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嵌入式纸币识别系统

作　者: 商智洲
导　师: 蔡安妮
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 纸币面值识别序列号识别 DM642 算法移植算法优化
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 133次
引　用: 3次
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内容摘要

随着计算机技术的高速发展,自动化、智能化系统在各行业内的应用越来越广泛。智能纸币识别系统可以自动完成对纸币进行鉴伪、按质量分类、面值识别和序列号识别等工作,成为银行业的一大助力。然而,目前功能强大的纸币识别系统往往是大型设备,体积大,功耗大,造价也高。因此,可移动、低功耗和高性价比的嵌入式纸币识别系统将受到中小企业的欢迎。本文以此为目标,研究和设计嵌入式纸币识别系统。本文对现有纸币识别算法进行了大量的调整和改进：提出了一种全局阈值和局部分布特点相结合的二值化方法,并采用边缘图像二值化和分段二值化等策略对原算法中多处二值化算法进行了有针对性的调整,以适应纸币图像的特点；提出一种新的基于模板匹配的序列号定位算法,以解决原算法效率低下和准确率不足的问题；另外,本文对纸币边界定位、图像噪声处理和序列号字符分割等多个算法进行了调整。经过以上改进工作,纸币定位准确率由93%提高到100%,序列号字符分割准确率也有了很大提高。本文选择了性价比较高的DM642作为嵌入式系统的处理器,并完成了纸币识别算法向嵌入式平台的移植工作,用C语言重写了STL中的Vector类和部分OpenCV函数。为了提高处理速度,本文亦对系统进行了多层次的优化工作,包括C代码优化与DSP平台相关优化。经过优化,本文使面值识别和序列号识别的时间都从1000ms以上降到20ms以下,达到实时处理的标准。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题研究的背景及意义  9-10
  1.2 本文的工作成果  10-13
    1.2.1 纸币识别算法的改进和移植  11-12
    1.2.2 纸币识别算法的优化  12-13
  1.3 论文的内容安排  13-14
第二章嵌入式纸币识别系统概述  14-24
  2.1 纸币图像特点  14-15
  2.2 纸币识别算法  15-18
    2.2.1 面值识别相关问题  16
    2.2.2 序列号识别相关问题  16-18
  2.3 嵌入式开发平台  18-24
    2.3.1 嵌入式系统简介  18-19
    2.3.2 硬件开发平台  19-22
    2.3.3 软件开发平台  22-24
第三章纸币识别算法的改进和移植  24-37
  3.1 引言  24
  3.2 纸币识别算法的改进  24-30
    3.2.1 面值识别算法的改进  24-27
    3.2.2 序列号识别算法的改进  27-30
  3.3 纸币识别算法的移植  30-33
    3.3.1 C++到C语言的转化  30
    3.3.2 CCS工程的建立  30-33
  3.4 优化前的准备工作  33-36
    3.4.1 编译选项的设置  33-34
    3.4.2 Cache的配置  34-35
    3.4.3 程序性能测试工具  35-36
  3.5 小结  36-37
第四章 C代码优化  37-50
  4.1 引言  37-39
  4.2 高效的C代码  39-43
    4.2.1 变量  39
    4.2.2 函数  39-40
    4.2.3 减少复杂运算  40-41
    4.2.4 循环的优化  41-42
    4.2.5 优化举例  42-43
  4.3 算法优化举例  43-49
    4.3.1 查表法  43-46
    4.3.2 开平方运算  46-47
    4.3.3 中值滤波  47-49
  4.4 小结  49-50
第五章 DSP相关优化  50-67
  5.1 浮点转定点  50-53
    5.1.1 数的定标  50-52
    5.1.2 浮点运算的定点模拟  52-53
    5.1.3 性能分析  53
  5.2 软件流水的优化  53-59
    5.2.1 DM642的流水线  53-55
    5.2.2 优化软件流水  55-59
  5.3 基于指令集的优化  59-61
    5.3.1 使用内联函数  59-60
    5.3.2 数据打包处理  60-61
  5.4 动态内存的优化  61-62
  5.5 使用内部RAM  62-63
  5.6 线性汇编优化  63-65
  5.7 使用DSPLIB  65-66
  5.8 小结  66-67
第六章总结与展望  67-69
  6.1 论文总结  67
  6.2 工作展望  67-69
参考文献  69-71
缩略语  71-72
附录  72-80
致谢  80-81
攻读硕士学位期间发表的学术论文  81

嵌入式纸币识别系统

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