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纸币号码识别系统的总体设计与实现

作　者: 王喆
导　师: 张钦宇
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 点钞机号码识别图像处理 DSP FPGA
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 19次
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内容摘要

随着社会经济的日益发展，银行需要处理的金融业务越来越多、假币的制造技术越来越高超，传统的点钞、鉴伪技术已经无法满足现阶段金融行业的需求。在智能化高速发展的时期，对智能化点钞机出现了新的要求：在点钞的同时可以提取纸币的冠字号码。这样在处理例如HD90这样通过简单的红外鉴伪、磁鉴伪技术无法识别出来的假币时，可以通过纸币冠字号码在线搜索判定其为假币。而且也可以利用这种图像识别技术进行纸币和票证的分类工作提高劳动效率。同时这种票证冠字号码识别技术也可以应用在其他领域。本文提出了以DSP+FPGA+ARM为核心的硬件系统架构，具体实现方法为：首先由CIS图像传感器扫描纸币图像经过AD转换后得到数字信号存入FPGA的片内RAM中，然后FPGA通过中断的方式将数据发送给DSP，DSP读取完整张纸币的图像后，存入其外接SDRAM中，并运行号码识别程序完成识别，最后DSP通过SPI总线将识别完成的号码传送给ARM并在LCD液晶屏上显示出来。介绍了号码识别算法的实现过程及识别原理。使用模板匹配和后验特征判断的方法进行纸币冠字号码识别并对本文所设计的系统从识别时间复杂度和号码识别率两个方面分别进行了测试验证。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题来源及研究的目的和意义  8-9
  1.2 课题的研究现状及发展前景  9-11
  1.3 主要研究内容及章节安排  11-12
  1.4 系统的预期目标  12-13
第2章系统的总体方案设计与分析  13-23
  2.1 引言  13
  2.2 系统的总体组成  13-15
  2.3 系统中器件的选型  15-22
    2.3.1 图像传感器的选型  15-16
    2.3.2 运算放大器的选型  16
    2.3.3 ADC 芯片的选型  16-17
    2.3.4 控制芯片的选型（FPGA 的选型）  17-18
    2.3.5 图像处理芯片的选型（DSP 的选型）  18-21
    2.3.6 鉴伪显示芯片的选型（ARM 的选型）  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章系统硬件电路设计  23-42
  3.1 引言  23
  3.2 图像采集模块电路设计  23-30
    3.2.1 图像传感器的参数介绍  23-25
    3.2.2 图像传感器电路设计  25-27
    3.2.3 运算放大器的电路设计  27-28
    3.2.4 模数转换部分电路设计  28-30
  3.3 FPGA 控制模块电路设计  30-33
    3.3.1 FPGA 管脚设计  31-32
    3.3.2 FPGA 下载与调试接口电路设计  32-33
  3.4 图像处理模块电路设计  33-40
    3.4.1 DSP 最小系统设计  34-37
    3.4.2 DSP 外围器件的接口  37-40
  3.5 FPGA 与 DSP 的通信接口  40
  3.6 ARM 与 DSP 的通信接口  40-41
  3.7 本章小结  41-42
第4章系统软件设计  42-52
  4.1 引言  42
  4.2 数据采集部分软件设计  42-43
  4.3 号码识别程序总体介绍  43-44
  4.4 纸币图像预处理  44-47
    4.4.1 纸币的边缘检测  44-45
    4.4.2 图像倾斜校正  45-46
    4.4.3 号码区判定  46-47
    4.4.4 灰度图像二值化  47
    4.4.5 图像平滑处理  47
  4.5 纸币的字符识别算法  47-51
    4.5.1 字符切割  47-48
    4.5.2 闭环检测  48-49
    4.5.3 模板匹配  49-50
    4.5.4 后验特征判定  50-51
  4.6 本章小结  51-52
第5章系统的整体测试及结果分析  52-60
  5.1 引言  52
  5.2 硬件电路测试  52-53
    5.2.1 PCB 焊装前测试  52
    5.2.2 PCB 焊装后测试  52-53
    5.2.3 上电测试  53
    5.2.4 功能测试  53
  5.3 图像识别系统测试过程及结果  53-56
  5.4 号码识别算法性能分析  56-59
    5.4.1 纸币号码识别率分析  56-58
    5.4.2 纸币号码识别速度分析  58-59
  5.5 本章小结  59-60
结论  60-61
参考文献  61-66
致谢  66

纸币号码识别系统的总体设计与实现

内容摘要

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