CF1000型纸币清分机图像识别系统的设计与实现

摘要

纸币清分机是机电一体化的金融器机具，可同时实现纸币的点钞、计数，识别残破、新旧及不同几何尺寸、不同版本的纸币的清分归类操作。能够提高金融业现金处理的速度和效率，使纸币的清分工作变得快捷、有效。本课题研究的CF1000型小型两钞口纸币清分机具有体积小，纸币运行快等特点，主要针对人民币进行清分，很适合国内金融行业推广和使用。
　　本文主要针对 CF1000型纸币清分机图像识别系统的进行了设计。图像识别系统包括纸币图像的预处理、面值面向识别、版本判别、新旧程度检测以及残缺程度检测。在图像预处理模块中，根据图像传感器采集的图像质量，对采集的图像进行了亮度补偿，提高了纸币图像的质量，并采用了采集和补偿并行处理的图像采集方法，减少了补偿所用的时间；同时采用了快速的检边方法对纸币在图像中的位置进行了定位。
　　在纸币图像的面值面向识别模块中，主要设计了特征提取的方法和识别面值面向的分类器。根据纸币图像的效果，采用了利用模板匹配的方法对纸币的面值面向进行识别，模板匹配的特征提取方法采用基于纸币图像局部特征的网格特征；同时根据纸币的宽度特征设计了面值分类器，并在最终的识别方法上，采用了面值分类器与模板匹配相结合的识别方法，进一步有效的提高了系统对纸币面值面向识别的准确率。
　　在纸币清分功能的实现中，对于版本的判别，根据区分版本区域的特征，采用了基于梯度高斯分布的方法对版本进行判别；对残缺的检测的设计利用了纸币对可见光的投射的性质。在纸币的新旧检测中，根据机器本身的性能，设计了基于纸币空白区域与基于直方图平均灰度值相结合了新旧判别方法，互补了两种方法的缺点，提高了新旧判别的稳定型。
　　本文设计的图像识别系统已应用到 CF1000型纸币清分机上，并且取得了不错的效果，面值面向的识别准确率达99.6％左右，版本判别的准确率达到100%，新旧检测的误差在10张以内，残缺检测的误差在1张之内。

目录

CF1000型纸币清分机图像识别系统的设计与实现

DESIGN AND REALIAZATION OF CF1000 PAPER CURRENCY SORTER IMAGE RECOGNITION SYSTEM

摘 要

Abstract

目 录

绪论

课题来源及研究背景与意义

国内外研究现状及发展

纸币清分机功能及关键技术

纸币清分机的主要功能

纸币清分机的关键技术

课题研究任务及论文结构安排

CF1000型纸币清分机系统的整体设计

CF1000型纸币清分机系统的功能目标

CF1000型纸币清分机系统的整体设计

CF1000型纸币清分机系统的机械结构

控制子系统的设计

控制子系统的硬件组成

控制子系统软件的设计

图像识别子系统的设计

图像识别子系统的硬件组成

图像识别子系统软件的设计

检伪子系统的设计

检伪子系统的硬件组成

检伪子系统软件的设计

本章小结

图像识别系统的设计与实现

纸币图像的采集与预处理

纸币图像的采集

纸币图像的预处理

纸币图像分类的设计与实现

纸币图像的特征提取

纸币图像分类的设计

纸币图像细节处理

纸币版本的判别

纸币新旧程度的判别

纸币残缺程度的判别

本章小结

图像识别系统性能测试与分析

性能测试标准

测试结果与分析

面值面向识别的性能测试

新旧程度测试

残缺程度测试

版本测试

本章小结

结 论

参考文献

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致谢