近年来,钱币、特别是纸币被抢劫事件不断发生,严重影响了社会治安,也使银行在经济上受到了严重的损失。如果被抢劫的钱币不能在市场上流通,将从一个方面抑制银行抢劫事件的发生。其中一种解决方案是记录每一捆纸币的号码,将被抢劫的纸币号码建立一个数据库。在货币流通市场提供一种纸币号码自动识别装置,比如说与点钞机结合,将货币号码识别数据与被抢劫号码数据库比较,一旦有相同号码出现,便可确认目前流通的钱币为被抢劫的钱币,从而限制其流通,同时也有利于抢劫案件的侦破。另外,由于纸币号码的唯一性,通过识别纸币上的号码,可以帮助识别假币。国外有一种验钞打号机,可以对典型的纸币,比如美元、英镑等进行自动识别和号码打印,这种装置的典型识别速度为1张/秒。不过还没有点钞机附带号码自动识别装置的文献报道。
近些年,国内也有一些单位研制开发纸币号码自动识别装置,例如南京航空航天大学开发了一种基于单片机的纸币号码识别系统[3],利用线阵CCD实现纸币图象的采集,利用单片机实现号码的定位与识别。其主要问题是难以提高号码的识别速度。哈尔滨工业大学开发了一种基于DSP的纸币号码识别系统[4],其识别速度为8张/秒,但该速度为在PC机上的仿真结果,实际样机没有实现。此外,该系统采用CIS(即接触式线型图象传感器)获得纸币图像信号,存在传感器磨损问题。
针对以上情况,本文给出一种基于DSP的纸币号码识别系统,利用面阵CCD摄象机采集纸币号码图象,即每秒采集25幅图象,而目前的点钞机点钞速度为每秒十几张左右,从而可以实现与点钞机的配合使用。该系统由以下几个部分组成:(1)利用Philip公司专业视频解码器SAA7113实现纸币号码图像的数字化;(2)利用TI公司的数字信号处理器TMS320VC5410实现数字纸币号码图像的采集和处理;(3)利用TI公司的异步串行接口芯片TL16C550完成整个系统与PC机之间的通信。
2 硬件设计原理
基于DSP的纸币号码识别系统的工作原理:从面阵CCD摄像头摄取的纸币模拟视频图像,经专业视频解码器转换为数字图像。数字视频信号经图像缓存FIFO存入DSP的数据空间,作为后续图像识别的数据来源。视频解码器同时分离出行场同步信号和象素时钟参考信号,作为图像缓存模块的控制信号。为了保存和记录号码,经识别后的纸币号码数据存储在快速闪烁存储器FLASH中,或根据需要通过异步串口传送给PC机。复杂可编程逻辑器件CPLD在整个系统中起到全局逻辑控制和对采集的纸币图像实现开窗处理的作用。系统的总体结构框图如图1所示。