIS圖像傳感器上下平行布置，兩端均固定在點鈔機的側板上。
[0007]主控板包括主控芯片、DSP、FPGA芯片和A/D芯片，F(xiàn)PGA芯片控制CIS圖像傳感器采集鈔面信息，CIS圖像傳感器將采集到的帶有鈔面信息的模擬信號傳入A/D芯片，A/D芯片將模擬信號轉換為數(shù)字信號，再反饋到FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片根據(jù)數(shù)字信號生成攜帶鈔面信息的圖像，再通過總線傳遞到DSP，DSP提取攜帶鈔面信息圖像中的冠字號碼并傳入主控芯片，主控芯片將冠字號碼通過USB 口、網(wǎng)絡口或打印口輸出；紅外收發(fā)傳感器和磁性傳感器將采集到的鈔面紅外信息和磁性信息傳入主控芯片，主控芯片將采集到的紅外信息和磁性信息與標準的紅外信息和磁性信息進行對比，判斷鈔票的真?zhèn)巍?br> [0008]一種臥式點驗鈔機，其特征在于:在點驗鈔機的捻鈔輪(11)前方設有兩根CIS圖像傳感器(I)，用FFC線連接于主控板(14)上，通過CIS圖像傳感器(I)將整幅人民幣圖像采集出來，四個紅外收發(fā)傳感器(2)等間距布置在捻鈔輪(11)上，五個磁性傳感器(3)布置在磁頭架上，用于掃描鈔面上的磁條或磁性油墨，紅外收發(fā)傳感器(2)和磁性傳感器(3)通過導線連接在主控板上(14)上，主控板上(14)分別與USB 口(15)、網(wǎng)絡口(16)和打印口(17)連接，主控板(14)固定在點驗鈔機的側板上。
[0009]2、根據(jù)權利要求1所述的臥式點驗鈔機，其特征在于:上述兩根CIS圖像傳感器
(I)上下平行布置，兩端均固定在點鈔機的側板上。
[0010]3、根據(jù)權利要求1所述的臥式點驗鈔機，其特征在于:主控板(14)包括主控芯片、DSP、FPGA芯片和A/D芯片，F(xiàn)PGA芯片控制CIS圖像傳感器(I)采集鈔面信息，CIS圖像傳感器(I)將采集到的帶有鈔面信息的模擬信號傳入A/D芯片，A/D芯片將模擬信號轉換為數(shù)字信號，再反饋到FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片根據(jù)數(shù)字信號生成攜帶鈔面信息的圖像，再通過總線傳遞到DSP，DSP提取攜帶鈔面信息圖像中的冠字號碼并傳入主控芯片，主控芯片將冠字號碼通過USB 口(15)、網(wǎng)絡口(16)或打印口(17)輸出；紅外收發(fā)傳感器(2)和磁性傳感器(3)將采集到的鈔面紅外信息和磁性信息傳入主控芯片，主控芯片將采集到的紅外信息和磁性信息與標準的紅外信息和磁性信息進行對比，判斷鈔票的真?zhèn)巍?br> [0011]一種基于權利要求1所述的臥式點驗鈔機的提取冠字號碼的方法，步驟如下:
[0012]步驟1、DSP將從FPGA芯片傳過來的圖像定位其冠字號碼區(qū)域圖像，并將其切割出來，然后利用連通域分析法將切割出來的冠字號碼圖像分割成十塊小的字符圖像，將這些字符圖像進行歸一化處理，歸一化V =Y-(Ymin-Y0)處理步驟如下:
[0013]1-1)根據(jù)各個字符圖像的長和高，確定其圖像的左上角坐標(Xmin，Ymin)和右下角
坐標(X_，Ymax)；
[0014]1-2)字符位置歸一化:將左上角坐標(Xmin，Ymin)平移到(X。，Y0)，其余各點(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)確定X、Y方向上的縮放比RatioX和RatioY，即字符標準大小(NXM)與切割好的字符之比例系數(shù)，即
[0018]寬度比:RatioX=N/(Xmax-Xmin)(3.9)
[0019]高度比:RatioY=M/(Ymax-Ymin)(3.10)
[0020]1-4)字符大小歸一化，即對字符圖像作逐點縮放；為保持字符原始形態(tài)，要求圖像縮放后不變形；即要求以相同的縮放比Ratio進行X、Y方向縮放，坐標變換式
[0021]V =X.Ratio (3.11)
[0022]V =Y.Ratio (3.12)
[0023]其中Ratio=Min (RatioX, RatioY)；
[0024]1-5)最后采用字符圖像八個方向的梯度特征，對每個待識別的數(shù)字或字母提取120維特征，和標準字符的特征進行匹配，以最小歐式距離為分類準則，識別出結果；
[0025]步驟2、確定字符圖像八個方向的梯度特征,步驟如下:
[0026]2-1)確定歸一化后的字符圖像分別在X軸方向和Y軸方向的梯度向量；
[0027]2-2)根據(jù)上面得到的字符圖像每個像素的梯度向量g(x，y) = [gx，gy]T，把該向量分解到八個方向上，并用分別記錄每像素的梯度向量在各個方向的分解值，構成8個梯度子圖；
[0028]2-3)將每個梯度圖像分解為15個5X3的小塊，這樣就可以得到120個5X3的小塊梯度圖像，我們對每個一小塊梯度圖像用高斯模塊進行處理，得到這一小塊梯度圖像的梯度特征，所以最后我們對每個字符圖像提取了 120維梯度特征。
[0029]上述步驟2-2)中梯度向量的具體分解過程如下:將字符圖像中的每個點的的梯度向量分解到上面八個方向中，得到字符圖像八個方向的梯度圖像，字符歸一化處理后，大小為40 X 24，所以梯度圖像的大小也是40 X 24。
[0030]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點:簡化傳感器布置所帶來的復雜的傳動結構，讓其結構更加緊湊、傳動平穩(wěn)，所有功能都在一臺機器上實現(xiàn)；本機除增強防偽識別能力夕卜，具有人民幣冠字號碼輸出、圖像鑒偽、紅外、磁性鑒偽，外接同步顯示，以太網(wǎng)網(wǎng)絡傳輸、本地U盤存儲、升級、打印等功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明專利的結構示意圖。
[0032]圖2為本發(fā)明專利的背面結構示意圖。
[0033]圖3為本發(fā)明專利的各傳感器與主控板連接、外接輸出示意圖。
圖4為X軸方向和Y軸方向的Soble算子示意圖。
圖5為每像素的梯度向量在各個方向的分解值所構成8個梯度子圖。
圖6為將字符圖像中的每個點的的梯度向量分解到上面八個方向中所構成的分解圖。 【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0035]結合圖1、圖2和圖3，一種臥式點驗鈔機，在點驗鈔機的捻鈔輪11前方設有兩根CIS圖像傳感器1，用FFC線連接于主控板14上，通過CIS圖像傳感器I將整幅人民幣圖像采集出來，四個紅外收發(fā)傳感器2等間距布置在捻鈔輪11上，五個磁性傳感器3布置在磁頭架上，用于掃描鈔面上的磁條或磁性油墨，紅外收發(fā)傳感器2和磁性傳感器3通過導線連接在主控板上14上，主控板上14分別與USB 口 15、網(wǎng)絡口 16和打印口 17連接，主控板14固定在點驗鈔機的側板上。
[0036]上述兩根CIS圖像傳感器I上下平行布置，兩端均固定在點鈔機的側板上。
[0037]主控板14包括主控芯片、DSP、FPGA芯片和A/D芯片，F(xiàn)PGA芯片控制不同時序CIS圖像傳感器I變化采集鈔面信息，CIS圖像傳感器I將采集到的帶有鈔面信息的模擬信號傳入A/D芯片，A/D芯片將模擬信號轉換為數(shù)字信號，再反饋到FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片根據(jù)數(shù)字信號生成攜帶鈔面信息的圖像，再通過總線傳遞到DSP，DSP提取攜帶鈔面信息圖像中的冠字號碼并傳入主控芯片，主控芯片將冠字號碼通過USB 口 15、網(wǎng)絡口 16或打印口 17輸出；紅外收發(fā)傳感器2和磁性傳感器3將采集到的鈔面紅外信息和磁性信息傳入主控芯片，主控芯片將采集到的紅外信息和磁性信息與標準的紅外信息和磁性信息進行對比，判斷鈔票的真?zhèn)巍．旤c驗紙幣時，把主控芯片將采集到的紅外信息和磁性信息與標準的紅外信息和磁性信息進行比較、判斷，若有明顯差異時、立即送出報警信號并截停電機，同時送出對應的信號提示。紙幣在通過各傳感器后如無報警提示，繼續(xù)向前由接鈔護板經(jīng)接鈔葉輪13輸送到出鈔口。同時由圖像傳感器采集的冠字號碼通過USB 口 15進行本地化存儲或通過網(wǎng)絡口(6上傳到服務器終端，也可實現(xiàn)本地冠字號碼打印。
[0038]一種基于權利要求1所述的臥式點驗鈔機的提取冠字號碼的方法，步驟如下:
[0039]步驟1、DSP將從FPGA芯片傳過來的圖像定位其冠字號碼區(qū)域圖像，并將其切割出來，然后利用連通域分析法將切割出來的冠字號碼圖像分割成十塊小的字符圖像，將這些字符圖像進行歸一化處理，歸一化r =Y-(Ymin-Y0)處理步驟如下:
[0040]1-1)根據(jù)各個字符圖像的長和高，確定其圖像的左上角坐標(Xmin，Yfflin)和右下角
坐標(Xmax，Ymax)。
[0041]1-2)字符位置歸一化:將左上角坐標(Xmin，Ymin)平移到(Xtl, Y0)，其余各點(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)確定X、Y方向上的縮放比RatioX和RatioY，即字符標準大小(NXM)與切割好的字符之比例系數(shù)，即
[0045]寬度比=RatioX=NZ(Xniax-Xniin)(3.9)
[0046]高度比:RatioY=M/(Ymax-Ymin)(3.10)
[0047]1-4)字符大小歸一化，即對字符圖像作逐點縮放；為保持字符原始形態(tài)，要求圖像縮放后不變形；即要求 以相同的縮放比Ratio進行X、Y方向縮放，坐標變換式
[0048]V =X.Ratio(3.11)
[0049]V =Y.Ratio(3.12)
[0050]其中Ratio=Min (RatioX, RatioY)。
[0051]1-5)最后采用字符圖像八個方向的梯度特征，對每個待識別的數(shù)字或字母提取120維特征，和標準字符的特征進行匹配，以最小歐式距離為分類準則，識別出結果。
[0052]步驟2、確定字符圖像八個方向的梯度特征,步驟如下:
[0053]2-1)求歸一化后的字符圖像分別在X軸方向和Y軸方向的梯度向量。系統(tǒng)在計算圖像在X軸方向和Y軸方向的梯度向量時，可以用Soble和Roberts等算子,這里選用Soble算子。X軸方向和Y軸方向的Soble算子如圖4。
[0054]點(X，y)處的梯度向量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)根據(jù)上面得到的字符圖像每個像素的梯度向量g(x，y) = [gx，gy]T，把該向量分解到如圖5八個方向上，并用分別記錄每像素的梯度向量在各個方向的分解值，構成8個梯度子圖。
[0060]梯度向量的具體分解過程如下:將字符圖像中的每個點的的梯度向量分解到上面八個方向中，分解如圖6所示。
[0061]這樣我們就可以得到字符圖像八個方向的梯度圖像，字符歸一化處理后，大小為40X 24，所以梯度圖像的大小也是40X 24。
[0062]2-3)將每個梯度圖像分解為15個5X3的小塊，這樣就可以得到120個5X3的小塊梯度圖像，我們對每個一小塊梯度圖像用高斯模塊進行處理，得到這一小塊梯度圖像的梯度特征，所以最后我們對每個字符圖像提取了 120維梯度特征。
[0063]本發(fā)明集圖像處理、冠字號碼輸出、網(wǎng)絡傳輸、紅外和磁性鑒偽技術為一體，還具有計數(shù)、累加、報警、智能等多種選項，實用性較強。通過增加CIS圖像傳感器，實現(xiàn)點驗鈔機的人民幣(外幣)紙幣的圖像采集功能，實現(xiàn)圖像鑒偽和人民幣的冠字號碼識別，通過USB口 15進行本地化U盤存儲或通過網(wǎng)絡口 16上傳到服務器終端，也可實現(xiàn)本地冠字號碼打印。
【權利要求】
1.一種臥式點驗鈔機，其特征在于:在點驗鈔機的捻鈔輪(11)前方設有兩根CIS圖像傳感器(1)，用FFC線連接于主控板(14)上，通過CIS圖像傳感器(I)將整幅人民幣圖像采集出來，四個紅外收發(fā)傳感器(2)等間距布置在捻鈔輪(11)上，五個磁性傳感器(3)布置在磁頭架上，用于掃描鈔面上的磁條或磁性油墨，紅外收發(fā)傳感器(2)和磁性傳感器(3)通過導線連接在主控板上(14)上，主控板上(14)分別與USB 口( 15)、網(wǎng)絡口( 16)和打印口( 17)連接，主控板(14)固定在點驗鈔機的側板上。
2.根據(jù)權利要求1所述的臥式點驗鈔機，其特征在于:上述兩根CIS圖像傳感器(I)上下平行布置，兩端均固定在點鈔機的側板上。
3.根據(jù)權利要求1所述的臥式點驗鈔機，其特征在于:主控板(14)包括主控芯片、DSP、FPGA芯片和A/D芯片，F(xiàn)PGA芯片控制CIS圖像傳感器(I)采集鈔面信息，CIS圖像傳感器(I)將采集到的帶有鈔面信息的模擬信號傳入A/D芯片，A/D芯片將模擬信號轉換為數(shù)字信號，再反饋到FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片根據(jù)數(shù)字信號生成攜帶鈔面信息的圖像，再通過總線傳遞到DSP，DSP提取攜帶鈔面信息圖像中的冠字號碼并傳入主控芯片，主控芯片將冠字號碼通過USB 口( 15)、網(wǎng)絡口( 16)或打印口( 17)輸出；紅外收發(fā)傳感器(2)和磁性傳感器(3)將采集到的鈔面紅外信息和磁性信息傳入主控芯片，主控芯片將采集到的紅外信息和磁性信息與標準的紅外信息和磁性信息進行對比，判斷鈔票的真?zhèn)巍?br> 4.一種基于權利要求1所述的臥式點驗鈔機的提取冠字號碼的方法，其特征在于，步驟如下: 步驟1、DSP將從FPGA芯片傳過來的圖像定位其冠字號碼區(qū)域圖像，并將其切割出來，然后利用連通域分析法將切割出來的冠字號碼圖像分割成十塊小的字符圖像，將這些字符圖像進行歸一化處理，歸一化V =Y- (Ymin-Y0)處理步驟如下: 1-1)根據(jù)各個字符圖像的長和高，確定其圖像的左上角坐標(Xmin，Ymin)和右下角坐標(Xmax,Ymax) 1-2)字符位置歸一化:將左上角坐標(Xmin，Ymin)平移到(X0, Y0),其余各點(X，Y)平移到新位置(X' ,y' ),
X'=X-(Xmin-X0) (3.7) Y' =Y-(Ymin-Y0) (3.8) 1-3)確定X、Y方向上的縮放比RatioX和RatioY，即字符標準大小(NXM)與切割好的字符之比例系數(shù)，即 寬度比:RatioX=N/(Xmax-Xmin)(3.9) 高度比:RatioY=M/(Ymax-Ymin)(3.10) 1-4)字符大小歸一化，即對字符圖像作逐點縮放；為保持字符原始形態(tài)，要求圖像縮放后不變形；即要求以相同的縮放比Ratio進行X、Y方向縮放，坐標變換式 X'=X.Ratio (3.11) Y'=Y.Ratio (3.12)
其中 Ratio=Min (RatioX, RatioY)； 1-5)最后采用字符圖像八個方向的梯度特征，對每個待識別的數(shù)字或字母提取120維特征，和標準字符的特征進行匹配，以最小歐式距離為分類準則，識別出結果； 步驟2、確定字符圖像八個方向的梯度特征，步驟如下:2-1)確定歸一化后的字符圖像分別在X軸方向和Y軸方向的梯度向量； 2-2)根據(jù)上面得到的字符圖像每個像素的梯度向量g(x，y) = [gx, gy]T，把該向量分解到八個方向上，并用分別記錄每像素的梯度向量在各個方向的分解值，構成8個梯度子圖； 2-3)將每個梯度圖像分解為15個5X3的小塊，這樣就可以得到120個5X3的小塊梯度圖像，我們對每個一小塊梯度圖像用高斯模塊進行處理，得到這一小塊梯度圖像的梯度特征，所以最后我們對每個字符圖像提取了 120維梯度特征。
5.根據(jù)權利要求4 所述的臥式點驗鈔機的提取冠字號碼的方法，其特征在于:2-2)中梯度向量的具體分解過程如下:將字符圖像中的每個點的的梯度向量分解到上面八個方向中，得到字符圖像八個方向的梯度圖像，字符歸一化處理后，大小為40X24，所以梯度圖像的大小也是40X24。
【文檔編號】G07D13/00GK103903334SQ201410084117
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權日:2014年3月7日
【發(fā)明者】楊志堅, 易鮮紅, 趙寶昌 申請人:南京理工速必得科技股份有限公司