南京航空航天大学
硕士学位论文
纸币清分机图像采集及处理系统硬件平台的设计
姓名：李鹏
申请学位级别：硕士
专业：测试计量技术及仪器
指导教师：丁万山
20080101
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
纸币清分自动化是银行纸币清分业务发展的必然趋势。纸币清分机是一种光、机、电一体化的高端金融机具，其主要功能是对纸币进行面值、面向、新旧、残缺等识别，以挑选适合ATM和流通的纸币，使繁琐的清分工作变得简易、卫生、快捷和可靠。随着数字图像处理技术的飞速发展以及高性能数字信号处理器的出现，基于数字信号处理的方法在清分机中得到广泛应用，使清分机朝着小型高速的方向发展。
本文首先介绍了目前国内外纸币清分机的发展状况，针对当前纸币清分机运算能力低、机械结构复杂以及体积庞大等缺点，设计了一套以接触式图像传感器和数字信号处理器为基础的纸币图像采集及处理系统。
本文以硬件平台的构建为主，包括CIS传感器驱动、传感器输出信号调理、A/D转换、A/D输出信号电平转换、走纸机构、DSP最小系统、DSP系统外围扩展、CPLD逻辑控制器、JATG调试端口、电源管理、USB通信等模块的设计，并对重要器件的选型及使用注意事项作了深入分析。软件方面，主要完成DSP 系统底层软件设计，包括初始化软件、A/D及USB模块软件。此外，还研究了系统的程序加载过程，编写了适合本系统的FLASH烧写程序及自举加载程序。
本文的技术创新点有：采用TI公司的TMS320VC5509 DSP芯片，利用该芯片强大的数据处理能力以及丰富的片上外设完成纸币图像处理算法的各项任务；通过DSP的外部存储器接口连接SDRAM，扩充了外部存储器空间，保证了纸币识别需要的大存储容量要求。
实验表明，在保证识别率和稳定性的情况下，能够满足系统实时性要求，具有良好的工程应用价值。最后，提出了未来的工作方向和改进意见。
关键词：数字信号处理，纸币清分，图像采集，接触式图像传感器，TMS320VC5509
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纸币清分机图像采集及处理系统硬件平台的设计
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ABSTRACT
The automation of paper currency sorting is an inevitable trend of the bank work
of paper currency sort. Currency sorter is an advanced financial implement integrated with optics，mechanics and electronics. Its main function is to recognize the denomination, face direction, new and old,deformity of the bills. Henceforth currency sorter may satisfy the general needs of selecting the bills adapted to the ATM and transmission, making the heavy work of currency sort simple, hygienic, quick and credible. With the development of the digital image processing technology and the birth of the advanced DSP, the method based on the DSP is extensively applicated in the currency sorter, making the currency sorter more and more small and high-speed.
In this paper, the current status of the currency sorter development is summarized firstly. Then, according to the disadvantage existing in the current sorter, such as low operation ability, complex mechanical structure and huge volume, a currency image acquisition and processing system has been established based on the CIS and DSP.
The constuction of hardware platform is the primary part, including the design of CIS drive, CIS output signal condition, A/DC, A/D output signal level converting, currency transmitting mechanism, minimum system of DSP, DSP periphery expansion, CPLD logic controller, JTAG debugging port, power management, USB communication and so on. The selection of important device and thier points for attention are deeply analized at the same time.Additionally, lots of efforts are done on the software design, for instance, the design of system initialization, A/D and USB program. Furthermore, the process of bootload program is researched and realized.
The new technical innovations of this essay are: using the powerful operation ability and abundant resource of integrated peripherals of TMS320VC5509 DSP to execute varieties of tasks which are required by bill image processing algorithm. Applying so-called EMIF to expand external memory and ensure the volume data
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which is used to recognize the bill to be saved.
The experimental result shows that the system has high value on project application with stability and real-time denmads. At the last of this paper, the future work and improve suggestions are writed.
Key Words: Digital Signal Processing, Paper Currency Sorting, Image Acquisition, Contact Image Sensor, TMS320VC5509
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图、表清单
图1.1 模式识别系统基本构成 (4)
图2.1 清分机图像采集及处理系统总体硬件框图 (8)
图2.2 纸币图像采集示意图 (9)
图3.1 SV643C10-00截面剖视图 (12)
图3.2 SV643C10-00内部结构框图 (13)
图3.3 SV643C10-00工作时序图 (14)
图3.4 SV643C10-00读操作时序图 (15)
图3.5 SV643C10-00时序发生电路 (18)
图3.6 SV643C10-00时钟信号产生电路 (19)
图3.7 SV643C10-00时序仿真波形图 (20)
图3.8 CIS驱动信号实测波形 (20)
图3.9 传感器输出信号调理电路框图 (21)
图3.10 二阶巴特沃斯有源低通滤波电路 (22)
图3.11 二阶巴特沃斯有源高通滤波电路 (24)
图3.12 CIS传感器输出信号调理前后波形 (25)
图3.13 TLC5540内部功能框图 (27)
图3.14 TLC5540工作时序 (28)
图3.15 TLC5540前端工作电路 (29)
图3.16 TLC5540输出信号电平转换电路 (30)
图4.1 微处理器冯?诺依曼结构和哈佛结构 (33)
图4.2 DSP系统开发流程 (34)
图4.3 TMS320VC5509内部结构框图 (37)
图4.4 TPS73HD301电源电路 (40)
图4.5 TMS320VC5509系统时钟信号引脚接线图 (41)
图4.6 TMS320VC5509复位电路 (42)
图4.7 14针JTAG接口 (43)
图4.8 JTAG接口与DSP硬件连接电路 (43)
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纸币清分机图像采集及处理系统硬件平台的设计
图4.9 外部存储器接口结构框图 (45)
图4.10 DSP与SDRAM接口 (46)
图4.11 DSP与FLASH接口 (48)
图4.12 USB模块框图 (49)
图4.13 DSP与PC通过USB电缆连接图 (50)
图4.14 PC与DSP之间的数据传输通道 (52)
图4.15 SDRAM调试结果 (57)
图5.1系统软件流程图 (59)
图5.2 DSP片上时钟电路模块 (62)
图5.3 USB的DMA控制器操作流程 (67)
图5.4 FLASH三种操作步骤 (70)
图5.5 Boot Loader程序流程图 (70)
表1.1主流清分机性能比较 (3)
表3.1 SV643C10-00引脚说明 (13)
表3.2 SV643C10-00工作时序时间参数说明 (14)
表3.3 TLC5540转换器引脚功能说明 (27)
表4.1 TMS320VC5509脉冲周期的种类 (41)
表4.2 14针JTAG接口定义 (43)
表4.3 USB模块接口引脚说明 (50)
表4.4 电源芯片电压输出实测数据 (55)
表5.1 TMS320VC5509片内ROM固化的Boot程序的内容 (68)
表5.2 TMS320VC5509的Boot方式 (69)
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承诺书
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
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第一章绪论
1.1 课题研究背景和意义
随着我国对外开放的逐步深入，经济迅猛发展。与此同时，银行外币收付和兑换业务也随之大量增加。近年来各国货币版本发行流通变化较大，很多纸币具有一定的相似性，一般的银行工作人员很难识别。许多国家和地区市面上同时流通多种货币，例如：我国香港地区、泰国、新加坡、马来西亚等东南亚国家，人民币和美元、港元都可以直接用于交易；我国澳门地区，澳元和港币可以同时流通。这样，商场、银行等流通领域必然面临巨大纸币币种与币值的识别清分工作。
随着市场上纸币现金流通量不断增长，流通中存在许多残损纸币，这对于纸币挑剔、分版都是个相当困难的问题。当前，大多数金融机构的现钞整点挑剔工作仍然依靠繁重的手工操作进行，不但劳动强度大、时间长，还存在劳动卫生条件差，整点挑剔质量并不十分理想的问题。同时，各商业银行每天要给为数不少的ATM配钞，并按照中国人民银行“流通券达到七成新”的要求[1]上缴入库损伤券和完整券，仅仅依靠手工操作很难实现。
各类银行为了提高服务效率和质量相互竞争，对纸币处理自动化的要求越来越迫切。纸币清分机是提高银行业务效率的一种有效工具，作为一种高科技含量的现金处理设备，其综合运用了电子计算机技术、模式识别技术、鉴伪技术、系统控制技术以及精密机械制造技术，实现以智能化机械代替人工对纸币进行清分处理的目标，正越来越广泛地应用于我国的金融领域。它具有识别纸币面额、版别、新旧、残缺、鉴伪等多种功能，可以高速度、自动化处理大量现钞，因此也被视为一个国家金融业现代化发展不可或缺的装备。
随着我国银行业务大量增加，纸币清分的自动化、机械化是我国金融行业现代化进程中亟待解决的问题之一，而根本的出路就是推广使用纸币清分机。在发达国家，尽管有信用卡、个人支票及其他非现金支付手段，但是清分机仍然是银行柜员的必要装备。可以说，机械化清分钞票是世界性的解决方案。
在我国，有各类银行业法人机构35000家，乡镇以上的储蓄所及其它金融
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纸币清分机图像采集及处理系统硬件平台的设计
营业网点近200万家，而只有少数的银行网点在使用纸币清分机，并且全部是德国、日本的进口产品，国内金融领域对纸币清分机的需求在未来几年内必将继续快速增长。
随着社会主义经济的发展，市场流通所需要的钱币日益增多，银行金融领域全面实现电子化已提上我国经济发展的日程。虽然用电子货币的形式能有效的提高我国金融界商业流通的水平，但是还不至于能够在各个领域取代传统的纸币，毕竟各种磁卡、IC卡需要其读写系统和金融计算网络的支持。我国货币的主要流通形式仍然是纸币流通，因此，纸币识别技术、纸币清分仪器仍然有着十分广泛的需求和应用领域，研究和开发纸币清分系统这一课题，必将会有着很大的研究价值和应用价值。
课题中的币值识别也可以看作是一个比较独立的模块，币值识别技术涉及到数字识别技术。数字识别技术可以应用到其他领域。例如车牌号码的识别和身份证号码的识别，同时纸币面值识别技术对于各种金融票据的识别和纸币号码的识别也可以起到一定的借鉴作用。
本课题所完成的适合清分机的DSP图像识别系统处理模块，要求运算速度快、性价比高，克服使用普通处理器的清分机结构复杂、体积庞大的缺点，实现清分机的便携性。以更少的处理单元完成更多数据的运算，并适合其他功能的扩展，对于清分机性能的提高具有重要意义。
1.2 纸币清分机研究现状
金融机具是金融信息化必不可少的组成部分，而且随着其内涵和外延的不断扩张，其地位也不断提高。金融机具已由“机械式”、“自动化”阶段发展到现在的“智能化”阶段[1]。
1．“机械式”阶段
初期的金融机具被认为是“机械式”工具。金融机具发展的开始，一直可以追溯到20世纪50年代末到60年代初，当时银行业的技术革新中出现了机械式的点钞机、手动捆钞机等初期的金融机具。
2．“自动化”阶段
到了20世纪70年代，人们经过实践与思考，发现机具对金融业务的改善和减轻劳动强度有着非常重要的作用。这个时期出现了台式点钞机、硬币清点
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机等金融机具，银行可以使用点钞机和清点机对现金进行计数和鉴别。
3．“智能化”阶段
20世纪70年代德国的捷佳德（G&D）公司制造出世界上第一台现金清分机，将金融机具的研发引向智能化的方向。英国的得利来、日本的光荣公司也随之研究开发出自己的清分机。在国内，从20世纪90年代开始，由于我国国民经济进入高速发展阶段，市场上纸币现金流量持续增长，银行业对高科技自动化的需求不断提升，智能化的现金清分机已成为处理大量现金的必备工具。
当前，纸币清分机在国内外都有多种产品。国外知名品牌有德国捷佳德的BPS100、英国得利来的DLR3700E；国内有哈尔滨松花江的2000(CF2000)、清华同方人民币小型纸币清分机。表1.1是目前国内外主流的几种纸币清分机及性能比较。
表1.1主流清分机性能比较[1]
其中，BPS100是德国G&D公司最新推出的台式高级防伪点算清分机，它采用高精密度传感器技术和人体工程学设计，运行平稳可靠，操作方便，能够清分点算人民币、欧元、美元、港币等多种纸币，并具有强大的防伪功能。其具体功能有：可点算清分人民币、欧元、美元或港元等外币；检测流通券、残破券和ATM券、清分标准参数可按用户要求调整[2]。
相对于国外知名品牌，国产清分机还存在较大的距离。纸币清分机实现清分的核心技术基础就是实时纸币图像识别，然而，由于国内应用图像处理技术还不够成熟，使得国内纸币清分机存在着对纸币挑残能力弱、清分速度不高、清分效果及稳定性都不够理想等不足。
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1.3 纸币清分机相关技术简介
纸币清分机是多种高科技技术结合以实现伪钞鉴别、面额清分、版本清分、新旧清分、残缺检测和纸币点算等功能的一种金融机具。它不仅保留了点钞机的计数和防伪功能，还增加了利用光学图像信号对纸币进行识别的技术，机械结构复杂，开发周期较长。
1．纸币图像识别技术简介
在清分机的各种技术中，图像识别技术是其最关键的部分。图像识别技术的兴起是模式识别理论发展的伴随物。通过模式识别理论，人们可以方便地对大量复杂的信息进行分类处理，分析信息数据的规律和关系。严格地说，模式识别又不是简单的分类学，它的目标包括对于识别对象的描述、理解与综合。通过多年的发展，模式识别获得丰硕的成果。语音识别技术、指纹识别技术在安全防护、刑侦等方面发挥了巨大的作用，其中语音识别技术更是普及应用到人们广泛使用的移动电话上面；图像识别技术在安全监控、医学、农业、生物学、地址学等领域都可寻其踪迹，例如光学字符识别（Optical Character Recognition，OCR)技术己经达到实用化程度。
（1）模式识别技术[2] [3]
纸币图像识别问题的本质就是一个模式识别问题，纸币识别系统要完成的功能也就是模式识别问题的数据获取、预处理、特征提取、选择、分类决策的过程。模式识别系统基本构成如图1.1所示。
图1.1 模式识别系统基本构成
①信息获取
为了使计算机能够对各种现象进行分类识别，要用计算机可以用的运算符号来表示所研究的对象。通过测量、采样、量化，可以用矩阵或向量表示各种输入对象。这就是信息获取的过程。
②预处理
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预处理的目的是去除噪声，加强有用的信息。
③特征提取和选择
为了有效的实现分类识别，需要对原始数据进行变换，得到最能反映分类本质的特征。由原始数据组成的空间称为测量空间，分类识别赖以进行的空间称为特征空间。通过变换，可以把测量空间中用较高维数表示的模式变为用较低维数表示的模式。
④分类决策
分类决策就是在特征空间中用统计的方法给一个被测对象赋一个类别标记，即把被测对象归为某一类。
因此，纸币图像识别算法的核心任务就是对纸币图像进行特征提取和选择，并设计分类器，实现对待识别纸币币种、币值、新旧、面向等属性的判别。本课题提出了基于投影法和区域特征相结合的特征提取和选择方法，完成纸币币种、币值的识别。
（2）神经网络[3]
基于样本统计分析的模式匹配算法是当前主要采用的识别算法。算法的主要思想是通过对大量纸币特征分析，建立由每一种面值货币的标准特征集组成的标准库，并预设接受或拒绝的阈值。识别时，将待识别纸币的特征与标准库进行比较，根据匹配程度作出结论。这种算法具有计算简单、可扩展性好（只需要将新加入的纸币种类标准特征集加入特征库即可）、易于在硬件电路上实现的特点。但这种算法自动化程度低，需要人工分析大量纸币，安排提取特征的方法，耗时费力，而且判别阈值的确定大多采用试探法或经验值，准确度低。
目前国外普遍采用神经网络方法实现纸币的识别。日本学者先后将BP(Back-Propagation，反向传播)神经网络和改进的BP神经网络应用于美元和日元的清分系统，使识别率达到92%；1998年，混合型网络被采用，新型训练结构的提出极大地降低了纸币图像识别对硬件的要求。意大利Angelo Forsini、Marco Gori等人将BP网络应用到小型纸币识别器上，对意大利里拉的识别率也相当高。2003年，韩国江原大学科研团队采用LVQ三层网络对欧元进行了识别研究，识别率达95%以上[4]。
与传统的基于差异判别的人工方法相比，神经网络技术具有很强的推广能力，非常适合于纸币图像处理。因此研究发展适合纸币识别问题的人工神经网络算法是提高识别精确度的有效途径。
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62．清分机硬件技术简介
在图像识别清分机研发的20年中，电子元器件快速更新换代。从早期采用
的单片机及80486处理器，到今天的嵌入式计算机，满足了当时的研发需求，但是处理系统复杂，价格昂贵，直到2000年后美国德州仪器（Texas Instruments，TI）公司高性能数字信号处理器的出现，人们才开始对简化硬件结构、降低成本并且提高运算速度加以关注。研制清分机的学者纷纷转向基于DSP的图像识别板的研发。
自从20世纪80年代初期第一片DSP问世以来，DSP就以数字器件特有的稳定性、可重复性、可大规模集成，尤其是可编程性和易于实现自适应处理等特点，给数字信号处理的发展带来巨大的机遇，使得信号处理手段更加灵活，功能更加强大。其应用领域己经拓展到模式识别、雷达、声纳、通信、家用电器等各个领域，成为电子系统的心脏。此外，随着运算速度的不断提高，DSP 能够实时处理的带宽也大大增加，数字信号处理的研究重点也由最初的非实时应用转向了高速实时应用领域。在清分机产品上最早采用的DSP是TMS320C31[5]，日本Takeda教授使用该处理器运算识别程序，达到预期的效果，但是为了克服C31本身运算能力的局限，该清分机机械结构非常复杂，且体型相当庞大，无形中增加了成本。20世纪90年代TI公司开始推出高性能TMS320C5000系列DSP，面向各种领域应用，综合了之前多款DSP的优点，具有更高的性价比和更低的功耗，特别是TMS320C55x系列DSP，运算能力高，内部RAM容量大，适合图像处理领域的应用，为同时满足清分机高速运行、结构精简两个要求提供了可行性。
1.4 论文的主要研究内容
本文主要完成的工作是设计适合清分机的图像采集和图像处理系统硬件平台，要求运算速度快，结构精简，性价比高。根据要求构造了系统的整体硬件架构，设计了CIS采集模块电路和DSP图像处理模块电路，并绘制电路原理图，进行印制电路板的设计和调试；编写DSP底层驱动程序和系统逻辑时序，最后完成了DSP自举加载程序的编制。
本文共分六章，各章内容安排如下：
第一章介绍了本课题研究工作的背景、意义、纸币清分机的国内外研究现
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状以及涉及的技术，最后介绍了本文主要的研究工作及各章节内容安排。
第二章提出了纸币清分机硬件平台总体设计方案。首先阐明了系统工作流程，然后介绍了各个组成模块的主要功能。
第三章详细介绍了纸币图像采集系统的硬件设计，分图像采集、信号调理、模数转换三大模块加以阐述，同时对器件选型及使用注意事项作了深入分析。
第四章详细介绍了纸币图像处理系统的硬件设计。包括DSP基本电路、外扩存储器、USB通信和印制电路板制作与调试。
第五章主要介绍系统软件设计，给出了编程思想，并实现了DSP对外围器件的驱动程序设计，研究了自举加载程序和FLASH编程。
第六章是总结与展望。
1.5 本章小结
本章概述了纸币清分机的研究背景、现状、意义和开发清分机涉及的软硬件技术，并简要介绍了本课题的研究内容及各个章节的内容。
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8第二章系统总体方案
2.1 引言
纸币图像的采集是从硬件结构上解决图像的采集问题，而纸币图像的处理是从软件上解决图像的识别算法问题。本文以DSP为中央处理器，通过DSP实现对纸币图像的采集及处理功能。纸币图像的读入涉及到CIS成像、光学系统，DSP和逻辑控制等方面的知识。纸币图像的处理涉及到图像处理、模式识别和DSP软件编程等方面的知识。同时，作为产品开发，在总体设计上，还必须考虑系统的成本、可扩展性。综合这些因素，本章给出了纸币清分机图像采集及处理系统硬件平台的总体设计方案、工作流程及系统主要部件的功能。
2.2 系统硬件原理框图及工作流程
图像采集部分负责采集数据，并将图像存储在数字信号处理器的存储器中；图像识别处理部分对存储空间的图像数据利用模式识别等算法进行处理，二者相互配合，协同工作。本文还引入逻辑控制部分协调各器件之间的数据采集、传输、存储及处理过程。系统总体硬件框图如图2.1所示。
图2.1 清分机图像采集及处理系统总体硬件框图
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工作流程如下：在走纸机构的配合下，CIS 图像传感器采集纸币图像，经过调理电路处理后，送A/D 转换，得到的数字信号再经电平变换，DSP 读入图像信息，对图像信息进行识别处理。DSP 处理完一张纸币的图像信号后，控制机构将其放置在相应的机械位置，实现清分机的功能。根据实际需求，还可以将运算结果通过USB 接口传送到PC 机中，用上位机读取、分析或打印输出。
2.3 系统主要部件的功能
由图2.1可知，只有系统各部件之间协调工作才能使系统发挥最佳的性能。下面简单介绍一下各个部件的功能。
1．图像传感器
纸币由走纸机构以一定的速率传动，CIS 图像传感器对纸币实施动态采集，以类似扫描仪的方式产生纸币图像信号。图像采集示意图如图2.2所示。
传动轮
图2.2 纸币图像采集示意图
2．A/D 转换器
A/D 转换器将模拟信号转换为数字电路可识别的数字信号，负责连接模拟电路和数字电路。
3．电平转换电路
由于DSP 片上外设是+3.3V 电源操作，而A/D 转换器是+5V 电源操作，因此必须将A/D 转换器的数据输出经过电平变换后送给DSP 外部存储器接口的数据线。
4．数字信号处理器
DSP 是本系统的核心部分，它负责数字图像信号的处理，并发送控制命令给机械清分装置。
5．存储器
纸币清分机图像采集及处理系统硬件平台的设计
10本系统存储器由DSP片内RAM、ROM以及外扩的SDRAM和FLASH组
成。SDRAM用于存储在运算中产生的中间数据，FLASH是非易失性存储器，用于存储程序和数据，并完成程序自举加载。
6．逻辑控制模块
本系统将DSP的灵活性与CPLD的高速、高效结合在一起，充分发挥二者在软、硬件上的可编程能力。CPLD主要完成图像传感器驱动脉冲信号的产生、控制CIS采集纸币图像以及系统后续逻辑控制的升级。
2.4 本章小结
本章给出了纸币图像采集处理系统的硬件平台总体框图及工作流程，最后简单介绍了系统主要组成部件的功能。
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第三章图像采集电路设计
3.1 引言
纸币清分机是光、机、电一体化的产品。整体功能是通过硬件系统和软件系统的相互配合实现的。硬件系统为软件系统（包括算法）搭建一个物理平台，软件系统只有在这个平台上才能发挥其作用，才能挖掘出硬件系统的资源，所以硬件系统的设计是整个纸币清分机系统研发至关重要的一部分。而图像数据的获取是研究纸币清分机系统的第一步，采集到的图像数据的好坏，直接影响到整个系统的性能。本章将详细阐述纸币图像采集部分的硬件电路设计。
3.2 图像传感器的选择
在图像采集系统中，选取合适的图像传感器是十分重要的。可供系统选择的图像传感器有两种：电荷耦合器件( Charge Coupled Devices，CCD)和接触式图像传感器（Contact Image Sensor，CIS）。
CCD是一种以电荷量表示光量大小，以耦合方式传输电荷量的半导体芯片，具有光电转换、信息存储等功能，而且集成度高、动态范围大、信噪比高，在图像传感和非接触测量领域得到广泛的应用。但是，CCD对聚焦及光源的要求非常严格，需要通过由一系列透镜、反射镜等组成的光学系统将图像传送到CCD 芯片上，所以体积一般较大，而且驱动电路复杂[5][6]。
CIS是一种光电转换器件，它采用一列内置的发光二极管（Light Emitting Diode，LED）照明，直接接触在原稿表面读取图像数据。接触式图像传感器是20世纪80年代末出现的一种新型图像传感器，20世纪90年代多用于传真机领域。随着人们对CIS的进一步认识，CIS的应用领域不再局限于传真机行业，已被广泛应用到各种图像读取领域[7]。
CIS是以CMOS技术为主的一种光电扫描器件，与传统的CCD相比，CIS 具有以下突出的优点[8] [9] [10]：
1．CIS应用一体化的模组设计，将光源、传感器、放大器集成为一体，组
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装容易。
2．CIS中没有灯管和光学镜头等玻璃器件，因此抗震性能好，而且尺寸小、重量轻、结构紧凑，特别适用于便携式应用。
3．CIS从省电状态转入工作状态非常迅速，因此采用CIS的系统无需预热；
4．相当一部分CIS仅采用单一的+5V电源供电，应用先进的CMOS图形传感技术，因此，功耗低，速度快。
5．CIS采用的是单时钟驱动/定时逻辑，控制比较简单，而CCD往往采用的是多时钟驱动/定时逻辑，控制比较复杂。
6．CIS大都采用陶瓷基底，具有良好的温度特性。
7．CIS采用半导体制造工艺，生产成本低。
通过以上的分析比较，并综合考虑本系统的硬件结构、产品体积、开发成本、成像质量等因素，系统最终选用接触式图像传感器作为图像采集部件。
3.3 CIS结构和工作原理
本文采用了SYSCAN公司生产的SV643C10–00型黑白线性CIS传感器，其截面剖视图如图3.1所示。
图3.1 SV643C10-00截面剖视图
CIS由LED光源阵列、微自聚焦棒状透镜阵列、光电传感器阵列及电路板、保护玻璃、接口、外壳等部分组成。CIS的组成部分都集中于外壳内部，结构紧凑、体积小、重量轻，其主要部件的生产由微制造工艺完成[11]。
SV643C10–00的内部结构框图如图3.2所示。
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图3.2 SV643C10-00内部结构框图
该CIS的物理分辨率为600dpi，即23.6dots/mm，有效扫描宽度为29.2mm，共688个图像传感器像素单元，非常适于对A8（28mm）尺寸的物体进行高速扫描。该传感器通过八个引脚与外部连接，各引脚说明如表3.1。
表3.1 SV643C10-00引脚说明
工作时，LED光源阵列发出的光线直射到被扫描的物体表面，从物体表面反射回的光线经自聚焦棒状透镜阵列聚焦，成像在光电传感器阵列上，被转化为电荷存储起来。物体不同部位的光强不同，因而不同位置传感器单元接收到的光强不一样。CIS的每个像素对应物体图像上的一点，则整个传感器阵列就记录下物体的图像信息。在外加移位时钟脉冲的控制下，每一个像素的电量以电压的形式从输出口依次输出。处理器严格依照输出时序读取CIS输出口的电压
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附件1： 广西北部湾银行纸币清分机采购需求 一、四口纸币清分机技术参数： 1、 4 个出钞口、2 个退钞口（合计6 个出口），每个出钞口最大容量500 张；每个出钞口出钞数量可独立设置，每个退钞口最大容量150 张；入钞口容量1000 张以上，可连续加钞；压钞板在入钞口钞票数量少于200 张时开始工作；模拟人手辅助进钞，使进钞更平稳；电源100- 240 V±10% 50/60HZ ;噪音小于65 分贝。可根据不同质量的钞票，灵活设置各项目参数。参数设定精度高，可微调不同项目下参数，对处理钞票进行细微调整。 2、适应纸币：第四套和第五套（包括1999 版、2005 版、2015 版）人民币1 元-100 元面额纸币。 3、清分速度：》720张/分钟，采集、存储冠字号时，清分速度不变。 4、计数：计数准确，不会因连张、叠钞等情况造成计数不准，误点率为零。 5、鉴伪：具备多种鉴伪功能，鉴伪能力强。在不过分增多退钞的同时，可以准确检测出各类型假币、变造币等。 6、清分功能：新旧清分、方向清分、币种清分、面额清分、版别清分。 7、清分效果：可以准确清分出不同新旧程度的钞票；能够自动识别不同面额纸币；能够对钞票的污损、破损、周边缺损、孔
洞、厚度、折角、重张、胶带、水印、漂泊、褶皱、字迹、松软、 开裂等项目进行检测。并能够准确剔出不达标钞票。 8 设备规格：< 600 （长）X 445 （宽）X 600 （高）毫米； < 80公斤。 9、故障检测：能够自动检测机具状况，出现故障能以图形和编码形式提示，并报警提示故障部位。 10、屏显：中文显示，可显示设备工作状态图像和文字、过钱张数等信息。 11、操作要求：设备设计为模块化、开盖式设计，方便卡钞或故障的处理。 12、冠字号采集：具有冠字号码采集功能，可存储冠字号码图像（正反面全幅和冠字号局部图像）和文字信息，可实现冠字号码的本地检索查询和联网检索查询功能。 13、冠字号管理：冠字号码文字转化率不低于99％，并可传送数据到电脑做汇总工作。清分机和冠字号电脑可独立工作。可实现强大的冠字号码检索功能； 14、厂家资质：具有五年以上专业生产清分机的行业生产 经验及生产资格。 15、产品资质：拥有国家强制性产品认证证书。 二、售后服务要求 1、产品自售出之日起，提供三年以上免费上门保修服务。 2、免费提供的使用操作培训、技术咨询和技术支持；
：介绍了一种纸币识别系统的硬件设计和对应的识别方法。在硬件设计上,将高速数字信号处理(DSP)技术与复杂可编程逻辑器件(CPLD)和线阵型图像传感器(CCD)相结合;在识别方法上,应用图像处理技术与改进的SOFM神经网络方法识别纸币。实验证明,此系统达到了高速、实时、识别率高的要求。 关键词：DSP CCD 图像处理SOFM网络 纸币清分是银行的一项重要业务。目前,国内很多银行使用的纸币清分机都是由国外进口的,价格昂贵。国产纸币清分机很少,而且功能都很有限,很难满足高速实时性的要求,尤其是能够用图像处理的方法来识别纸币的纸币清分机还刚刚起步。 为此,设计了一种纸币识别系统。该系统以DSP为核心处理器,结合图像传感器CCD和复杂可编程逻辑器件CPLD,并辅以高性能的模/数转换器AD9200,进行纸币图像的采集、处理。该系统主要针对人民币第四版和第五版的5元、10元、20元、50元、100元九种纸币进行识别,利用数字图像处理技术和改进的自组织映射神经网络(SOFM)提取纸币图像的长度、宽度、方向块特征,区分纸币的面值、正反面与正反向。最终完成的系统能达到较高的识别速度和识别率。 1 硬件设计 识别系统的总体硬件结构如图1所示。人民币的图像首先通过传感器CCD扫描后得到光电转换信号,并经过AMP的三倍放大;然后将放大的模拟信号经过模数转换器AD9200转换成为标准的数字信号,送入到CPLD缓存;最后通过EDMA通道输入到DSP的RAM中,在DSP中进行图像的处理和识别。整个系统的信号逻辑时序由CPLD来控制。另外,还有一些辅助环节,如纸币输入输出装置、用户检测装置、复位装置等。 图1 识别系统的总体硬件结构框图 纸币图像的采集由CCD与A/D转换器组成。本系统采用线阵型CCD[1],它的采样速度较快、电路设计比较简单、体积小、时序也易于实现。根据系统对采集速度的要求,设置横向分辨率为4像素/毫米,共采集800个像素点;纵向的分辨率为1像素/毫米。每张图像的高度不超过76毫米,两张纸币之间还有一定的间隔,实际采集100列。这样,每张图像的像素为800×100。纸币的进入与离开的判断使用红外线光电管检测。 人民币的图像经过采集和A/D转换后,暂存入CPLD芯片XC95144中,然后由DSP通过EDMA通道直接传输。整个采集和存储过程的时序信号是由XC95144产生的。CPLD需要编程实现的内部结构如图2所示。其中,ADCLK信号是发送给AD9200的时钟信号,SP、CP信号传送给CCD的移位寄存器作为启动脉冲和采样时钟脉冲。 图像的识别部分由数字信号处理器DSP[2]及相应的外围电路构成,其结构如图3所示。数字信号处理器DSP选用TI公司生产的TMS320C6711GFN150芯片,主频为150MHz。扫描采集到的纸币图像数据Data经EDMA存入静态存储器SRAM中,DSP对已存入SRAM的数据作一系列的识别算法运算,并将最终结果通过DSP的McBSP1口输出。
清分机支票 为提高银行票据凭证的防伪性能，保证票据的流通和安全使用，中国人民银行今天决定，自2011年3月1日起一律使用新版票据凭证(2010版银行票据凭证)，停止签发旧版银行票据凭证。2011年3月1日前签发的旧版票据，仍可继续流通使用。对客户已购未用的旧版票据，银行应按原售价及时购回，集中销毁。 据介绍，新版票据凭证的防伪工艺有明显调整：现金支票、转账支票、汇票、非清分机本票纸张使用新型专用水印纸；清分机支票、清分机本票纸张使用新型专用清分机纸；所有纸张中增加了新型荧光纤维；汇票、非清分机本票纸张中增加了安全线；所有票据凭证均采用双色底纹印刷。 在印制标准的方面，所有票据的号码调整为16位，分上下两排。使用支付密码器编制密码的支票，仍以票据号码后8位流水号作为编码要素；统一支票底纹颜色，不再按行别分色；现金支票的主题图案为梅花，转账支票、清分机支票主题图案为竹；支票号码前不再冠地名；现金支票上的“现金支票”字样改为黑色印刷；统一汇票(含华东三省一市银行汇票)底纹颜色，银行汇票、银行承兑汇票不再按行别分色；汇票主题图案为兰花；银行汇票号码前一律不再冠地名；银行承兑汇票左上角不再加印各银行行徽；取消银行汇票、银行承兑汇票左上角无色荧光暗记；本票主题图案为菊花；行名前不再加印统一徽记；号码前不再冠地名。所有票据小写金额栏分隔线由实线改为虚线。 在凭证格式、要素内容的调整方面，一是支票：取消小写金额栏下方支付密码框，调整为密码和行号填写栏(现金支票只有密码栏)；将“本支票付款期限十天”调整为“付款期限自出票之日起十天”；存根联“附加信息”栏由三栏缩减为两栏，相应扩大收款人填写栏；背面缩小附加信息栏，背书栏由一栏调整为两栏；“附加信息”栏对应的背面位置加印温馨提示“根据《中华人民共和国票据法》等法律法规的规定，签发空头支票由中国人民银行处以票面金额5%但不低于1000元的罚款”。二是汇票：取消银行汇票收款人账号；小写金额栏增加亿元位；将左上角“付款期限壹个月”调整为“提示付款期限自出票之日起壹个月”，并移置票据左边款处；印制企业名称改印在票据背面左边款；银行承兑汇票票面右下框增加密押栏。三是本票：增加小写金额栏；将左上角“付款期限贰个月”调整为“提示付款期限自出票之日起贰个月”，并移置票据左边款处；印制企业名称改在票据背面左边款；金额栏右下方增加密押栏和行号填写栏
数字图象处理技术在电子通信与信息处理领域得到了广泛的应用，设计一种功能灵活、使用方便、便于嵌入到监控系统中的视频信号采集电路具有重要的实用意义。 在研究基于DSP的视频监控系统时，考虑到高速实时处理及实用化两方面的具体要求，需要开发一种具有高速、高集成度等特点的视频图象信号采集监控系统，为此监控系统采用专用视频解码芯片和复杂可编程逻辑器件(CPLD)构成前端图象采集部分。设计上采用专用视频解码芯片，以CPLD器件作为控制单元和外围接口，以FIFO为缓存结构，能够有效地实现视频信号的采集与读取的高速并行，具有整体电路简单、可靠性高、集成度高、接口方便等优点，无需更改硬件电路，就可以应用于各种视频信号处理监控系统中。使得原来非常复杂的电路设计得到了极大的简化，并且使原来纯硬件的设计，变成软件和硬件的混合设计，使整个监控系统的设计增加柔韧性。 1 监控系统硬件平台结构 监控系统平台硬件结构如图1所示。整个监控系统分为两部分，分别是图象采集监控系统和基于DSP主监控系统。前者是一个基于SAA7110A/SAA7110视频解码芯片，由复杂可编程逻辑芯片CPLD实现精确采样的高速视频采集监控系统；后者是通用数字信号处理监控系统，它主要包括：64K WORD程序存储器、64K WORD数据存储器、DSP、时钟产生电路、串行接口及相应的电平转换电路等。 监控系统的工作流程是，首先由图象采集监控系统按QCIF格式精确采集指定区域的视频图象数据，暂存于帧存储器FIFO中；由DSP将暂存于FIFO中的数据读入DSP的数据存储器中，与原先的几帧图象数据一起进行基于H.263的视频数据压缩；然后由DSP将压缩后的视频数据平滑地从串行接口输出，由普通MODEM或ADSL MODEM传送到远端的监控中心，监控中心的PC机收到数据后进行相应的解码，并将还原后的视频图象进行显示或进行基于WEB的广播。 2 视频信号采集监控系统 2.1 视频信号采集监控系统的基本特性 一般的视频信号采集监控系统一般由视频信号经箝位放大、同步信号分离、亮度/色度信号分离和A/D变换等部分组成，采样数据按照一定的时序和总线要求，输出到数据总线上，从而完成视频信号的解码，图中的存储器作为帧采样缓冲存储器，可以适应不同总线、输出格式和时序要求的总线接口。 视频信号采集监控系统是高速数据采集监控系统的一个特例。过去的视频信号采集监控系统采用小规模数字和模拟器件，来实现高速运算放大、同步信号分离、亮度/色度信号分离、高速A/D变换、锁相环、时序逻辑控制等电路的功能。但由于监控系统的采样频率和工作时钟高达数十兆赫兹，且器件集成度低，布线复杂，级间和器件间耦合干扰大，因此开发和调试都十分困难；另一方面，为达到精确采样的目的，采样时钟需要和输人的视频信号构成同步关系，因而，利用分离出来的同步信号和监控系统采样时钟进行锁相，产生精确同步的采样时钟，成为设计和调试过程中的另一个难点。同时，通过实现亮度、色度、对比度、视频前级放大增益的可编程控制，达到视频信号采集的智能化，又是以往监控系统难以完成的。关于这一点，在监控系统初期开发过程中已有深切体会[1]。 基于以上考虑，本监控系统采用了SAA7110A作为视频监控系统的输入前端视频采样处理器。 2.2 视频图象采集监控系统设计 SAA7110/SAA7110A是高集成度、功能完善的大规模视频解码集成电路[2]。它采用PLCC68封装，内部集成了视频信号采样所需的2个8bit模/数转换器，时钟产生电路和亮度、对比度、饱和度控制等外围电路，用它来替代原来的分立电路，极大地减小监控系统设计的工作量，并通过内置的大量功能电路和控制寄存器来实现功能的灵活配置。
0引言 视频监控目前已得到广泛的应用，一般采用如下方案：使用具有较高成像质量的CCD(charge-coupled device)传感器摄像头，通过S-VIDEO端子实时传送数据，这种方案需要摄像头与采集端设备连线，同时监控中心需要有较大的存储空间来存储图像与视频片段，还需要电视墙来对不同地点的目标进行实时监控，此方案适合于公共场所的安防和监控，实时性高，但能耗大，成本昂贵。对于需要远程监控的生产环境，例如农业、种植业、畜牧业以及工业厂房的监控，包括动物的异常举动，种植现场环境的突然变化，厂房可疑人员的入侵监控等，上述方案难以满足图像与视频中信息智能处理的需要，而基于嵌入式ARM-Linux的无线图像采集系统成为合适的选择。在802.11无线协议应用经已成熟的前提下，研究的重点在于传感器节点所采用的硬件平台和数据流格式，当前的主流方案包括：①ARM+DSP(digital signal processing)[1]：由ARM 架构CPU(central processing unit)担任传感器节点的总控制角色，利用DSP信号处理芯片的高速处理能力对图像数据进行压缩和相关预处理，该方案适合需要较多数值运算的JPEG (joint photographic experts group)数据流。②FPGA(field-progra-mmable gate array)+视频编解码芯片[2]：利用FPGA的并行处理能力同时传送和处理多组图像与视频数据，由于FPGA的硬件可重写性，该方案适合于在实验阶段进行设计上的查错和优化。③ARM：使用高主频的ARM架构CPU，同时担任中央控制和图像处理的角色。ARM为通用精简指令集架构，具有足够的流水线来应对复杂的逻辑运算，适用于处理逻辑运算量较大的压缩算法，例如PNG格式所采用的Deflate压缩算法，同时，ARM-Linux架构具有成熟的工作基础，固采用方案3设 收稿日期：2010-01-10；修订日期：2010-03-09。
LabVIEW应用于实时图像采集及处理系统 2008-7-29 9:35:00于子江娄洪伟于晓闫丰隋永新杨怀江供稿 摘要：本文在LabVIEW和NI-IMAQ Vision软件平台下，利用通用图像采集卡开发一种图像实时采集处理虚拟仪器系统。通过调用动态链接库驱动通用图像采集卡完成图像采集，采集图像的帧速率达到25帧每秒。利用NI-IMAQ Vision视频处理模块，进行图像处理，以完成光电探测器的标定。该系统具有灵活性强、可靠性高、性价比高等优点。 主题词：虚拟仪器;图像处理;LabVIEW;动态链接库 1.引言 美国国家仪器（NI）公司的虚拟仪器开发平台LabVIEW，使用图形化编程语言编程，界面友好，简单易学，配套的图像处理软件包能提供丰富的图像处理与分析算法函数，极大地方便了用户，使构建图像处理与分析系统容易、灵活、程序移植性好，大大缩短了系统开发周期。在推出应用软件的基础上，NI公司又推出了图像采集卡，对于NI公司的图像采集卡，可以直接使用采集卡自带的驱动以及LabVIEW中的DAQ库直接对端口进行操作。 但由于NI公司的图像采集卡成本很高，大多用户难以接受，因此硬件平台往往采用通用图像采集卡，软件方面的图像处理程序仍采用LabVIEW以及视频处理模块编写。本文正是基于这样的目的，提出了一种在LabVIEW环境下驱动通用图像采集卡的方案，在TDS642EVM高速DSP视频处理板卡的平台下，完成实时图像采集及处理。 在图象处理的工作中主要完成对CCD光电探测器的辐射标定。由于探测器在自然环境下获取图像时，会受到来自大气干扰，自身暗电流，热噪声等影响，使CCD像元所输出信号的数值量化值与实际探测目标辐射亮度之间存在差异，所以要得到目标的精确图像就必须对探测器进行辐射标定。 2.图像采集卡简介 闻亭公司TDS642EVM（简称642）多路实时视频处理板卡是基于DSP TMS320DM642芯片设计的评估开发板。计算能力可达到4Gips，板上的视频接口和视频编解码芯片Philips SAA7115H相连,实现实时多路视频图像采集功能,支持多种PAL,NTSC和SECAM视频标准。本系统通过642的PCI接口与主机进行数据交换。PCI支持“即插即用（PnP）”自动配置功能，使图像采集板的配置变得更加方便，其一切资源需求的设置工作在系统初启时交由BIOS处理，无需用户进行繁琐的开关与跳线操作。PCI接口的海量数据吞吐,为其完成实时图像采集和处理提供保证。 3.系统组成及工作原理
收稿日期:2004212221 基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(50335040) 作者简介:罗皓斐(1980- ),男,浙江杭州人,浙江大学硕士研究生,主要研究方向是机电一体化,数字图像处理。 文章编号:100522895(2005)0420131204 纸币清分机系统的方案设计 罗皓斐,潘双夏 (浙江大学机械设计研究所,浙江杭州310027) 摘 要:针对现有清分机存在的清分速度不高和清分效果不理想的缺陷,提出了基于D SC 25芯片(A RM D SP 双核芯片)的快速图像扫描和高速图像处理的并行系统结构。研究了有利于提高图像处理速度的并行处理算法及图像处理核心算法的实现策略,并在自主研发的清分机平台上进行了有效的验证。关 键 词:图像处理;纸币清分机;系统设计中图分类号:TH 193.5 文献标识码:A 1 前 言随着银行业的发展,A TM 机的迅速普及,以及人们对流通中人民币质量要求的提高,银行业对于能够区分新旧纸币的纸币清分机需求日益增加。现在国内许多银行采用的清分机大都是进口产品,价格昂贵,而且它们是专门针对国外货币进行设计的,对于人民币处理效果并不是很理想。因此,实现清分机的国产化和低成本有着重要意义[1]。 纸币清分机的主要功能是识别纸币的面额、面向、新旧程度,解决新旧纸币的清分以及挑选适合A TM 机纸币的需求。它能够在钞票一次通过机器的情况下,对钞票缺损、连张、破洞、胶带等多种状况进行检测,实现对钞票的点算、鉴伪并按照新旧、面额、版本、正反和方向进行清分。清分机的基本功能和指标规定如下: (1)点算功能 能够进行纸币张数统计,速度必须达到1000张 m in 以上。 (2)伪钞鉴别 能够识别当前流通纸币的各种防伪标记,可以准确的鉴别出伪钞,速度必须保证点算的正常运行。 (3)面额清分 能够识别出规定类型的纸币面额,把不同面额的纸币分类输出,速度必须达到600张 m in 以上。 (4)版本清分 能够把不同版本的纸币分类输出,速度达到600张 m in 以上。 (5)残缺检验 能够检出残缺度(缺角、裂缝、破洞、卷角等)超过规定的纸币,速度达到600张 m in 以上。 (6)方位识别 能够正确识别纸币方位,可以把4 种方位(正上、正下、反上、反下)的纸币分类输出,速度达到600张 m in 以上。 (7)新旧清分 能够正确识别纸币新旧,分辨率达到10个等级以上,速度达到600张 m in 以上。 这些应用的核心技术基础就是实时纸币图像识别。要求在纸币高速通过时,就要完成实时纸币图像采集和所有识别过程。因此,实时纸币图像识别系统是纸币清分机系统设计中最核心的部分,整个系统设计都要围绕它来进行[2]。2 系统设计分析 现代复杂的机电系统设计中,整个功能目标都是通过软硬件系统的相互配合共同实现的。硬件系统为软件系统搭建一个物质平台,软件系统则要在这个平台上充分挖掘硬件系统的资源。整个纸币清分机系统,与一般的图像处理系统有着显著的不同,它具有很强的实时性,这就要求从软、硬件2方面来解决这个技术问题。在硬件设计方面,就需要选用高速支持图像处理的芯片。在软件设计方面,采用通常的复杂图像处理和识别算法是不现实的,需要采用相对运算量不大,但能满足实时性要求的算法。 当前纸币清分机以进口为主。以日本光荣公司为例,他们所采用的图像处理系统由多片80C 196组成。该方案由于80C 196没有专门的图像处理功能,且处理速度相对较慢,因此就需要通过多片80C 196并行工作来实现高速图像处理。这个系统方案比较复杂,还需要考虑各个M CU 的通讯问题,而这些完全可以用
ICS 中国标准化协会标准 CAS ××2-2015人民币纸币清分机通用技术条件 目次 前言 (1) 1范围 (2) 2规范性引用文件 (2) 3术语和定义 (2) 4要求 (5) 5试验方法 (10) 6检验规则 (18) 7标志、包装、运输、贮存 (18) 附录A（规范性附录）检验规则 (19) 参考文献 (22)
前言 本标准依据GB/T 1.1-2009的起草规则编制。 本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。 新国家标准GB16999-2010《人民币鉴别仪通用技术条件》于2010年9月26日颁布，为使人民币纸币清分机的相关指标与GB16999-2010的要求统一，特制定此标准。 本标准由中国标准化协会金融设备技术委员会提出并归口。 本标准起草单位： 本标准主要起草人： 人民币纸币清分机通用技术条件 1 范围 本标准规定了人民币纸币清分机（以下简称清分机）的通用技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存。 本标准适用于对人民币纸币进行套别、版别、券别、面向、朝向、新旧、可流通币、不可流通币、胶条清分以及包含计数、鉴别、挑选、冠字号码识别等功能的清分机产品。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB16999—2010 人民币鉴别仪通用技术条件 GB/T 191—2008 包装储运图示标志 GB/T 2828. 1—2003 计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL)检索的逐批检验抽样计划 GB/T 2829—2002 周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验） GB/T 3767—1996 声学声压法测定噪音源功率级反射面上方近似自由场的工程法 GB/T 3785—1983 声级计的电、声性能及测试方法 GB/T 4857.5—1992 包装运输包装件跌落试验方法 GB 4943—2011 信息技术设备的安全 GB/T 5080.7—1986 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案 GB/T 6587.4—1986电子测量仪器振动试验 GB/T 6587.5—1986电子测量仪器冲击试验
备案号： LM330300.002-2013 备案日期：2013年5月15日 有效日期：2016年5月 14日 清分机 温州市金融设备行业协会发布
WJX 02-2013 目次 前言 (2) 1 范围 (3) 2 规范性引用文件 (3) 3 定义 (3) 4 要求 (4) 5 试验方法 (7) 6 检验规则 (9) 7 标志、包装、运输、贮存 (10)
WJX 02-2013 前言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 当有上级标准时，本标准应根据上级标准进行复审修改或自行作废。 本标准由温州市金融设备行业协会提出并归口。 本标准起草单位：温州市质量技术监督检测院（国家金融设备及零配件质量监督检验中心）、温州市金融设备行业协会、温州泓鼎商用机器有限公司、浙江金利电子有限公司、浙江凯勋机电有限公司、浙江人杰机械电子有限公司、浙江维融电子有限公司、浙江瓯立电器有限公司、浙江然鹏电子有限公司、浙江依特诺电子有限公司、浙江诺贝电子科技有限公司、浙江越创电子科技有限公司、浙江新大机具有限公司。 本标准主要起草人：黄山石、何鹏程、吴杰、白炳春、宋白桦、管洪法、林昌秋、蒋昭杰、魏伟、谢爱文、张远、倪林安、冯易乐、林昌忠、钱云散、卢相抄、周跃松、厉亦光。 本标准为首次发布。
清分机 1 范围 本标准规定了人民币纸币清分机（以下简称清分机）产品的定义、要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存。 本标准适用于具有对人民币纸币进行面值、朝向、面向、版本、残损、新旧清分以及计数、检伪等功能的清分机。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 191-2008 包装储运图示标志 GB/T 2829-2002 周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验） GB 9254-2008 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 GB 16999-2010 人民币鉴别仪通用技术条件 3 定义 GB 16999-2010确立的以及下列术语和定义适合本标准。 3.1 清分 对不同的纸币按面值、版本、朝向、面向、残损、新旧中的一种或多种要求进行清点和分拣。 3.2 朝向 纸币内文字或字母的头部方向。 3.3 面向 纸币内图文的正面方向。 3.4 版本 纸币的发行年份。 3.5
基于arm的视频图像采集系统 摘要：本系统采用了Samsung公司生产的S3C2440芯片作为嵌入式处理器，再结合系统所需的外围硬件构成基本硬件电路。主要包括二大部分：处理器和存储器部分；电源时钟复位电路部分；外围接口电路部分。在对各部分硬件进行详细设计后，接下来详细介绍了嵌入式软件平台的构建，包括如何移植Linux操作系统：基于嵌入式Linux下USB接口摄像头视频设备采集；移植H.264视频压缩库和视频传输程序的编写。 1 抓拍系统开发环境的构建 本文所设计的采集系统按功能可划分为嵌入式主控模块、视频采集模块、网络传输模块、等三大部分。图1-1为本系统的系统框架图: 1. USB数字摄像头采集图像数据: 2.采集传输应用程序通过摄像头驱动从摄像头获取到采集的图像数据: 3.采集传输应用程序调用H.264编码库对图像数据进行压缩: 4.采集传输应用程序将压缩后的图像数据通过网络传输给windows PC上 的显示程序: 5. Windows上的显示程序对图像数据进行解码并显示: 图1-1软件架构图 本系统的嵌入式主控模块是基于Samsung公司生产的S3C2440这款处理器，主要作用是实现对各模块数据的响应、处理以及控制。在硬件上，主控模块包括电源、时钟、复位电路、存储模块、以太网接口电路等。在软件上，主控模块上运行Linux操作系统，管理各应用程序模块进程并调度各进程。
1.1采集系统的硬件平台设计 本系统的核心处理器为二星公司的S3C2440，外扩64M的SDRAM存储器以及64M 的FLASH存储器，外围接口电路模块:包括USB接口电路，以太网网卡DM9000接口电路以及网眼3000的数字摄像头等。本系统的硬件结构如图1-2所示。 图1-2系统硬件架构图 1.1.1电源、时钟模块设计 系统各部分硬件要求提供1.8V和3V的电压。其中S3C2440处理器内核需要提供1.8V 电源，NandFlash, SDRAM及DM9000等芯片需要提供3V电源，所以本系统采用了LM1117-3.3和LM1117-1.8电压转换芯片设计稳压电源，得到1.8V和3.3V的所需电压。USB 控制器需要提供5V的电源。本文采用了5V直流电压供电。LM1117是一个低压差电压调节器系列。其压差在1.2V输出，负载电流为800mA时为1.2V 。LM1117有5个固定电压输出(1.8V, 2.5V, 2.85V, 3.3V和5V)的型号。根据本系统的需要，这里选用了电压输出为1.8V 和3.3V两型号。 时钟电路为CPU和其它外围电路提供精准的工作时钟，按照电路中设计使用的器件特性分为有源和无源晶振，在本系统的设计电路中采用的是无源晶振。ARM芯片均提供时钟发生电路，结合一定的辅助电路的配合就可以得到所需要的时钟信号。基十ARMS的这款S3C2440芯片的时钟控制逻辑可以产生为CPU核供给时钟信号的FCLK、为AHB总线供给时钟信号的HCLK、为APB总线供给时钟信号的PCLK。 1.1.2外部存储器的扩展 S3C2440微处理器存储空间仅有32M，应用于本系统，需要外扩存储器。本设计采用两片二星公司的HY57V561620来扩展64M的SDRAM。它们均4M* 16bit*4bank的SDRAM 芯片，这样，两片SDRAM实现了位扩展，数据总线达到了32bit，构成64M寻址空间。图1-3为S3C2440与NandFlash的接口图。
DSP实习报告 题目：图像采集系统的设计 班级：xxx 姓名：xxx 学号：xxx 指导老师：xxxx
目录 一.实习题目 (3) 二.实习背景知识 (3) 三.实习内容 (5) 四.实习程序功能与结构说明 (8) 六．实习心得 (19)
一、实习题目 图像采集系统的设计 二、实习目的： 1、熟练掌握数字信号处理的典型设计方法与技术手段； 2、熟悉D6437视频输入，输出端的操作及编程。； 3、掌握常用电子仪器设备的使用方法； 4、熟悉锐化变换算法。 三、实习背景知识 1、计算机 2、CCS3.3.软件 3、DSP仿真器 4、EL_DM6437平台 EL-DM6437EVM是低成本，高度集成的高性能视频信号处理开发平台，可以开发仿真达芬奇系列DSP应用程序，同时也可以将该产品集成到用户的具体应用系统中。方便灵活的接口为用户提供良好的开放平台。采用该系列板卡进行产品开发或系统集成可以大大减少用户的产品开发时间。板卡结构框图如图所示：
板卡硬件资源： TMS320DM6437 DSP ，可工作在400/600 MHz； 2 路视频输入，包括一个复合视频输入及一个S端子视频输入； 保留了视频输入接口，可以方便与CMOS影像传感器连接； 3 路视频输出，包括2路复合视频，一路S端子输出； 128MByte 的DDR2 SDRAM存储器，256MBit的Nor Flash存储器；用户可选的NAND Flash接口； 可选的256K字节的I2C E2PROM； 1个10M/100Mbps自适应以太网接口； 1 路立体声音频输入、1路麦克风输入，1路立体声音频输出； USB2.0高速接口，方便与PC连接； 1个CAN总线、1个UART接口、实时时钟（带256Byte的电池保持RAM）；4个DIP开关，4个状态指示LED； 可配置的BOOT模式； 10层板制作工艺，稳定可靠； 标准外部信号扩展接口； JTAG仿真器接口； 单电源+5V供电； 板卡软件资源：
PCB图像采集系统研究背景意义及国内外现状 1 研究背景 2 AOI系统的研究和国内现状 3 研究意义 1 研究背景 印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)又称为印刷线路板或印制电路板。印刷电路板是各种电子产品的主要部件，有“电子产品之母”之称，它是任何电子设备及产品均需配备的，其性能的好坏在很大程度上影响到电子产品的质量。几乎每一种电子设备都离不开PCB，小到电子手表、计算器，大到航空航天、军用武器系统等，都包含各式各样，大小各异的PCB板。近年来，随着生产工艺的不断提高，PCB正在向超薄型、小元件、高密度、细间距方向快速发展。这种趋势必然给质量检测工作带来了很多挑战和困难。因此PCB故障的检测已经成为PCB制造过程中的一个核心问题，是电子产品制造厂商非常关注的问题。在生产线上，厂家为保证PCB板的质量，就得要求100％的合格率，对所有的部件、子过程和成品都是如此。在过去靠人工对其进行检测的过程中，存在以下几个不可避免的缺点： (1)容易漏检。由于是人眼检测，眼睛容易疲劳，会造成故障不能被发现的问题。并且人工检测主观性大，判断标准不统一，使检测质量变得不稳定。 (2)检测速度慢，检测时间长。比如对于图形复杂的印刷电路板，人工很难实现快速高效的检测，因此人工检测不能满足高速的生产效率。 (3)随着技术的发展，设备的成本降低，人工费用增加，仍然由人工进行产品质量控制，将难于实现优质高效，而且还会增加生产成本。 (4)在信息技术如此发达的今天人工检测有不可克服的劣势，例如：对检测结果实时地保存和远距离传输，对原始图像的保存和远距离传输等。 (5)有些在线检测系统是接触式检测，需要与产品进行接触测量，因此，有可能会损伤产品。 因此，人工检测的精确性和可靠性大打折扣，传统意义上的检测方法不再能适应现代电路板检测的要求。如果漏检的有错误的电路板进入下一道工序，随着每一项工艺步骤的增加，到最终经过贴装阶段后，仍然会被检测出来是有故障的，那时，制造厂商与其花费大量的人力和成本来检测、返修这块电路板，还不如选
ICS 中国标准化协会标准CAS ××2-2015 人民币纸币清分机通用技术条件 目次 前言 (1) 1 范围 (2) 2 规范性引用文件 (2) 3 术语和定义 (2) 4 要求 (5) 5 试验方法 (10) 6 检验规则 (18) 7 标志、包装、运输、贮存 (18) 附录A（规范性附录）检验规则 (19) 参考文献 (22)
本标准依据GB/T 1.1-2009 的起草规则编制。本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。 新国家标准GB16999-2010《人民币鉴别仪通用技术条件》于2010年9月26日颁布，为使人民币纸币清分机的相关指标与GB16999-2010的要求统一，特制定此标准。 本标准由中国标准化协会金融设备技术委员会提出并归口。本标准起草单位： 本标准主要起草人： 人民币纸币清分机通用技术条件 1 范围 本标准规定了人民币纸币清分机（以下简称清分机）的通用技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存。 本标准适用于对人民币纸币进行套别、版别、券别、面向、朝向、新旧、可流通币、不可流通币、胶条清分以及包含计数、鉴别、挑选、冠字号码识别等功能的清分机产品。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB16999 —2010 人民币鉴别仪通用技术条件 GB/T 191 —2008 包装储运图示标志 GB/T 2828. 1—2003 计数抽样检验程序第1 部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划 GB/T 2829 —2002 周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验） GB/T 3767 —1996 声学声压法测定噪音源功率级反射面上方近似自由场的工程法 GB/T 3785 —1983 声级计的电、声性能及测试方法 GB/T 4857.5 —1992 包装运输包装件跌落试验方法 GB 4943 —2011 信息技术设备的安全 GB/T 5080.7 —1986 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案 GB/T 6587.4 —1986 电子测量仪器振动试验 GB/T 6587.5 —1986 电子测量仪器冲击试验 GB 9254 —2008 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 GB 17625.1 —2003 电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A） SJ 946 —83 电子测量仪器电气、机械结构基本要求
视频交通流信息采集系统解决方案 1概述 视频交通流信息采集系统主要包括视频图像采集设备、视频传输网络、交通流视频检测器等。视频检测器采用虚拟线圈技术，利用边缘信息作为车辆的检测特征，实时自动提取和更新背景边缘，受环境光线变化和阴影的影响较小；同时采用动态窗的方式来进行车辆计数，解决了采用以往固定窗方式进行车辆计数时由于车辆变道而导致的错误、重复计数问题。视频检测器能对视频图像采集设备或交通电视监视系统的视频信号自动进行检测，主要采集道路的微观交通信息如流量、速度、占有率、车辆间距、排队长度等，适用于近景监控模式。 2系统功能及特点介绍 2.1数据接口设计 视频交通流信息采集系统可以通过调用本项目提供的交通流数据统一接入接口，或由本项目提供数据格式标准化及上传程序，将采集到的交通流数据共享给本项目相关系统，以实现视频交通流数据的采集功能。 图1 数据接口设计 2.2系统功能 交通流信息视频检测系统的主要功能如下： （1）车辆检测 系统能够对输入的视频流图像进行车型、车牌等特征检测。
（2）交通流数据采集功能 系统可以采集交通流数据包括交通流量、平均车速、车道占有率、车型、平均车头间距、车辆排队长度、车辆密度、交通流状态等，交通流数据采集时间间隔在1～60分钟任意可调。 图 2 视频交通流检测模块 （3）视频图像跟踪功能 系统能对单路监控前端设备在不同预置位采集的视频图像进行不同区域不同事件的自动检测。一旦检测到特定的交通事件，事件检测器应具有该交通事件的视频图像目标自动跟踪、记录、分析功能。 当输入的视频图像不为设定的预置位的视频图像，系统应能自动不进行事件检测。一旦监控前端设备恢复至设定的预置位，系统应能自动进行事件检测。 （4）事件图像抓拍、录像功能 系统可以根据用户的设置，完成相应的录像和图片抓拍功能。 事件录像可以按摄像机、按事件类型、按时间归档存储在系统的预录像子系统中，由系统服务器进行统一的管理调用。 系统循环进行录像，当发生交通异常事件时，系统能够提供事发之前和之后的3分钟间的录像（可设置）。 系统可通过多种组合查询条件对视频交通流检测所采集的数据进行统计，包括时间-流量统计、时间-平均车速统计、时间-占有率统计、速度-流量统计等；统计结果可导出为
目前工作成果： 一、USB图像获取 USB设备在正常工作以前，第一件要做的事就是枚举，所以在USB摄像头进行初始化之前，需要先枚举系统中的USB设备。 （1）基于USB的Snap采集图像 程序运行结果： 此程序只能采集一帧图像，不能连续采集。将采集图像函数放入循环中就可连续采集。
循环中的可以计算循环一次所用的时间，运行发现用Snap采集图像时它的采集速率比较低。运行程序时移动摄像头可以清楚的看到所采集的图像有时比较模糊。 （2）基于USB的Grab采集图像 运行程序之后发现摄像头采集图像的速率明显提高。
二、图像处理 1、图像灰度处理 （1）基本原理 将彩色图像转化成为灰度图像的过程成为图像的灰度化处理。彩色图像中的每个像素的颜色有R、G、B三个分量决定，而每个分量有255中值可取，这样一个像素点可以有1600多万（255*255*255）的颜色的变化范围。而灰度图像是R、G、B三个分量相同的一种特殊的彩色图像，其一个像素点的变化范围为255种，所以在数字图像处理种一般先将各种格式的图像转变成灰度图像以使后续的图像的计算量变得少一些。灰度图像的描述与彩色图像一样仍然反映了整幅图像的整体和局部的色度和亮度等级的分布和特征。图像的灰度化处理可用两种方法来实现。 第一种方法使求出每个像素点的R、G、B三个分量的平均值，然后将这个平均值赋予给这个像素的三个分量。 第二种方法是根据YUV的颜色空间中，Y的分量的物理意义是点的亮度，由该值反映亮度等级，根据RGB和YUV颜色空间的变化关系可建立亮度Y与R、G、B三个颜色分量的对应：Y=0.3R+0.59G+0.11B，以这个亮度值表达图像的灰度值。 （2）labview中图像灰度处理程序框图 处理结果：
实时图像采集系统的设计与实现 引言 随着数字多媒体技术的不断发展，数字图像处理技术被广泛应用于身份识别、电视会议、监控系统、工业检测等各种商用、民用及工业生产领域中。这些数字图像处理系统中，一个共同的特点的就是数据量庞大，尤其是在图像帧率及分辨率要求比较高的场合下，以指纹识别系统为例，图像分辨率的高低直接影响系统的鲁棒性，一般来说，为了能够清晰的辨别指纹中的特征结构，指纹图像需要达到至少500DPI的分辨率。通常，为了能够满足各类手指大小以及采集方式的要求，图像采集系统的尺寸都不可能做得太小（一般在2英寸以上），这就要求图像解析度至少达到1024×768，最好是1280×1024(1.3M)，如果要做到实时采集和处理（30F/s），数据量将达到1280×1024×30×8＝300Mbit/s。 伴随着超大规模集成电路和DSP处理技术的飞速发展，新的高速CPU和高性能DSP处理芯片不断推出市场，在这些技术的有力支持下，复杂的图像处理算法往往容易实现。与此同时，图像数据采集部分由于缺乏专用芯片的支持，而且受限于系统总线带宽，已经成为数字图像系统中的主要瓶颈所在。 主流的图像采集方式 目前数字图像采集主要采用两种方式： 一种是以专用的数据采集卡，配合PC机的各种高速数据总线如PCI，USB2.0，firewire1394等采集数据。 PC机的优势是拥有大量的高速内存可以用作数据采集时的缓存，而且它的各种数据总线具有比较高的数据传输率，PCI总线的速率为32(Bit)×66＝2112Mbit/s，USB2.0的数据传输峰值可以达到480 Mbit/s，firewire也可以达到400Mbit/s的传输速率。问题在于，PC机的体系结构决定了任何外设都只可能是从设备，只能请求总线资源，而不能主动占有。在Windows(或是Linux)这些实时多任务操作系统的调度下，即使在系统不运行其它应用程序的情况下，系统时间片和系统资源也会被操作系统内核和各类外设分享。尤其是PCI总线，包括内存、硬盘在内的很多PC内置设备都会用到PCI，实际留给采集程序的总线带宽将大打折扣。正因为如此，现在基于PC的数据采集设备性能都不太理想，采集1.3M象素图像时只能达到每秒7、8帧的帧率，达不到实时性要求。 另外，对PC机的依赖直接限制了这类系统的应用范围，也间接提高了系统成本。 另一种方法是基于嵌入式DSP和FPGA的采集方法。通过FPGA或CPLD 的控制和调度，利用DSP的数据通道来采集数据。嵌入式平台具有便携性好，成本较低的优势，越来越多的应用到数字图像处理的各个领域。 一个成熟的系统体系结构要求系统内各部分分工明确，同时又具有一定的通用性和可移植性。嵌入式平台上的DSP芯片在数字信号处理方面有着独到的优势，但是通用性能无法和PC机上的CPU相比，通常主要用来处理复杂的运算。实时数据采集属于简单而繁琐的任务，用DSP完成可谓大材小用，势必影响整个系统的性能。即使是某些DSP可以用DMA方式采集数据，但是由于图像的
ICS 中国标准化协会标准 CAS ××2-2015 人民币纸币清分机通用技术条件
目次 前言 ............................................................................ 1 1范围 ........................................................................ 2 2规范性引用文件 ............................................................... 2 3术语和定义 ................................................................... 2 4要求 ......................................................................... 5 5试验方法..................................................................... 10 6检验规则 .................................................................... 18 7标志、包装、运输、贮存 (18) 附录A（规范性附录）检验规则 ...................................................... 19 参考文献 (22)