纸币号码图像识别系统

摘要

纸币是市场上一般等价物的主要形式，它在人们的社会生活中起着不可替代的作用。伴随着市场经济的飞速发展，许多社会问题也随之出现。可以看到现在的恶性犯罪大多与现钞有关，给社会治安带来了极大的危害，严重扰乱了和谐社会的发展和广大人民的正常生活。
　　纸币的号码具有唯一性，任何两张真实合法的纸币都绝对不会重号，可以根据纸币号码这一性质，在纸币入库前登记纸币的号码。如果在货币流通市场提供一种纸币号码自动识别装置，将纸币号码识别数据送入计算机处理，一旦有相同号码或者不存在的号码出现，便可确认目前流通的钱币为非法流通。
　　本文介绍了一种自行设计的基于ARM及FPGA技术，利用接触式图像传感器(CIS)采集纸币号码的图像采集系统，提出了一种实时采集高速图像信息及图像预处理的方法;系统将采集到的CIS图像信号经过明暗输出补偿、二阶滤波、模数转换、二值化等前置调理，保存在静态同步内存(SRAM)中，供ARM作进一步图像处理;系统中CIS传感器的时序信号由FPGA设计，ARM负责系统程序的运行和图像识别。
　　系统将采集到的图像信号进行图像格式转换，图像的灰度化，图像二值化，归一化处理等基本算法，同时还研究了纸币识别系统的关键算法，包括:号码定位、字符分割、几何法号码倾斜校正、号码垂直和水平切分算法、号码识别、神经网络、人工免疫算法。
　　实验表明，采集到的二值化图像清晰;识别速度可达每秒10张，图像识别的可靠性高，这项研究成果可以推广到证券、票据号码的录入系统以及其他相关领域的字符识别系统。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景、目的和意义

1．2 国内外研究现状与发展趋势

1．3 论文研究的主要内容、创新点与文章结构

第二章 纸币号码识别系统的硬件实现

2．1 纸币号码识别系统的工作原理

2．2 纸币号码识别系统的硬件组成结构

2．2．1 CIS图像采集模块

2．2．2 CIS信号的处理

2．2．3 FPGA的性能简介

2．2．4 FPGA／CPLD特点比较

2．2．5 Cyclone结构

2．2．6 FPGA硬件逻辑功能的设计

2．2．7 核心部件ARM处理器

2．2．8 UART的通讯协议

2．2．9 高速A／D转换器

2．2．10 系统总体结构与PCB图

第三章 图像预处理及软件设计

3．1 图像处理技术简介

3．1．1 图像处理的主要目的

3．1．2 图像处理的主要内容

3．1．3 图像处理的基本特点

3．2 图像预处理

3．2．1 图像格式转换

3．2．2 图像的灰度化

3．2．3 图像二值化

3．2．4 归一化处理

3．3 系统的软件设计

3．3．1 系统软件的应用结构

3．3．2 系统软件主程序流程图

第四章 纸币号码识别图像分割方法研究

4．1 验钞点钞机的人民币检测原理

4．2 图像采集

4．3 号码定位

4．4 倾斜校正与字符分割

4．4．1 几何法号码倾斜校正

4．4．2 字符分割

4．5 号码切分

4．5．1 常用的号码切分算法

4．5．2 垂直切分

4．5．3 垂直切分算法及实现

4．5．4 水平切分

第五章 纸币号码识别的算法研究

5．1 字符识别方法分类与比较

5．2 基于笔画特征和结构知识的判定树号码识别方法

5．2．1 人民币号码识别的方法流程

5．2．2 无封闭环字符的识别

5．2．3 封闭环字符的识别

5．3 实验过程及结果

第六章 总结与展望

6．1 人民币号码识别的人工神经网络免疫算法研究

6．1．1 AIS基本算法简单介绍

6．1．2 AI-BP算法的实现

6．2 总结

6．3 展望

参考文献

致谢

附录A (攻读硕士期间发表的论文)

附录B：系统硬件原理图