我有一张2005年的100元钞票，本来应该在中间的电话却印在了左下角，属于印刷错误，钱在银行验过是_百度知道
我有一张2005年的100元钞票，本来应该在中间的电话却印在了左下角，属于印刷错误，钱在银行验过是
我有一张2005年的100元钞票，本来应该在中间的电话却印在了左下角，属于印刷错误，钱在银行验过是真的，能值多少钱，给个价？
我有更好的答案
这个不是印刷错误，这是正规的
想钱想疯了吧你
没问题呀～
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我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。您好，我想问一下，我有张100元钞票，反面印刷错了有几个小写字母，但_百度知道
您好，我想问一下，我有张100元钞票，反面印刷错了有几个小写字母，但
您好，我想问一下，我有张100元钞票，反面印刷错了有几个小写字母，但是真钞就不知道是不是残钞啊
我有更好的答案
是不是错版币不重要。重要的是千万不要相信网上那些瞎编的新闻，动不动就以为错版币价值几百万
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来自团队：
错版钞，很值钱
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智能纸币清分机系统设计及其实现策略研究
洳≥：ｊ～硕士学位论文⑧论文题目蟹筐堡亟渣坌塑ｌ丕缠亟型：拯甚塞堡筮喳受窒作者姓名指导教师娄尘垒 潘塑夏煎撞 塑撼遮过垦壅迨学科（争业） 所在学院扭煎生篚近王猩堂瞳提交口期三雯雯垂生二旦浙江大学硕士论文摘要纸币清分机是近年来得到快速发展的金融光机电一体化设备。论文针对纸 币清分机产品的特点，基于数字图像处理、模式识别、神经网络理论及数字信号 处理等先进理论，结合当今在相应领域的最新发展应用技术，提出了清分机系统 的解决方案，其中包括新旧识别算法和ＡＲＭ＋ＤＳＰ双核的系统平台构架的两个 创新点，并得以使系统高性价比的实现。 论文主要涉及如下几个方面：１、介绍清分机系统图像处理算法设计基础。首先，运用数字图像处理的一 些主要方法对纸币的图像特征进行了分析。在分析的基础上，介绍了清分机系统中图像处理相关知识，为实际系统算法设计奠定理论的基础。２、介绍了清分机系统中硬件平台中的关键部分的技术优势及应用领域，为 系统平台的硬件选型提供技术支撑。 ３、通过分析清分机系统的特点，提出了软硬件平台解决方案，从系统的选 型和工作流程等方面详细论证了系统方案的实现。首先，从系统硬件平 台的关键部分来阐述系统的选型论证。其次，从清分机系统的工作流程 来阐述系统各个核的系统软件的流程。最后，从清分机系统的实现功能 来具体介绍系统各个功能的图像处理算法设计。 ４、系统的试验结果及性能分析。在系统平台的实现方案上，基于重复试验 的基础上，对系统的实现方案的具体细节不断的调整，获得系统最佳的 性价比。基于系统结果的分析，得出系统方案的稳定性、高性价比等优 点及系统可以进一步提高改善的速度、新旧清分程度方面。关键词：纸币清分机，新旧识别，图像处理，智能系统，实现策略浙江大学硕士论文ＡＢＳ７Ｉ＇】ＲＡＣＴＢｉｌｌｓｏｒｔｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｆａＳｌｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｌａｔｅｌｙ，ｉｓ ａｎ ｏｐｔｉｃａｌ．ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃａＩ ｆｉｎａｎｃｉａＩ ｆａｃｉｌｉｔｙ．１ｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａｇａｉｎｓｔ ｌｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｌｌ ｓｏｒｔｅｒ，ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｐａｔｔｅｒｎ ｒｅｃｏｇｎｉｚｉｔｉｏｎ，ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｔｈｅ ｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｄ（ｔｈｅｏｒｙ，ａｎｄＳＯｏｎ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ａｎｄｔｈｅ ｍｏｓｔ ｕｐ ｔｏ ｄａｔｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ，ａｕｔｈｏｒ ｍａｋｅｓ ａ ｔｈｏｒｏｕｇｈ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｂｒｉｎｇｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ ｏｆａｎｅｗ ｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒ ｔｈｅｂｉｌｌｓｏｒｔｅｒ Ｓ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｔｗｏ ｎｅｗｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ａｎｄ ｕｓｅｄ ｂｉｌｌｓ ａｎｄ ＡＲＭ＋ＤＳＰ ｄｕａＩｋｅｒｎｅＩ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｅｄ，ａｎｄ ｒｅａｌｉｚｅ ｉｔ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｒａｔｅ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏＩｌｏｗｉｎｇ ｐａｒｔｓ： １．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ０ｅ№ｒｍａｎｃｅｔｈｅｗｉｔｈ ｖａｌｕｅａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ，Ｆｉｒｓｔｌｙ，Ｗｉｔｈｍａｉｎｓｔｕｄｙｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｔｈｅ ｂｉｌｌ Ｓ ｉｍａｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ Ｔｈｅｎ，ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｔｏ ｌａｙ ｄｏｗｎ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ ｂａｓｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｂｉｌｌ ｓｏｒｔｅｒ Ｓ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． ２．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｏｍｉｎａｎｃｅａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐａｒｔ ｉｎ ｔｈｅ ｂｉｌｌ ｓｏｒｔｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｇｉｖｅ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅｊＳ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ。３．Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｏｆｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｌｌ ｓｏｒｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ａ ｎｅｗ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｂｏｕｌ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉＳ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎ ｄｅｔａｊＩｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｗｏ ａｓｐｅｃｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｈｏｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｗｏｒｋ ｆｌｏｗ，ａｎｄ ＳＯ ｏｎ ａｒｅ ａｌｓｏ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ。Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ａｂｏｕｔ ｋｅｙ ｈａｒｄｗａｒｅ ｐａｒｔ；ｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｈｏｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅＳｐｌａｔｆｏｒｍ ｉＳ ｇｉｖｅｎ。Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍｓｏｆｔｗａｒｅ ｗｅｒｋ ｆｌｏｗ ｏｆ ｔｈｅ ｅｖｅｒｙ ｃｏｒｅ Ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｌａｔ ｆｏｒｍ ｉｓ ｄｅｓｃｄｂｅｄ ｔｈｅ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｅｖｅｒｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｅｔａｉｉ ｉＳ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． ４．Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍＦｉｎａｌｌｙｐｌａ渤ｒｍａｒｅａｎａｌｙｓｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ Ｓ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｂｙ ｔｈｅａｒｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｐｅａｔｉｎｇ ｔｅｓｔｓ ｏｎａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｏｆ ｔｈｅａｓｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ－ｐｒｉｃｅ ｒａｔｉｏｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｓｏｍｅ ｍｅｒｉｔｓ ｓｕｃｈ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｓｕｃｈｈｉｇｈ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ―ｐｒｉｃｅ ｒａｔｉｏａｒｅａｓｓｙｓｔｅｍ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｎｅｗ―ｏｌｄ ｓｏｒｔｒｅａｌｉｚｅｄ．ＫＥＹＷＯＲｌ）Ｓ：ｂｉｌｌｓｏｒｔｃｒ；ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ａｎｄ ｕｓｅｄ ｂｉｌｌｓ；ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ；ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ．ＩＩ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得澎望盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：娄、Ｊ、冬签字日期：汐谚年多月ｒｊ日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解迸鎏盘鲎有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权盘望盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：娄Ｊ．誊，导师签名签字日期：∥埤）月ｆ１日签字日学位论文作者毕业后去向 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编：浙江大学硕士论文第一章绪论【摘要】阐述了纸币清分机的研究意义和当前的发展现状，对前人的研究结果进 行了系统的分析，并在此基础上提出了本课题的研究内容，最后给出了全文的结枸框架。１．１引言我国是个人口众多的国家，现钞的流通量十分巨大。流通中钞票残损占比大， 对钞票的整点、挑剔、分版等工作在各家商业银行都是个棘手的问题。目前，各 商业银行每天要给为数近１０万台的ＡＴＭ机配钞，同时要按人民银行《不宜流 通人民币挑剔标准》的要求，上缴入库继续用于流通的完整券和将要销毁的损伤 券。而目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、整点挑剔质量不理想的问题。 因此，钞票清分的自动化、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，而解决的根本出路就是推广使用纸币清分机。尤其现在各家商业银行市场 化改革加快，采用机械化清分，保证及时上缴入库完整券和损伤券的质量，将有 效降低经营成本，提高经济效益【１ Ｊ。 在发达国家，尽管有信用卡、个人支票及其它非现金支付手段，但清分机仍然是 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， 随着改革不断深入，国力不断增强以及申奥的成功，政府对“国家的名片”必然 将愈加重视。为逐步提高流通券整洁度，各家商业银行必将普及推广纸币清分机。 但是，由于前些年我国金融机具制造行业还不能自主生产清分机，引进的国外产 品价格昂贵、维修服务成本高，而且并不十分符合人民币旧钞多的特点，因此实 际上纸币清分机在国内一直没有大量应用。 发展现状 纸币清分机是一种高端金融机具产品，是现钞整点清分、提高整洁度、挑选 ＡＴＭ机用钞的适用装备。进入２ｌ世纪以来，我国金融机具制造行业在国内著名 大专院校的协作下，使清分机有了国产品牌，这标志着我国民族工业在金融机具 高端产品研发生产上有了长足的进步。黑龙江、北京、湖南等地的机具行业从 ９０年代末开始就投入了大量的人力、物力和财力，通过厂校合作、自主研发、浙江大学硕士论文引进消化吸收及合资合作，不到５年的时间就先后推出了多个品牌的国产清分机 近两年，国产纸币清分机已在用户中得到了初步认可，打破了进口产品一统天下 的局面。但从两年来的推广实践看，我国纸币清分机市场仍处于发展的初期。 由于掌握了人民币整点挑剔的关键技术，国产清分机的产品技术日臻成熟， 产品的可靠性、适用性已得到了用户长时间实际使用的验证，而价格仅是同类进 口产品的二分之一左右。 当然，与相比，我国民族工业在发展的规模和速度上还存在一定的差距。尤 其在大型的钞票清分系统方面我们还没有涉足，还需要同行业共同努力、创新。 市场环境 首先，虽然央行要求２００４年１月１日起实行新的《不宜流通人民币挑剔标 准》，但由于重视程度不够、清分机配置稀少和新钞发行能力不足等方面的原因 造成了执行上的困难。其次，各家银行目前对于钞票的整点、挑剔工作都有一套 严格的制度或工作程序，这些制度或程序不进行相应的改革，就难以正常应用清 分机。第三，目前国内许多商业银行还没有投入更多的精力去研究配置清分机以 后要解决的包括业务流程、现钞流量、场地、人员配置、运输等方面的问题。 以上这些都需要中央银行、商业银行、生产厂商，花一定的时间和精力去宣 传新标准、执行新标准、研究应用模式、调整相应的制度或程序。这样才能为清 分机的应用创造一个好的环境，才能使厂商和用户共同获益。 市场前景 国产清分机目前以小型化为主，其未来的市场发展前景十分广阔。市场发展 的速度取决于四个方面：一是国民经济保持快速稳定增长，银行有足够的采购资 金；二是产品技术要不断创新，使产品成本降低，适用性增强；三是全社会对提 高流通券的质量更加重视，商业银行的专家要认真解决清分机应用模式问题，尤 其是中央银行在发布新标准后要加大对流通券和入库券的管理力度；四是国内各 家商业银行要加大改革力度与国际接轨，提高服务意识，把为老百姓提供整洁和 整齐的钞票作为自身的工作要求。这样才能使清分机得到更好的普及和推广。 可以相信，小型纸币清分机在今后几年内将逐步普及到支行及以上的各类商业银 行机构，其市场容量预计每年１０００台左右，以后还会增长到每年数千台的水平。浙江大学硕士论文相关企业应该以“诚信、一流、超值”为理念，共同为国内外银行业提供优质的 产品和超值的服务。只有如此，国产清分机的市场“钱”景才能一片光明１．２课题的提出及研究意义 １．２．１适应市场的需要，提高清分机性价比，促进金融自动化在众多的金融业务电子化后，整个行业的运行效率迅速提高。 我国加入ＷＴＯ以来， 而且，自从随着银行业务对资的开放，银行业的竞争趋于自热化。外资银行自动化的操作流程带来的高效率使我国银行在竞争中处于明显的劣势。 人民币清分环节效率的提高对我国银行业金融自动化效率的提高具有重要的影 响。具有丰富的金融器具生产经验和良好金融行业背景的国内金融器具专业生产 厂家，和具有深厚的高技术背景及优秀人才资源的高校一起合作，发挥个各自的 优势，决定共同开发拥有自主知识产权的高性价比的人民币智能清分机系统，在 提高我国银行业的工作效率的同时，也为我国的金融安全提供了保障。１．２．２课题研究的前景及意义清分机系统是一个将快速图像处理、模式识别、神经网络、数字信号处理 等理论知识应用于生产实践中的光机电系统产品。关于这些方面的应用，是当前 工程学、计算机科学、信息科学、生物、医学甚至社会科学等领域中的热点，通 过系统的研究及实践，使我们对相关领域的研究应用获得一定的技术积累，如， 图像监控、电子ＯＣＲ（光学字符识别）、 图像识别、票据处理。１．３纸币清分机简介 １．３．１功能概述综上所述，纸币清分机必须代替人工完成以下任务：纸币点算，伪钞鉴别， 根据面额分类，根据纸币版本分类，把破损的纸币清分出来，使纸币按照一个方 位排放整齐，按照新旧等级分类输出。因而，最终输出应当是按照要求排放整齐、浙江大学硕士论文类型一致的纸币，而且，为了提高效率必须达到一定速度。综合以上要求，根据 国外同类产品的情况，清分机的基本功能和指标规定如下：●点算功能：能够进行纸币张数统计，速度必须达到１０００张／分钟以上；●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； ?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／分钟以上。 ●版本清分：能够把不同版本的纸币分类输出，速度达到６００张／分钟以上； ●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／分钟以上： ●方位识别：能够正确识别纸币方位，可以把四种方位（诋上、正下、反 上、反下）的纸币分类输出，速度达到６００张／分钟以上； ●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／分钟以上；１．３．２发展现状把计算机技术应用到纸币清分上面，很早以前就引起了国外研究者的广泛兴 趣，目前国外在纸币识别领域技术已经较为成熟。对于面额、面向的识别率已经 接近１００％［２１，而对于新旧清分，国外也陆续采用过一些方法，如声音识别、图 像识别等。同时，作为这些技术的应用，一些产品也已经在市场上产生，如英国 劳雷尔的ＴＤＵ一５０Ｃ，日本光荣的ＧＲＵ．２００、东芝ＦＳ．８００等。他们由于研发时间 生产厂家 型号 功能同时处理３种不同货币；１０个速度适用范围英国劳雷尔ＴＤＵ．５０Ｃ清分等级； 张数、金额点算清分 １、券别检测、合格度检测、形 ４０，０００“６０，０００张／小时最多２１种钞日本东芝ＦＳ８００ ＦＳｌ２００状检测、厚度检测 ２、荧光漂白 ３、?荧光油墨、红外、磁性油墨、 金属线、铝线、水印鉴伪 面额、版面（正面、背面、左、点钞模式ｌＯＯＯ张／ 分钟 面额自动识别模式不同型号对 应不同国家 货币日本光荣ＧＦＵ一２００右面）、缺损、点钞功能； 钞票厚度检测及防伪；浙江大学硕士论文钞票状态检测，包括肮脏物、破 洞、裂缝、卷角、重钞、缺损及 胶纸。６４０张／分钟 清分模式６４０／分钟 正反面模式６４０／分 钟１、自由点算、批量点算 ２、面额清分清分模式６４０张／分 钟；点钞模式１０００ 张／分钟第四、第五 套人民币５ 元、ｌＯ元、 ２０元、５０元、 １００，亡等哈工大ＣＦ２０００３、成色情分（１０个清分等级） ４、正反清分、方位清分 ５、伪钞鉴别、 强大的ＣＣＤ图像检测功能可实 现对票面污渍、折角、破洞、涂处理速度达到每分钟 ５００张以１－ 人民币清华同方Ｓ．１００ＣＮ写痕迹等的检测和清分； 具各安全线解码、荧光、磁性、 红外、尺寸等检测方法，可对各 种钞票进行全面检测 １、钞票种类：各种版本、各种 面额的人民币 ２、清分功能：点数Ｏ―９９９识 别并检出可疑钞票 ３、钞票质量状况清分：适合重 点数模式１２００张／分 清分模式１０００张／分鞍山聚龙ＪＬ５０１Ａ新发行及销毁卷 ４、清分方式；钞票正、反面清 分钞票正、反向清分 ５、清分程度级别：钞票新旧 ０－９级钞票粘贴折损０－９级人民币表１－１产品性能比较表早，技术积累丰富，因而产品在市场上也占有较大份额。相比而言，国内在这方 面明显落后。以前一直是采用人工完成纸币清分工作，采用国外进口产品的银行 也是寥寥无几，对清分机的需求也不是很迫切。然而，近几年由于经济的迅猛发 展，整个市场忽然有了“忽如一夜春风至”的感觉，对清分机的需求猛然间变得 极为迫切。同时，从事清分机研究、开发的机构也如雨后春笋般纷纷亮相。最早 的有哈工大的ＣＦ２０００，清华同方与东芝合作的Ｓ－１００ＣＮ，鞍山聚龙公司的ＪＬ５０１Ａ 等产品也已经或即将上市。为了更好的了解清分机的发展形势，表１―１对目前 市场上的主要产品进行比较。１．３．３基本方法综述为了应用和进一步发展前人的研究成果，下面从清分机各种功能出发，对浙江大学硕士论文国内外相应的解决方法以及优缺点进行分类探讨。 ｌ、点算功能 点算是最基本的功能，现在在简单的点钞机上已经得到很好的实现，一般是 通过一个对射或反射式的红外传感器来完成的。当纸币到来时，遮挡住红外传感 器的光路，传感器输出电平会产生高低变化，有脉冲输出，通过计算输出的脉冲 个数即可计算走过的纸币张数。 ２、鉴伪功能引 鉴伪主要是通过检测纸币上的防伪标记来实现的，根据纸币（一般指人民币） 的防伪特征主要的鉴伪方法有如下几种： ?荧光鉴伪 国家在发行人民币时为了防伪的需要，将印刷人民币的纸张经过特殊的化 学处理，使其对紫外光的反射性比普通纸张低。普通纸张在紫外灯的照射下会发 出蓝紫色明亮光线，而真的人民币印刷纸张则不会发光。因此，只要测量出通过 机器的纸张在紫外灯照射下的反射光的强度就能够判断出入民币的真伪。 ●红外鉴伪 人民币的油墨经过特殊处理，使其对特定波长的红外光反射和吸收特性与普 通油墨有所不同。可以采用红外探头检测出透射光和反射光的强度，再与标准值 进行比较，利用检测值与标准值的偏差来判定是否为伪币。 ●磁性油墨鉴伪 人民币印刷的油墨经过特殊处理，具有磁性，而伪币的油墨一般没有磁性。 这种微弱的磁性可以用磁头进行检测。 ●水印鉴伪 真的人民币的水印是在制造纸张时就压制出来的，水印处的纸张比别的地方 厚。假币的水印则是后来印上去的，厚度与别的地方相同，并且不用投射即能够 看到。因为水印即使在透射光下看起来也很暗，所以很难采集到一个可供分析的 清晰图像，如何利用水印来鉴别还有待进一步的研究。 ?金属线鉴伪 在９０年版的５０和１００元人民币中，包含一条金属线，这条金属线是在造纸 时就埋入其中的，从表面看不出来。假币大多没有这条线，即使有，也是后来粘浙江大学硕士论文贴上去的，不用透光即可看出。利用这条金属线不透明的特性，可以用光电探测 器将其检测出来，并根据它的有无判断真伪。 ３、面额清分 通过阅览国内外相关资料，面额识别主要有以下两种方法： ●特征块识别法 通过识别纸币图像中的特征块的方法进行面额识别。最通用的就是识别代表 面值的数字。首先，从纸币图像中提取包含特征的图像块，然后主要采用以下两 种方法进行处理。 （１）模板匹配【４】１５】 计算目标图像块与标准特征图像块的相关系数，当相关系数大于一个规定值 时就认为匹配成功。此种方法国内采用较多。 （２）利用随机掩码进行特征识别１６】【７］［８１１９］ 对目标块利用特殊设计的随机掩码处理后，作为神经网络的输入，通过训 练神经网络进行判别。此种方法在国外文献中多有叙述。 ●尺寸识别法ｆ３】 利用不同面额纸币长宽尺寸不同的特点进行分类，只要计算出扫描纸币图像 的长宽即可判别。 评价：从运算量上来说，尺寸识别法是最简单的，具有其它两种无法相比的 优越性，但是在通用性上则不足；后两种具有通用性，相比而言，模板匹配只要 能够准确选定目标区域，在运算规模上要远小于随机掩码，只需稍微变动即可求 得最大相关系数，而随机掩码在操作上更加复杂，它涉及到更多的像素点的运算， 而且运用神经网络运算量也较大，编程也较为复杂。由于本系统主要针对人民币， 所以采用尺寸识别，实践检验具有１００％的识别率，而且速度极快。 ４、版面识别 可采用特征块识别法，用模板匹配或随机掩码进行。也可采用尺寸识别法， 在本系统中主要采用后者，而且达到很好的效果。５、残缺检验㈣在国内文献中主要采用连通区域提取法进行处理，根据破损处灰度与背景一 致的特点，提取灰度与背景相同的区域，并计算区域面积，如果区域面积大于规浙江大学硕士论文定面积即可判为残缺。 评价：此种方法主要耗费在连通像素的递归搜索上，没有复杂的乘除运算。 ６、新旧清分 纸币新旧清分是整个系统中的核心部分，国内外对于新旧识别的方法也是层 出不穷。这里从以下几个方面进行介绍：●声音识别法【１１］［１２］［１３］［１４］利用新币与旧币在摩擦时发出的声音不一样的特点进行鉴别。我们知道新币 发出的声音比较清脆，而旧币发出的声音比较沉闷，所以用…个麦克风和一个放 大器、加ＡＤ转换电路来采集纸币通过传送带时所发出的声音，通过对声音的分 析进行鉴别。具体过程如下：图１．１纸币声音识别流程图首先经过２层的ＡＤＦ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｆｉｌｔｅｒ）滤除掉环境噪音，然后进行ＦＦＴ 转换，变为频域信号，最后以频域信号作为神经网络的输入，进行分类。此种方 法多为国外早期所使用，由于分辨率不是很高，现在逐渐弃之不用。●透光率识别法［１５１根据在光源照射时，新币透光率高而旧币透光率低的特点，令一个稳定光源 照射纸币，在纸币下用一个色敏传感器进行透光率检测，通过衡量透光率的大小 来进行新旧等级鉴别。此种方法在王晓光的专利中采用。 ●图像识别法 由于以上两种方法分辨率较低，而且纸币的新旧主要还是反映在图像上，所 以近年来图像识别法被广泛采用。对于国外的方法，由于技术保密很少看到，这 里仅对国内几家所采用的方法简要介绍【１６】。 （１）哈工大的方法 将纸币划分为同等大小的Ｍ＊Ｎ个区域，采用投票法确定每一种纸币、每一 种面向前ｔ个最亮的区域，求出这ｔ个区域的灰度平均值（可以根据区域间明暗 的顺序作加权平均）完成新旧判别。 （２）顾临怡，谢英俊专利（浙江大学）方法‘１７１浙江大学硕士论文首先对图像进行滤波、锐化，并与标准图像进行比较，求出表征纸币图像的 特征指标Ｒ、Ｗ和ＣＭ，其中Ｒ为相关系数，表征纸币图像与标准图像的重合 度；ｗ为图像相邻梯度总平均值，表征纸币表面光滑程度；ＣＭ为粗粒化局部方 差均值，表征纸币图像模糊程度。∑∑８（ｍ，ｎ）ｒ（ｍ，珂）Ｒ＝―――』』―Ｔ――――――Ｔｆ∑∑石ｍ洲ｊｆ∑∑ｒ㈣：］＿ｍ－Ｉｎ∥＝∑∑ＪＧ（ｆ，＇，）一Ｇ［（ｆ＋１Ｍｉ＝ｌ Ｊ＝ｌＣＭ：警笠３ ｎ∑／ｎｊ五（ｆ√）ｍ，●竹。百百 其中删＝去喜喜冰一，ｅｒａ＋ｋ，㈧％＋ｆ】＿吮ｏ√））２ 尬（ｆ√）＝上／＇／＇／３ Ｄ，ｒ／３量ｋ＝ｌ羔Ｉ＝ＩＥ【（ｆ一１ ｏｍ＋ｋ，（，一１）ｏｎ３＋ｌ】砘班志圭ｋ＝ｌ兰ｌ＝１ Ｅ毗一?）．ｆ１＋毛（，一－）．ｆ２＋ｆ】１ｌ＝ｍ／ｍ２，１２＝ｎ／ｎ２再对所求出的特征指标Ｒ、Ｗ和ＣＭ分档，加权平均，得到纸币破ＩＮ度的 综合指标：Ｄ＝（尸?ｉｎｌ＋Ｐ２其中Ａ＋Ｐ２＋Ｂ＝１ｎ．ｉ｝２＋Ｐ３－譬）／３且ＰＩ＞Ｏ，Ｐ２＞Ｏ，Ｐ３＞Ｏ把计算出的Ｏ与事先设定的值ＯＳ比较，如果Ｏ＜ＯＳ则为旧币，反之为新币。评价㈣：（１）纸币的新旧主要体现在图像、挺括度和纸质上。其中最主要的差别，即最能反映新旧差异的是前者。人类主要的鉴别方式也主要是用眼睛辨 别，其次才是靠手感。所以，采用图像识别比用声音（检测挺括度）、用透光率浙江大学硕士论文（检测纸质）都有更高的分辨率。 （２）在图像识别方面，哈工大的方法太简单，它只挑选灰度较高（即颜色 浅的区域）来比较，而且对于这些区域把所有的差异都归结于一个平均值，如此 一来，不但摒弃掉了许多新旧信息，而且选中的区域仅用一个值来衡量，也不能 够充分反映该区域的新旧信息。 对于顾临怡等专利所用的方法，采用的三个指标均是统计的方法，而统计的 方法只能把复杂的许多个体之间的差异均衡化，不能体现个体间的相互关系，对 于大面上的污渍还是能分辨的出来的，但是很难识别出小的点划线，但是这种点 划线在纸币上是非常明显。另一方面，采用整体计算相关性在新旧纸币没有精确 对准时所造成的误差是较大的，而所有的新币本来就不是完全一样的，因而精确 对准是不可能的。利用梯度和方差均值依然有把差异缩小化的毛病，不过比起哈 工大的要好一些。而且，采用这种方法在运算量上也是较大的。针对国内新旧识 别方法所存在的缺点，我们在经过仔细研究的基础上，在本文后面提出了能够包 含更多新旧信息的新旧识别算法，该算法不但从理论上比上述方法更加精确、运 算量小，而且在计算机模拟和实践中都有好的效果。１．３．４系统方案从前面的引言，我４ｆＪ失Ｈ道国内清分机市场，也有很多厂家和高校在开发， 并且有产品在市场上小规模的推广。综合分析了相应产品的系统架构方案，结合 当前的相关技术发展应用条件，我们提出了高性价比的ＡＲＭ＋ＤＳＰ双核架构解 决方案并得以实现。下面分别对具有典型代表性的方案和本系统方案作简要的介 绍和比较。１０浙江大学硕士论文１．３．４．１ＰＣＩ０４系统方案图１．２清分机系统一ＰＣＩ０４系统架构示意图该系统由于采用市场上应用成熟的ＰＣＩ０４为核心模块，在系统平台的架构 上可以获得大量的软硬件的技术支持，加快了产品调试速度，缩短了产品开发初 期的时间。但是，该系统的局限性也很强，首先在价格上很贵，ＰＣＩ０４的模块 及附加电子盘、内存的价格比较高。其次，系统的硬件模块构架不灵活，不能为 清分机系统的性能特点、功能来专门设计，如Ｉ／Ｏ口的设计。系统的架构框图如 图１．２。１．３．４．２ＤＳＣ２５（ＡＲＭ＋ＤＳＰ）系统方案浙江大学硕士论文图１．３清分机系统一ＤＳＣ２５（ＡＩ啪＋ＤＳＰ）系统架构示意图系统架构完全是针对清分机系统来设计的，如图Ｉ．３，在系统的架构上具有 如下的特点：１）系统平台硬件设计简洁，２）实时性好，３）硬件平台价格低廉。但 是，由于开发初期，ＤＳＣ２５核在国内的软硬件方面的技术支持比较少，对系统 开发初期的要花更多的时间去调试摸索。幸运的是，我们的系统在调试过程中虽 然也碰到了这样那样的问题，但总体而言，还是很顺利的完成了系统软硬件平台 的实现。详细系统设计在下面的第四章将有描述。１．４本文主要研究内容及结构安排在详细研究国内外清分机生产厂家设计思想的基础上，结合研发纸币清分机 项目的具体实践，本文围绕智能清分机系统的研究和实现两方面的内容作论述， 论证了在智能清分机系统中实现的两个新的思路：１）基于快速图像处理法的 ＤＳＣ２５（ＡＲＭ＋ＤＳＰ双核）系统架构智能清分机系统平台。２）基于灰度直方图 和特征区域相结合的人民币新旧版面识别算法。总的来说，本文共分为四大部分。第一部分――绪论。提出本文的研究课题和研究意义，综述前人的研究结果，在此基础上提出本文的研究任务；第二部分――理论基础，包括第二、三章。首先概述图像处理领域的主要研浙江大学硕士论文究方法，同时分析了纸币图像的一些相关特征，接下来详细探讨了清分机其它功 能的图像处理算法。最后，在第三章，介绍了一些在清分机系统实现中的硬件基 础，其中主要是系统中的关键核介绍。第三部分――系统设计的实现及实验结果分析，包括第四、五章。首先对整个系统平台设计中的关键部分做出详细描述，论证了选型的合理性。其次，根据 清分机系统的特点，详细论述了系统中重要环节的实现。最后， 系统的结果进行分析，提出相应的探讨。 对智能清分机第四部分――总结与展望。浙江大学硕士论文第二章数字图像处理基础【摘要】阐述了数字图像处理的一些基本概念和主要的研究方法；从这些方法出 发，对纸币的图像特征进行了分析，从而为后面算法设计奠定基础。２。１引言从前一章中可以看到，纸币清分机中许多功能的实现最终都要依靠数字图像 处理的方法来完成。数字图像处理一方面具有较好的处理效果，另一方面图像采 集不与纸币接触，速度快，灵活性也比较大，因而在具体操作上也更加具有优势。 而数字图像处理本身就已经成为工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理、 化学、生物学等领域中各学科学习和研究的对象［１８Ｊ。数字图像处理方法的研究 源于两个主要的应用领域：其一是为了便于人们分析而对图像信息进行改进：其 二是为了使机器自动理解而对图像数据进行存储、传输及显示。 为了更好的探讨后面的算法，下面首先简要介绍该领域中的基本概念和主要 研究方向。２．２数字图像处理基础 ２．２．１基本概念１、图像感知和获取 图２．１显示了用来将照射量变为数字图像的三种主要传感器装置。原理很简 单，通过将输入电功率和对特殊类型检测能源敏感的传感器材料组合，把输入能 源转变为电压。输出电压波形是传感器的响应，同时，一个数字量可从数字化该 响应的每个传感器得到。劬‘…。１４浙江大学硕士论文图２．１（ａ）单个成像传感器（ｂ）线性传感器（ｃ）传感器阵列用线性传感器获取图像如图２．２（ａ）所示，传感器在一个方向上提供成像单元。 相对于传感器带垂直方向的运动在另一方向上成像，这是大多数平板扫描仪所用 的装置，本文实现的清分机系统就是采用的该成像装置。成像传感器带一次给出 一幅图像的一行，传感器带和被扫描物体的相对运动完成二维图像的另一维。浙江大学硕士论文图２．２用线性传感器获取图像２、灰度一幅图像可定义为一个二维函数舡，ｙ），Ｘ、Ｙ是空间坐标，而在任何一对空间坐标（ｘ，ｙ）上的幅值ｆ成为该点图形的强度或灰度。 ３、图像取样和量化 从前面的讨论，我们看到有几种获取图像的方法在所有这些方法中我们的目 的是相同的就是从感知的数据中产生数字图像。大多数传感器的输出是连续电压 波形，这些波形的幅度和空间特性都与感知的物理现象有关。为了产生一幅数字 图像，需要把连续的感知数据转换为数字形式。这包括两种处理：取样和量化。 取样和量化的基本概念 图２．３说明了取样和量化的基本概念。图２．３（ａ）显示了一幅连续图像ｆ（ｘ，ｙ）， 我们想把它转换为数字形式。一幅图像的Ｘ和Ｙ坐标及幅度可能都是连续的。 为了把它转换为数字形式必须在坐标和幅度上都做取样操作。数字化坐标值称为 取样，数字化幅度值称为量化。 示于图２．３（ｂ）的一维函数是图２．３（ａ）中沿线段ＡＢ的连续图像幅度值（灰 度级）的曲线。随机变化是由图像噪声引起的。沿ＡＢ线段等间隔对该函数取样， 如图２．３（ｃ）所示。每个取样位置由图底部的垂直小线段给出。取样如放在函数 白线上的白色小方块所示。这一组离散位置给出了取样函数。然而，取样值在灰 度级值上还是连续分布的。为了形成数字函数，灰度值也必须转变为离散值（数 字化）。图２．３（ｃ）的右侧显示了分为８个离散级别的灰度级标尺，其范围从黑到１６浙江大学硕士论文白，垂直面上的小线段标记指示赋予８级发度的每一级一特定值。每一取样的连 续灰度值简单量化为８个离散灰度级中的一个。赋值是样值对小标记在垂直方向 上所做的近似。由取样和量化产生的数字样值示于图２．３（ｄ）中。从图像的顶点开 始逐行执行这一过程产生一幅二维数字图像。图２．３数字图像取样和量化４、数字图像表示 取样和量化的结果是一个实际矩阵。在本文中将用两种主要方法来表示数字 图像。假如一幅图像ｆ酝，ｙ）被取样，则产生的数字图像有Ｍ行和Ｎ列。现在， 坐标（ｘ，ｙ）的值变成离散量。为表达清楚和方便起见，对这些离散坐标应该用 整数。这样原点的坐标值（ｘ，ｙ）＝（０，０）。沿图像第一行的下一个坐标值用（ｘ，ｙ）浙江大学硕士论文＝（Ｏ，１）来表示。记住，用符号（Ｏ，１）表示第一‘行的第二个取样是很重要的，但它 并不意味着是图像取样的物理坐标实际值。图２ ４了贯穿本文中所用的坐标约 定。 下面是紧凑矩阵格式写出完整的Ｍ×Ｎ数字图像：苁ｏ，Ｏ）ｆ（ｘ，ｙ）＝厂（ｏ，１） ｆ（１，１）：… … …ｆ（Ｏ，Ⅳ一１） ｆ（１，Ⅳ一１）：ｆ（１，０）：ｆ（Ｍ一１，０）ｆ（Ｍ一１，１）－“ｆ（Ｍ一１，Ｎ－１）以更正规的数学术语描述取样和量化有时可能有用。令Ｚ和Ｒ分别表示整 数集和实数集。取样过程可看做是把ｘｙ平面分为网格，每一网格中心的坐标是 笛卡儿积ｚ２的一对元素，ｚ２是所有有序元素对（ｚｉ，Ｚｊ）的集合，ｚｉ和ｚｊ是ｚ 中的整数。因此，如果（ｘ，ｙ）是ｚ２中的整数，并且ｆ是灰度级值（即实数集ＲｙＸ图２．４本文表示数字图像所用的坐标约定的一个实数）赋予每个特定坐标对（ｘ，ｙ）的函数，则ｆ（ｘ，ｙ）就表示一幅数字图像。很显然，这个函数赋值过程就是前边描述的量化过程。如果灰度也是整数， 则ｚ代替Ｒ，数字图像变成一个二维函数且它的坐标和幅值都是整数。 数字化过程对于Ｍ，Ｎ值和每个像素允许的离散发度级数Ｌ需要一个判定。 对Ｍ和Ｎ除了必须取正整数外没有其它要求。然而，出于处理、存储和取样硬 件的考虑，灰度级典型取值是２的整数次幂：１８浙江大学硕士论文Ｌ＝２Ｋ这里假设离散发度级是等间隔的并且是区间［０，Ｌ一１］内的整数。有时坎 度级取值范围称为图像的动态范围。把占有灰度级全部有效段的图像叫做高动态 范围图像。当相当可观数目的像数呈现这样的特性时，图像就有较高对比度。相 反，低动态范围的图像看上去似乎是冲淡了灰暗格调。 数字ｂ是存储数字图像需要的比特数，有：ｂ＝Ｍ ＸＮ×ｋ当Ｍ＝Ｎ时，上式变为：ｂ＝Ｎ２Ｋ表２．１显示了对于Ｎ和Ｋ的不同取值，需要用来存储方形图像的比特数。括号 中显示的是相对每一ｋ值的灰度级数。 当一幅图像有２Ｋ灰度级时，实际上通常称该图像是ｋ比特图像。例如，一 幅图像有２５６个可能的灰度级称其为８比特图像。注意，大小为１０２４×１０２４的８ 比特图像的存储是必要的，再高就没有意义了。表２．１Ｎ开口Ｋ变化时存储的比特数５、空间和灰度级分辨率 取样值是决定一幅图像空间分辨率的主要参数。基本上，空间分辨率是图像 中可辨别的最小细节。假定我们画一幅宽度为Ｗ的垂直线的图，在线间还有宽 度为ｗ的线。线对是由一条线与它紧邻的线组成的。这样线对的宽度为２Ｗ．并 且每单位距离有１／２Ｗ对线。广泛使用的分辨率的意义是在每单位距离可分辨 的最小线对数目例如每毫米１００线对。 类似地，灰度级分辨率是指在灰度级别中可分辨的最小变化。 在灰度级中，测量可分辨的变化是一个高度主观的过程。这里考虑了用以产１９浙江大学硕士论文生数字图像取样数目的判断方法，但是对于灰度级数，这种方法却不可行。由于硬件方面的考虑，灰度级数通常是２的整数次幂。大多数情况该值取８比特， 在某些特殊的灰度增强的应用场合可能用１６比特。有时，我们寻求以１０或１２ 比特精度数字化一幅图像的系统，但这些系统都是特例而不是常规系统。 当没有必要对涉及像素的物理分辨率进行实际度量和在原始场景中分析细 节等级时，通常就把大小为Ｍ×Ｎ，灰度为Ｌ级的数字图像称为空间分辨率为ＭｘＮ 像素、灰度级分辨率为Ｌ级的数字图像。为清楚起见，在后续的讨论中我们将 经常使用这一术语，仅在需要时参照实际分辨率细节 ６、混淆的水纹图样 数学定理可知曲线之下的区域是有限的那些函数可以用频率可变的正弦或 余弦函数来表示。高频的正余弦分量决定函数的最高频率含量。假定，这个最高 频率是受限的，并且该函数时间上是无限的（这些函数称为频带受限函数）。香 农取样定理［ＢｒａｃｅｗｅｌＪ（１９９５）］告诉我们，如果一个函数以等于或大于其最高 频率的２倍取样，那么就能从取样完全复原原函数。如果函数被亚取样，则混淆 的现象将恶化取样的图像。混淆以附加频率分量的形式被引入取样后的函数。这些频率称为混淆频率。（注意，图像的取样是单位距离的取样数目在两个空间方向上）。 但如实践中表现的那样，除了一些讨论的特殊情况外，实际上满足取样定理 是不可能的。我们只能用时间有限的取样数据去工作。可以仿照用一个选通函数 去乘无限函数的方法把时间无限函数转换为时间有限的函数，选通函数在某一时 间间隔取值为１，其它时为０。遗憾的是，选通函数本身也有无限扩展的频率分 量。这样，在对频带受限函数限制时间时导致限制频带失效，这将使其违背取样 定理的关键条件。在图像中，消除混淆效应的主要方法是在取样前通过模糊图像 降低引起混淆的高频分量。然而，在取样图像中混淆总是存在的。混淆频率的影 响在正确条件下可看成是以下边讨论的叫做”水纹图样’的形式。有一种重要的特殊情况，在这种情况下，在有限的时间间隔内不违反取样定理的条件下，对时间无限的函数取样。当一个函数是周期函数时，可以按等于或 超过其最高频率２倍的频率对它取样，在函数周期整数倍的准确位嚣捕获样点 时，从样点复原该函数是可能的。这个特殊情况使我们可以生动地说明水纹效应。２０浙江大学硕士论文图２．５显示了两个周期相同的等间隔垂直条纹的图样，以相反的方向旋转，然后 互相重迭，使两幅图像相乘。在图２．５中可以看到周期性断裂导致的水纹图样， 作为在垂直方向走的二维砸弦（混淆的）波形（看上去像波纹状的白铁皮屋。由 周期性墨点组成的印刷品数字化（例如扫描）图像时也会出现类似的图样，本文 的光学装置就是这样的。图２．５水纹效应的实例７、像素间的一些基本关系 考虑在数字图像中像素间的一些重要关系。如前边提到的那样一幅图像用 ｆ（ｘ，ｙ）表示。当我们指特殊像素时用小写字母（如ｐ和ｑ）表示。 ７．１相邻像素 位于坐标（ｘ，ｙ）的一个像素ｐ有４个水平和垂直的相邻像素其坐行由下式 给出： （ｘ＋１，ｙ），（ｘ－１，”（ｘ，ｙ＋１），（ｘ，ｙ一１） 这个像素称为ｐ的４邻域，用Ｎ４（ｐ）表示。每个像素距（ｘ，ｙ）一个单位距离， 如果（ｘ，ｙ）位于图像的边界，则Ｐ的某一邻像素位于数字图像的外部。 Ｐ的四个对角邻像素有如下坐标： （ｘ＋１，ｙ十１），（ｘ一１，ｙ＋１），（ｘ一１，ｙ＋１），（ｘ一１，ｙ－－１） 并用ＮＤ（ｐ）。与４个邻域点一起把这些点叫做Ｐ的８邻域，用ＮＤ（ｐ）表示。 与前边一样，如果（ｘ，ｙ）位于图像的边界，则ＮＤ（ｐ）和ＮＤ（ｐ）落入图像的外 边。 ７．２邻接性、连通性、区域和边界 像素间的连通性是一个基本概念，它简化了许多数字图像概念的定义，如区２１浙江大学硕士论文域和边界。为了确定两个像素是否连通，必须确定它们是否相邻及它们的放度值 是否满足特定的相似性准则（或者说，它们的灰度值是否相等）。例如，在具有 ０，１值的二值图像中，两个像素可能是４邻接的，但是，仅仅当它们仅仅具有 同一灰度值时才能说是连通的。 令Ｖ是用于定义邻接性的灰度值集合。在二值图像中如果把具有１值的像 素归入邻接的，则ｖ＝（１）。在灰度图像中，概念是一样的，但是集合ｖ一般 包含更多的元素。例如，对于具有可能的灰度值且在０到２５５范围内的像素邻接 性，集合ｖ可能是这２５６个值的任何一个子集。考虑三种类型的邻接性： （ａ）４邻接；如果ｑ在Ｎａ（ｐ）集中，具有Ｖ中数值的两个像素Ｐ和ｑ是４邻 接的。 （ｂ）８邻接：如果ｑ在Ｎ８（ｐ）集中，则具有Ｖ中数值的两个像素Ｐ和ｑ是８ 邻接的。 （ｃ）ｍ邻接（混合邻接）：如果（ｉ）ｑ在Ｎ４（ｐ）中，或者（ｉｉ）ｑ在ＮＤ（ｐ）中且集合Ｎ４（ｐ）ｎＮ４（ｑ）没有Ｖ值的像素，则具有Ｖ值的像素Ｐ和ｑ是ｉｎ邻接的。从具有坐标（ｘ，ｙ）的像素Ｐ到具有坐标（ｓ，ｔ）的像素ｑ的通路（或曲线） 是特定像素序列，其坐标为：（ｘ０，ｙ０），（ｘｌ，ｙ１），…，（ｘｎ，ｙｎ）这里（ｘ０，ｙ０）＝（ｘ，ｙ），（ｘｎ，ｙｎ）＝（Ｓ，ｔ），并且像素（ｘｉ，ｙｉ）和（ｘｉ一１，ｙｉ一１）（对于１≤ｉ≤ｎ）是邻接的。在这种情况下，ｎ是通路的长度。如果（ｘ０，ｙ０）＝（ｘｎ，ｙｎ），则通路是闭合通路。可以依据特定的邻接类型定义 ４，８或ｍ邻接。例如，图２．６（ｂ）所示的，东北角和东南角点之间的通路是８通 路，图２．６（ｃ）中的通路是ｍ通路。注意在ｍ通路中不存在二义性。 令ｓ代表一幅图像中像素的子集。如果在ｓ中全部像素之间存在一个通路， 则可以说两个像素Ｐ和ｑ在Ｓ中是连通的。对于ｓ中的任何像素ｐ，ｓ中连通到该 像素的像素集叫做ｓ的连通分量。如果ｓ仅有一个连通分量，则集合ｓ叫做连 通集。 令Ｒ是图像中的像素子集。如果Ｒ是连通集，则称Ｒ为一个区域。一个区 域Ｒ的边界（也称为边缘或轮廓）是区域中像素的集合，该区域有一个或多个 不在Ｒ中的邻点。如果Ｒ是整幅图像（我们设这幅图像是像素的方形集台），则浙江大学硕士论文边界由图像第一行、第一列和最后一行一列定义。这个附加定义是需要的，因为 图像除了边缘没有邻点。正常情况下，当我们提到一个区域时，指的是一幅图像 的子集并且区域边界中的任何像素（与图像边缘吻合）都作为区域边界部分全部 包含于其中。 边缘的概念在涉及区域和边界的讨论中常常遇到。然而，这些概念中有一个 关键区别。一个有限区域的边界形成一条闭合通路，并且是“整体”概念。边 缘是由具有某些导数值（超过预先设定的阂值）的像素形成。这样，边缘的概念 是基于在不连续点进行灰度级测量的局部概念。把边缘点连接成边缘线段是可能 的，并且有时以与边界对应的方法连接线段但并不总是这样。边缘和边界吻合的 一个例外就是二值图像的情况。根据连通类型和所用的边缘算予，从二值区域提 取边缘与提取区域边界是一样。０ １ １ ０｝…１：，，，０卜～ｌ ：０】００ｉ７、、０、、ｏｊ、、、、、０００１００、１００、１（ａ）（ｂ）（ｃ）图２．６（ａ）像素安排，（ｂ）中心像素的８邻接像素（虚线所示），（ｃ）ｎｌ邻接８、距离度量 对于像素Ｐ，ｑ和ｚ，其坐标分别为（ｘ，ｙ），（ｓ，ｔ）和（ｖ，ｗ），如果：ａ）Ｄ（ｐ，ｑ）＞／０ＣＤ（ｐ，ｑ）＝０，当里仅当ｐ＝ｑ）ｂ）Ｄ（ｐ，ｑ）＝Ｄ（ｑ，ｐ） ｃ）Ｄ（ｐ，ｚ）≤Ｄ（ｐ，ｑ）＋Ｄ（ｑ，ｚ）则：Ｄ是距离函数或度量。 Ｐ和ｑ间的欧氏距离定义于下：１Ｄｅ（ｐ，ｑ）＝（（ｘ―ｓ）２＋（ｙ―ｔ）２］ｉ对于度量距离，距点（ｘ，ｙ）的距离小于或等于某一值ｒ的像素是，中心在 （ｘ，ｙ）半径为ｒ的圆平面。 Ｐ和ｑ间的距离Ｄ４（也叫城市街区距离）如下式定义： Ｄ４（Ｐ，ｑ）＝ｌｘ―ｓ＋Ｉｙ―ｔ浙江大学硕士论文在这种情况下，距（ｘ，ｙ）的Ｄ４距离小于或等于某一值ｒ的像素形成一个 中心在（ｘ，ｙ）的菱形。例如，距（ｘ，ｙ）的Ｄ４距离小于或等于２的像素形成 固定距离的下列轮廓；９、基于像素的图像操作 在图像处理中，大量的文献是关于像素间运算的，例如，用一幅图像去除另 一幅图像。 如前，图像以矩阵的形式表示，而矩阵除法无定义，因此当我们提到类似用 一幅图像除另一幅图像的运算时，意思是在两幅图像相应的像素间执行除法运 算。例如，如果ｆ和ｇ是两幅图像，用ｇ除ｆ形成的图像的第一个像素值是用ｇ 中的第一个像素去除ｆ中的第一个像素的结果，当然，是假设在ｇ中没有一个像 素值为０。其它的算术和逻辑操作也类似地定义为图像中相对应的像素间的操 作。 １０、线性和非线性操作 令Ｈ是一种算子，其输入和输出都是图像。如果对于任何两幅图像ｆ和ｇ 及任何两个标量ａ和ｂ有如下关系，则称Ｈ为线性算子： Ｈ（ａｆ＋ｂｇ）＝ａＨ（ｆ）＋ｂｈ（ｇ） 换句话说，对两幅图像（用所示的常数去乘）的和应用线性算子等同于分别 对图像应用该算子并各自与适当的常数相乘，然后将结果相加。例如，对Ｋ幅 图像求和的算子是一个线性算子。计算两幅图像差分绝对值的算子就不是线性算 子。 线性算予在图像处理中特别重要。因为它们是充分了解理论和实践结果的主 要基础。虽然非线性算子也会提供较好的性能，但是它们不是总可以预测的，大 部分不能在理论上很好地理解。浙江大学硕士论文２．２．２空间域图像增强增强的首要目标是处理图像，使其比原始图像更适合于特定应用。这里的” 特定”很重要。因为它一开始就确立了本节所讨论技术是面向问题的。例如，一 种很适合增强ｘ射线图像的方法，不一定是增强由空间探测器发回的火星图像 的最好方法。暂目不谈所用的方法，图像增强本身就是图像处理中最具有吸引力 的领域之一。 图像增强方法分为两大类：空间域方法和频域方法。“空间域”一词是指图 像平面本身，这类方法是以对图像的像素直接处理为基础的。频域处理技术是以 修改图像的傅氏变换为基础的。以这两类方法的各种结合为基础的增强是不常见 的。本节关于增强的许多基本技术在后续章节里的清分机图像处理应用中也会用到。图像增强的通用理论是不存在的。当图像为视觉解释而进行处理时，由观察 者最后判断特定方法的效果。图像质量的视觉怦价是一种高度主观的过程，因此， 定义一个“理想图像”标准．通过这个标准去比较算法的性能。当为机器感知而 处理图像时，这个评价任务就会容易一些。例如在一个特征识别的应用中，不考 虑像计算要求这些问题．最好的图像处理方法是一种能得到最好的机器可识别结 果的方法。不论怎样，甚至在把一个明确的性能标准加于这个问题的情况下在选 择特定的图像增强方法之前，常常需要一个试验和误差的特定量。２．２．２．１直方图处理直方图是多种空间域处理技术的基础，它能有效的用于图像增强，在图像压 缩和分割中也是非常有用的‘１ ８】１１９】。利用直方图还可以进行图像分析，察看它图 像灰度的分布情况。它成为了实时图像处理的一个流行工具 １、基本概念 灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图像中具有该灰度级的像素的个数： 横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度出现的频率（像素的个数）。经常用图像中像 素的总数来除它的每一个值得到归一化的。浙江大学硕士论文图２．７灰度直方图下面首先采用这种工具对纸币进行图像分析。 ２、直方图像分析图２．８灰度直方图分析从纸币的直方图中可以看到，整个纸币的灰度值分布还是比较均匀的，整个 的覆盖全部灰度级，其中主要分布在７０．２５０之间。因而，图像是比较复杂的。２１２＿２．２图像平均处理考虑一幅将噪声ｒｔ（ｘ，ｙ）加入到原始图像ｆ（ｘ，ｙ）形成的带有噪声的图像ｇ（ｘ，ｙ），即： ｇ（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ，ｙ）＋ｒｔ（ｘ，ｙ）这里假设每个坐标点（ｘ，ｙ）的噪声都不相关且均值为零。我们处理的目标 就是通过人为加入一系列噪声图像（ｇ，（ｘ，ｙ））来减少噪声。 如果对Ｋ幅不同的噪声图像取平均形成图像ｇ（ｘ，ｙ）：一ｋｇ（ｘ，ｙ）２｝∑ｇ。（Ｘ，ｙ）ｉ＝ｌ则：浙江大学硕士论文Ｅ｛ｇ（ｘ，ｙ）｝＝ｆ（ｘ，ｙ）２ｌ２Ｏ＇ｇ（ｗ）。ｉ盯口（Ⅵ）２，其中在所有坐标点（ｘ，ｙ）上，Ｅ｛ｇ（Ｘ，ｙ）｝是ｇ的期望值，盯如，）与盯纛，）分别是ｇ与ｑ的方差。在平均图像中任何一点的标准差为：１盯辨¨２忑盯帅）当ｋ增加时，在各个（ｘ，ｙ）位置上像素值的噪声变化率将减小。 因为Ｅ｛ｇ（ｘ，ｙ））＝ｆ（ｘ，ｙ）， 这就意味着随着在图像均值处理中噪声图像使用量的增加，ｇ（ｘ，ｙ）则越来越趋近于ｆ（ｘ，ｙ）。在实际应用中，为了防止在 输出图像中引人模糊及其它人为影响，图像ｇｉ（ｘ，ｙ）必须被配准。 当噪声加人一幅图像中时，图像求平均处理的某些实现中，有可能会出现负 值。实际上，这是更精确的情况，因为，具有零均值和非零方差的高斯随机变量 具有负值及正值。有一种种标定方法，即，在给定的平均图像中，得到的最小值 及它的负值加到图像上，然后，在改进后的图像中，采用２５５／Ｍａｘ去乘被改进 图像的每一个像素的方法重新标定回［Ｏ，２５５］的范围，这里，Ｍａｘ图像中 的最大值。２．２．２．３空间滤波基础某些邻域处理工作是操作邻域的图像像素值以及相应的与邻域有相同维数 的子图像的值。这些子图像可以被称为滤波器、掩模、核、模板或窗口，其 中前三个词是更为普遍的术语。在滤波器子图像中的值是系数值，而不是像素值。 滤波的概念来源于在频率域对信号进行处理的傅里时变换，这个题目将在下 一节中介绍。在本节中我们的兴趣在于直接对图像像素处理的操作。这里使用空 问滤波这一词汇区别更传统的频率域滤波处理。 空间滤波的机理示于图２。７。该处理就是在待处理图像中逐点地移动掩模。 在每一点（ｘ，ｙ）处，滤波器在该点的响应通过事先定义的关系来计算。对于线 性空间滤波，其响应由滤波器系数与滤波掩模扫过区域的相应像素值的乘积之和浙江大学硕士论文给出。 图２．７所示３×３的掩膜，在图像中的点处，用该掩模线性滤波的响应Ｒ为：脚（一１，一１）ｆ（ｘ一１，ｙ一１）＋ｗ（一１，０）ｆ（ｘ一１，ｙ）＋…＋ｗ（Ｏ，０）ｆ（ｘ，ｙ）＋…＋ｗ（１，Ｏ）ｆ（ｘ＋ｌ，ｙ）＋…十Ⅳ（１，１）ｆ（ｘ＋１，ｙ＋１）我们看到的是掩模系数与直接在掩模下的相应像素的乘积之和。注意，具体 地说．系数Ｗ（Ｏ，Ｏ）与图像值ｆ（ｘ，ｙ）相符合是指当乘积求和计算发生时，掩 模位于（ｘ，ｙ）的中心。对于一个尺寸为ｍＸｒｌ的掩模，我们假设，ｍ＝２ａ＋ｌ且ｎ ＝２ｂ＋１，这里ａ，ｂ为非负整数。 一般来说，在ＭＸＮ的图像ｆ上，用ｒｎＸｎ大小的滤波器掩模进行线性滤 波由下式给出：口ｂｇ（Ｘ，Ｙ）＝∑∑ｗ（ｓ，ｔ）ｆ（ｘ＋ｓ，ｙ＋ｆ）￥＝－ａｌ＝－ｂ这里，与上一段一样ａ＝（ｍ―１）／２且ｂ＝（ｎ―１）／２。为了得到一幅完 整的经过滤波处理的图像，必须对ｘ＝０，１，２，…，Ｍ．１和ｘ＝０，１，２，…， Ｎ一１依次应用公式。这样就保证了对图像中的所有像素进行了处理。显然，当ｍ ＝ｎ＝３时，就是上一段中给出例子的简化表达。线性滤波处理与频率域中卷积 处理的概念很相似，因此，线性空间滤波处理经常被称为“掩模与图像的卷积”。 类似地。滤波掩模有时也可以称为”卷积模板’，‘卷积核’一词也常用于此。 当我们的兴趣在于对图像任一点（ｘ，ｙ）进行ｍＸｎ掩模处理得到的响应Ｒ，而不是模板卷积的机理时，实践中通常用如下形式简化表达形式：Ｒ＝ｗＩｚｊ＋ｗ２２２＋…十ｗ肿ｚｍｎ＝∑Ⅵｔｉ＝ｌ其中Ｗ为掩模系数，Ｚ为与该系数对应的灰度值，Ｉｎｎ为掩模中包含的像素 点总数。浙江大学硕士论文２．２．３基本的研究方法数字图像处理是一门计算机科学与数学以及其它学科的交叉科学，因而主要 有以下几种研究方法： １、矩阵运算及数理统计在数字图像处理的应用［１８１ 因为，图像的数字表示是以矩阵的形式出现的，对它的基本运算也是建立在 矩阵运算的基础上。简单的有加减法处理、对数变换、幂次变换、分段线性变换 等，它们都是数字图像处理的基础。浙江大学硕士论文数理统计方法在图像处理中也有应用，最典型的是直方图，还有利用相关性 进行图像匹配等。 ２、信号处理在数字图像处理中的应用 通过引入空间频率的概念，数字处理中的许多问题就可以用信号处理中的方 法来解决。例如各种噪声滤波算法、图像锐化、图像平滑、图像压缩、图像分割、 图像提取等。 ３、数学形态学在数字图像处理中的应用 将数学形态学作为工具，从图像中提取对于表达和描绘区域形状有用处的图 像分量，比如边界、骨架、以及凸壳。另外，如果把一幅图像看作一个三维坐标 的ｘ、Ｙ平面，把灰度值看作ｚ坐标，那幺整副图像就成为一个立体图形，完全 可以应用三元函数中的分析工具进行处理。２．３利用统计法分析纸币图像特征 ２．３．１直方图图２．１ ０纸币灰度直方图直方图是多种空间域处理技术的基础，它能有效的用于图像增强，在图像压 缩和分割中也是非常有用的。利用赢方图还可以进行图像分析，察看它图像灰度 的分布情况。下面首先采用这种工具对纸币进行图像分析。 直方图像分析浙江大学硕士论文图２．１１灰度直方图分析从纸币的直方图中可以看到，整个纸币的灰度值分布还是比较均匀的，整 个的覆盖全部灰度级，其中主要分布在７０―２５０之间。因而，图像是比较复杂的。２．４在频域中分析纸币图像特征 ２．４．１概述空间频率随时间周期变化的信号可用频率度量，如果把时间变量改为空间变量，即成 为表示在空间距离上有周期性变化的信号，因此，当周期固定时，其周期的倒数 就表示为空间频率。在图像中，这个周期性变量表示图像明暗变化的快慢。因而 空间频率高的图像主要表征图像的细微变化或细节内容；空间频率低的图像则表 征图像中的物体轮廓或变化趋势。这个概念是图像处理技术中频域处理的基础。 引入空间频率的概念后，图像中周期性变量就表示为图像明暗变化的快慢。因而，图像中明暗变化快的地方就是高频部分，变化慢的地方就是低频部分。如果要对图像根据明暗变化的不同进行处理，就需要用到信号处理的方法。其中滤 波是信号处理在图像处理中用得最多的地方。主要的滤波器有：巴特沃斯低通滤 波器、高斯低通滤波器、巴特沃斯高通滤波器、高斯高通滤波器、同态滤波器等。 下面利用频域的工具对纸币进行分析‘１啪７１。２．４．２频率分析如下就是两副图像的二维傅俐叶变换。浙江大学硕士论文图２．１２纸币图像频域分析上图中第一副图像是标准的纸币图像，可见高频成分相对而言比较少；第二 副图像是在经过空间对准后，－－Ｎ脏币减去新币后的差分图像，其中除了残留的 标准图案外，更多的是剩余的污渍信息，从它右图中看到，高频成分减少了。可 见，纸币标准图像的频域分布与污渍图像的频域分布基本一样，它们交织混杂在 一起，利用一般的方法很难进行有效的分割。２．５小结本章介绍了数字图像处理方面的主要概念和研究方法，并且利用图像处理 的工具分析了纸币图像的特征：灰度分布比较均匀，许多图形都是由渐变的灰度 值组成，不利于灰度特征提取；纸币图案复杂。首先是细小、分布面广并且互相 连接的底纹，使得纸币各图像区域的色度、亮度区分不明显。其次，大的图形中 嵌套许多小图形。而且，即使图案简单的图形也是由许多色点组成的，不具有均 一性，增大了进行图形识别和分析的难度：污渍与纸币图像频域混杂，无法区分， 频域的滤波处理。以上这些工作，为我们下面的算法设计奠定了基础。浙江大学硕士论文第三章硬件基础【摘要】描述了清分机系统平台中的关键部分，如ＡＲＭ、ＤＳＰ，图像传感器发展趋势及主要应用。其中比较详细地介绍了系统选用的图像传感器ＣＩＳ的应用。３。１引言在当前的高科技日益飞速发展的情形下，各种高性能的芯片层出不穷，芯 片的功能应用是越来越专业细化，处理器的速度、集成度也越来越高，价格反而 越来越便宜。各种系统应用选型的范围越广，如何针对系统的特点选择合适的部 件来完成高性价比的平台搭建，是系统架构的重要一环。要成功的完成这一环节， 必须对系统相关应用领域芯片做出详细的了解。本章针对清分机系统中涉及到的 主要应用芯片，对相关芯片的应用性能做出简要介绍，为系统的下一章选型论证 做出铺垫。３．２ＡＲＭ处理器ＡＲＭ公司自１９９０年正式成立以来，在３２位ＲＩＳＣ（Ｒｅｄｕｃｅｄ ＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｅｔＣｏｍｐｍｅｒ）ＣＰＵ开发领域不断取得突破，其结构已经从ｖ３发展到Ｖ６。由于ＡＲＭ 公司自成立以来，直接以ＩＰ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ）提供者的身份向各大半导体 制造商出售知识产权，而自己从不介入芯片的生产销售，加上其设计的芯核具有 功耗低、成本低等显着优点，因此获得众多的半导体厂家和整机厂商的大力支持， 在３２位嵌入式应用领域获得了巨大的成功，目前已经占有７５％以上３２位ＲＩＳＣ 嵌入式产品市场。在低功耗、低成本的嵌入式应用领域确立了市场领导地位。现 在设计、生产ＡＲＭ芯片的国际大公司已经超过５０多家，国内的中兴通讯和华为通讯等公司已经购买ＡＲＭ公司芯核用于通讯专用芯片的设计。目前非常流行的ＡＲＭ芯核有ＡＲＭ７ＴＤＭＩ，ＳｔｒｏｎｇＡＲＭ，ＡＲＭ７２０Ｔ， ＡＲＭ９ＴＤＭＩ，ＡＲＭ９２２Ｔ，ＡＲＭ９４０Ｔ，ＲＭ９４６Ｔ，ＡＲＭ９６６Ｔ，ＡＲＭｌ０ＴＤＭＩ等。 自Ｖ５以且，ＡＲＭ公司提供ＰｉｃｃｏｌｏＤＳＰ的芯核给芯片设计得，用于设计ＡＲＭＤＳＰ 的ＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ 系统（Ｒｅａｌ ＴｉｍｅＯｎＣｈｉｐ）结构芯片。此外，ＡＲＭ芯片还获得了许多实时操作 Ｓｙｓｔｅｍ）供应商的支持，比较知名的有：ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ、ＯｐｅｒａｔｉｎｇＬｉｎｕｘ、ｐＳＯＳ、ＶｘＷｂｒｋｓ、Ｎｕｃｌｅｕｓ、ＥＰＯＣ、ｕＣＯＳ、ＢｅＯＳ等。浙江大学硕士论文随着国内嵌入式应用领域的发展，ＡＲＭ芯片必然会获得广泛的重视和应用。但是，由于ＡＲＭ芯片有多达十几种的芯核结构，７０多芯片生产厂家，以及千变万化的内部功能配置组合，给开发人员在选择方案时带来一定的困难。所以，对 ＡＲＪＶＩ芯片做一对比研究是十分必要的。 ＡＲＭ技术应用领域及其特点： ＡＲＭ提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。由于所有产品 均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行（理论上如 此）。典型的产品如下。 ①ＣＰＵ内核一咄ＲＭ７：小型、快速、低能耗、集成式ＲＩＳＣ内核，用于移动通信。一ＡＲＭ７ＴＤＭＩ（Ｔｈｕｍｂ）：这是公司授权用户最多的一项产品，将ＡＲＭ７指令集同 Ｔｈｕｍｂ扩展组合在一起，以减少内存容量和系统成本。同时，它还利用嵌入式ＩＣＥ 调试技术来简化系统设计，并用一个ＤＳＰ增强扩展来改进性能。该产品的典型用 途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器。 一ＡＲＭ９ＴＤＭＩ：采用５阶段管道化ＡＲＭ９内核，同时配备Ｔｈｕｍｂ扩展、调试和 Ｈａｒｖａｒｄ总线。在生产工艺相同的情况下，性能可达ＡＲＭ７ＴＤＭＩ的两倍之多。常 用于连网和顶置盒。 ②体系扩展 一Ｔｈｕｍｂ：以１６位系统的成本，提供３２位ＲＩＳＣ性能，特别注意的是它所 需的内存容量非常小。 ③嵌入式ＩＣＥ调试 由于集成了类似于ＩＣＥ的ＣＰＵ内核调试技术，所以原型设计和系统芯片的调 试得到了极大的简化。 ④微处理器 一ＡＲＭ７１０系列，包括ＡＲＭ７１０、ＡＲＭ７１０Ｔ、ＡＲＭ７２０Ｔ和ＡＲＭ７４０Ｔ：低价、低能耗、 封装式常规系统微型处理器，配有高速缓存（Ｃａｃｈｅ）、内存管理、写缓冲和ＪＴＡＧ。 广泛应用于手持式计算、数据通信和消费类多媒体。 ～ＡＲＭ９４０Ｔ、９２０Ｔ系列：低价、低能耗、高性能系统微处理器，配有Ｃａｃｈｅ、浙江大学硕士论文内存管理和写缓冲。应用于高级引擎管理、保安系统、顶置盒、便携计算机和高 档打印机。 ～ＳｔｒｏｎｇＡＲＭ：性能很高、同时满足常规应用需要的一种微处理器技术，与 ＤＥＣ联合研制，后来授权给Ｉｎｔｅｌ。ＳＡｌｌ０处理器、ＳＡｌｌ００ ＰＤＡ系统芯片和ＳＡｌ５００ 多媒体处理器芯片均采用了这一技术。３．３ＤＳＰ处理器数字信号处理（ＤｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓ简称ＤＳＰ）是利用专用或通用数字信号处理芯片，通过数字计算的方法对信号进行处理。与模拟信号处理相比，数字 信号具有精确、灵活、抗干扰能力强、可靠性好、体积小、易于大规模集成等优 点。数字信号处理器是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用 处理器，其处理速度比最快的ＣＰＵ还快１０５０倍。在当今的数字化时代背景下，ＤＳＰ 已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件，被誉为信息社会革命 的旗手。业内人士预言，ＤＳＰ将是未来集成电路中发展最快的电子产品，并成为 电子产品更新换代的决定性因素，它将彻底变革人们的工作、学习和生活方 式．ＤＳＰ应用几乎遍及整个电子领域，其主要应用市场为３Ｃ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，Ｃｏｎｓｕｍｅｒ一一通信、计算机、消费类）领域。设计ＤＳＰ的应用系统，选择ＤＳＰ芯片是非常重要的～个环节。不同的应用场合、应用目的对ＤＳＰ芯片的选择 也是不同的。从ＤＳＰ应用范围看，ＤＳＰ可分为通用ＤＳＰ和专用ＤＳＰ两种。而在工业电 机驱动及功率变换器控制中，由于控制策略的多样性，通过软件实现具有其灵活 性，因而选择的范围一般在通用ＤＳＰ上。作为通用ＤＳＰ的主要厂家，ＴＩ，ＡＤ，ＡＴ＆Ｔ， Ｍｏｔｏｒｏｌａ在市场占有率上都有一定竞争力，其中ＴＩ更是占有近一半以上的市场份 额．ＴＩ（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）公司是ＤｓＰ业界公认的龙头老大．ＴＩ产品遍及全球，每 ２个数字蜂窝电话中就有ｉ个采用ＴＩ产品，全世界９０％的硬盘和３３％的Ｍｏｄｅｍ均采用 ＴＩ的ＤＳＰ技术。ＴＭＳ３２０系列数字信号处理器按照所支持的数据类型不同可分为定 点和浮点两类，定点器件在硬件结构上比浮点器件简单，具有价格低、速度快的特点，因而用得最多：而浮点器件的优势在于精度高，但其成本、功耗较高、速度较慢，适合于对数据动态范围和精度要求高的应用。定点中常用的有ＴＭＳ３２０ＣＩＸＩ Ｃ２Ｘ Ｉ Ｃ５Ｘ Ｉ Ｃ２ＸＸ １ Ｃ５４Ｘ ｌＣ６２Ｘ，浮点ＤＳＰ芯片中常用的有ＴＭＳ３２０Ｃ３Ｘ１ Ｃ４Ｘ浙江大学硕士论文／Ｃ６７Ｘ，ＴＭＳ３２０Ｃ８Ｘ属于多处理器ＤＳＰ，主要针对多媒体应用的图像、视听数字 处理领域口ｏ】【３２】口”。 可以预见，随着ｂＳＰ芯片性价比的不断提高和数字信号处理技术的不断。在 选择ＤＳＰ芯片时，一般地需要考虑如下因素：运算速度、运算精度、片内硬件资源、 功耗、芯片价格和开发、调试工具等。 在清分机系统中我们所进行的算法操作是对像素进行的，一般不涉及到浮点 运算。系统采用的处理芯片是ＴＩ公司的ＤＳＰ５４０９核．该信号处理器是针对低功耗、 高性能的高速实时信号处理而专门设计的定点ＤＳＰ，目前已经在很多领域得到广 泛的应用。ＤＳＰ５４０９定点ＤＳＰ具有下列特征： １）采用改进的哈佛结构，一条程序总线（ＰＢ）、三条数据总线（ｃＢ，ＤＢ、ＥＢ） 和四条地址总线（ＰＡＢ，ＣＡＢ，ＤＡＢ，ＥＡＢ），提高了性能和操作的灵活性。 ２）４０比特的算术逻辑单元（ＡＬ ｕ）以及一个４０比特的移位器（Ｓｈｉｆｔｅｒ）和两个 ４０比特的累加器（Ａ、Ｂ），支持３２比特或双１６比特的运算。 ３）１７ｘ １７比特的硬件乘法器和一个４０Ｌｄ，特专用加法器的组合（ＭＡＣ）可以在… 个周期内完成乘加运算，速度非常快。 ４）比较、选择和存储等单元能够加速Ｖｉｔｅｒｂｉ译码的执行。 ５）专门的指数编码器（ＥＸＰ ｅｎｃｏｄｅｒ）能够在一个周期内完成累加器中４０比特 数值的指数运算。 ６）单独的数据地址产生单ｎ（ＤＡＧＥＮ）和程序地址产生单元（ＰＡＧＥＮ），能够进行 三个读操作和一个写操作． ７）这种优化的结构，使，ＤＳＰ５４０９能在不引起硬件资源冲突的情况下支持一 定的指令的并行，如读操作数和写操作数的同时执行，读操作数和乘法的同时执 行等‘“１‘３”陶。３．４ＣＩＳ线阵图像传感器从第二章的讨论知道，数字图像的获取传感器的分类，根据不同的应用选用不同的传感器。为何要选用线性影像传感器来傲图像的获取呢？要说明这个问题 之前，首先要分析一下线性传感器及面型传感器个有何特性。如下表２．１所示， 由表中可得知图像处理其实是图像传感器应用的一种，而另一种的面阵图像传感浙江大学硕士论文器亦可做动态画面的处理。如使用线性影像传感器时，以机械扫描方式亦可做二 维空间的画面处理，尤其在一般性的静止画面都可处理”伸３。 表２．１传感器用途分类ｌ型号 ｜面阵传感器用途 电视照相、影像照相、监视装置 损伤、污浊等的缺陷检查 钢板连接的偏差测定 长度量测 管径、量测物体形状的判别 量测机器线性传感器 位置量测液面准位的检查 穿孔检查 针洞检查 距离量测 图像处理 照相机的自动调整传真机、ＯＣＲ、ＰＯＳ手提扫描机、复印机至于在结构上，ＭＯＳ型和ＣＣＤ型的图像传感器的比较方面。ＭＯＳ型的图像传感 器其驱动电路简单，容易使其动作且需较多的光量。输出准位变小时，图点噪声 变大、感度变低。而ＣＣＤ型之图像传感器可用在高感度扫描上，无固定图点噪声， 故输出信号再大，亦可处理。但驱动电路复杂却是其最大的缺点呻１。 基于以上种种原因，线图像传感器其感光组件点距比一般面型图像传感器小，在相同一维范围内所能感测的像素较多，故就图像处理的精密度上来讲，远比面型图像传感器来的高。且线图像传感器就结构而言，也因为其处理的矩阵为 一维，故处理资料的传输上，速度也比面型影像传感器来的快。 ＣＩＳ图像传感器： 在众多规格及型式的线影像传感器中，我们采用的是市面上扫描仪中常用来 配备使用的ＣＩＳ型密贴型（接触型）线图像传感器。在传真机和复印机装置的小 型化中，若是缩小光学系统，因增大光学空间，故不利。因此，开发了密贴传感 器。密贴传感器是把传感器密贴在拟读取的文书上，用等倍光学系统摄像。 密贴传感器有两种型式。一种是在玻璃基板上，形成光导电膜组件的数组， 做成ｌ条长的传感器之薄膜型，另一种是采用硅单晶的ＣＣＤ或把行程光电二极管浙江大学硕士论文或光电晶体管的数组之芯片加以数个连接的多芯片型”“。 多芯片型 ＣＣＤ的要素是和上述的ＣＣＤ线传感器一样。当然，用其它的光电二极管数组也 可，但实际上，一般常用的大部分是ＣＣＤ。可是，在ＣＣＤ彼此间，其特性稍有不同， 而且半色调影像和彩色影像的平衡有时会有问题。另一个问题是在如何无接缝地 连接ＣＣＤ，其中采用了两种方法。 一般在ＣＣＤ的两端有输出部分和输入部分，若仍旧并排的话，在画面上就会 有间隙。因此，锯齿状地并排数个ＣＣＤ，待读取信号后，对准由各自的ＣＣＤ所产生 的信号副扫描方向之相位。一种方法是直线状地排列光电二极管数组，尤其是在 两端的光电二极管的构造和形状上，要想办法匹配来防止间距偏离。这个型式密 贴式传感器能提高解像度，并提高动作速度，在Ｓ／Ｎｔｔ良好的特性方面能因应薄 膜传感器。可是因价格高，故就低价格的装置而言，一般都使用薄膜型。 薄膜型 主要使用在薄膜型的光导电膜，有ＣｄＳ?ＣｄＳｅ系列和非结晶硅，两者都有高 感度的光导电性。薄膜型的基本组件架构有平面型和三明治型。光导电膜是用蒸 镀或ＣＶＤ之类来制膜，接下来用光蚀刻来形成传感器数组。根据材料，为了增加 感度，有时进行热处理之类的工程。例如，若是拍摄Ｂ４版的８像素／ｍｍ的装置。 在共通侧有６ ４条２０ ４８个像素的电极。在个别侧，则分为３ ２条的群组，进行矩阵配线。为了防止像素间的串音（ｃｒｏｓｓ ｔａｌｋ），将非选择电极加以接地， 并用低阻抗放大器来放大流过光导电体的电流。 ＣｄＳ?ＣｄＳｅ型中，大部分是平面型，感度虽很高，但与其它的方式比较起来， 光反应速度很慢。非结晶放大部分是三明治型，其反应速度较快。其配线是矩阵 化，故能减少连接点数“”““。３．５ＤＳＣ２５（ＡＲＭ＋ＤＳＰ）双核处理器在清分机系统中，我们选用ＴＩ公司专业图像处理领域的高性价比、高稳定性ＡＰ瑚＋ＤＳＰ双核芯片ＤＳＣ２５。ＤＳＣ２５核中还有图像处理的专用硬件，如图像ＦＩＲ滤波、 ＭＰＥＧ４的编解码、边缘锐化、离散余弦转换。８瑚３，给系统的图像处理加速，系统浙江大学硕士论文的硬件设计带来简洁、抗干扰性好、稳定性提高。下面对ＤＳＣ２５做简单介绍。ＤＳＣ２５是一个专门为图像、音／视频数据处理而设计的高性能处理器。它主 要由一个ＡＲＭ ＲＩＳＣ微处理器和一个ＴＭＳ３２０Ｃ５４Ｘ的ＤＳＰ子系统组成。还包含了一些 同其他处理器、ｍｅｍｏｒｙ的外围接口…”１ｍ“。 具体结构如下：图３．１ ＤＳＣ２ ５系统结构框图从框图中可以看到ＤＳＣ２５主要由以下四部分组成： ●ＡＰｄＶＩ子系统和它外围部分 ●ＤＳＰ子系统和它的两个协处理器 ?Ｍｅｍｏｒｙ控制模块 ●图像处理外围模块 （１）ＡＲＭ子系统１３１ｌ【３２１ ＡＲＭ子系统由ＡＲＭ７ＴＭＤＩ ＲＩＳＣ处理器核、静态ＲＡＭ和外围器件组成。 它执行所有的系统控制功能，支持ＯＳ。控制包括：时钟、中断控制器、ＬＣＤ显 示、视频接口、ＵＳＢ和串口等系统内部资源。因为ＡＲＭ相对于ＤＳＰ而言更加 支持复杂的多任务和通用的控制任务，而且具有较大的程序空间和灵活的运行模 式切换功能，所以，一般的主控制程序都运行在它的下面。ＡＲＭ和ＤＳＰ之间可浙江大学硕士论文以通过ＤＳＰ的ＨＰＩ接口通讯，允许ＡＲＭ自由读写ＤＳＰ的内部ＲＡＭ空间，而且ＡＲＭ可以通过ＳＤＲＡＭ控制器与ＤＳＰ共享一块图像存储空间。除此之外，还可以通过拉高ＥＸＴＣＰＵ引脚选择由外部ＣＰＵ控制模式，整个系统变为由外部 处理器控制的子系统。 （２）ＤＳＰ子系统ｆ３５】 ＤＳＰ子系统是基于ＴＩ的ＴＭＳ３２０Ｃ５４０９ ＤＳＰ。它内部有６４ＫＢＹＴＥ的ＲＡＭ 和一个３２ＫＢＹＴＥ图像缓存区（ｉｍａｇｅ ｂｕｆｆｅｒｓ），还包括两个ＤＳＰ协处理器――图 形扩展处理器（ｉＭｘ）和可变长编／解码协处理器（ＶＬＣＤ）。ＤＳＰ子系统执行所 有图像数据处理，它可以激活ｉＭＸ或ＶＬＣＤ来加强相应图形处理函数的功能。 ｉＭｘ由四个并行累加放大器（ＭＡＣ）单元组成。而ＶＬＣＤ对于ＪＰＥＧ或ＭＰＥＧ一１ 压缩的Ｈｕｒｌ＇ｍａｎ编／解码进行了优化。ＤＳＰ可以调用子程序来操作ｉＭＸ和ＶＬＣＤ。 下图表示了ＤＳＰ子系统及外围器件的逻辑关系。图３．２ＤＳＰ子系统与外围器件关系框图（３）Ｍｅｍｏｒｙ控制模块主要由两个子模块组成：外部ｍｅｍｏｒｙ接口和ＳＤＲＡＭ控制器。外部ｍｅｍｏｒｙ控制器作为在外部ｍｅｍｏｒｙ和所有内部模块（ＤＳＰ、ＡＲＭ等）的界面。主要由浙江大学硕士论文外部ｍｅｍｏｒｙ、片选输出终端、控制回路和一个ＤＭＡ控制器组成。它可以存储 高达３２Ｍｂｙｔｅｓ的内存空间。ＳＤＲＡＭ控制器支持高达８０ＭＨＺ、３２一ｂｉｔ字宽的 ＳＤＲＡＭ，以及掉电模式。 ＡＲＭ的存储空间分配为：鹋Ｐ０出＆芦∞Ａ冀喇轴叼㈣ｌ幽妇Ｓｐ●蕾８督鲥靠喇Ｒ＾Ｍ ０ｆ｝Ｃｈｌｂ３ＺＩ㈨时＼”一、Ｉｍ㈣ｌｆｎＭ３２硝Ｗｂ皓＼㈣＃：F自＼．一、燃Ｒｅｓｅｒｖｅｄ鬻嚣（Ｏ＇ｄＬＹ＝Ｉ｝ＤＡＲ＾期缫Ｒｅｓｅｒｖｅｄ戮粼岫随ｒｎ甜悯勰登蒜＊糊器日日眭ｒ帕ＩＤ８ＰＭ蝴Ｈ聃愀日内帅’■８日洲材蝴吣憎―、蕊：ｍ％Ｉｒａｔｅ Ｉｘ／ｌｌｌ＂瞪愁趟鸭揣蓦嚣＿ＥＭ∽｝ＥＭｍ臼曲ｍａｌ 糊■帅吖＃＇裂徽∥ｌｆ：ＲＯＭ＝０ｔ材■帖憎托自由Ｉ瑚圳ＥＭｍＥＸ塘ｆｆｍｌＮ■ｔ帕憎粕Ｅ¨ⅢＭ酬ＭＢ曲Ｈｔ酣“…。裂馏勰穗≯蛐 Ｏａ吐ｌｈ＿㈣糊ＢｅＯ茂甜：拍Ｒ＾Ｍ抽喊叫．量＿翩ａＩ－＿图３．３ＤＳＣ２５系统存储空问分配框图（４）图像处理外围模块【３２ｌ 包括：ＣＣＤ控制器，图像预处理模块、ＬＣＤ显示、音频编码器四个部分。 它们用来从ＤＳＣ２５系统中读取图像数据，创建包含窗口的、彩色显示数据以便 于建立用户图形界面。４１浙江大学硕士论文３．６ｔ６位ＭＣＵ－－ＭＣ９Ｓ１２Ａ１２８Ｂ在ＭＯＴＯＲＯＬＡ公司专门应用汽车电子的、多Ｉ／Ｏ接口的１６位ＭＣＵ―ＭＣ９Ｓ１２Ａ１２８Ｂ来作为辅ＭＣＵ。该ＭＣＵ具有９１个Ｉ／Ｏ接口，主频达２５Ｍｈｚ， 接口驱动稳定。ＭＣＵ集成度高，如图３．４具有如下显著特点［３８～４１１ １）具有１２８ｋＦＬＡＳＨ， ２）两个标准串口， ３）一个１２Ｃ接口，４、８ｋＲＡＭ。图３．４ＭＣ９Ｓ１２Ａ１２８Ｂ架构示意图在清分机系统中主要是应用上述的功能接口，其它丰富的功能介绍请参考相 关文献资料，在此不再详述。浙江大学硕士论文第四章系统设计及光学架构【摘要】阐述了清分机系统软硬件架构，详细地从关键点来分析系统的可行性。从系统应用实现的角度来阐述系统设计。４．１引言在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。基于上一章理论分析的基础，本章将详细叙述软 硬件系统的具体实现方案。４．２系统硬件框架图４．１清分机系统平台硬件框图４．２．１系统选型系统特点： １：实时性强，清分机速度要求大于６００张／ｒａｉｎ。见第一章功能介绍４３浙江大学硕士论文２：数据量大，算法运量大，基于数字图像理论和神经网络理论算法。见第 二章理论基础介绍 ３：系统的Ｉ／Ｏ控制量大，且较复杂。由传感器、控制机构、键盘、液晶构 成的系统Ｉ／Ｏ数量大，达到７０个左右。见附录传感器表格。 ４：机电结合的协调性要求很高，传动机构的流畅性，局部机械结构的精度 要求很高，如ＣＩＳ传感器的位置间隙，局部机构传动速度的匀速性要求高。见第 三章关于ＣＩＳ传感器的应用。 ５：稳定性要求高，在一些指标上要求达１／１０００００的要求，见第一章功能介绍。针对上述的主要特点，在系统软硬件架构上，选用合适的平台是关键。选用 的系统平台硬件框图如图４．１。下面针对上述相应的特点来阐述各个核心部件的 选型方案。 ＤＳＰ核的选择： 针对系统的特点２：数据量大，算法运量大，数字信号处理为核心，选用 ＤＳＰ核来实现数字图像算法。系统６００张／ｒａｉｎ的处理速度下，在数据采集和处 理方面要求速度快，实时性强。尤其系统中运用的算法是数字图像信号理论和 神经网络理论的结合，如前的理论基础分析可知，算法的输入数据量很大，每一 张纸币的输入数字量就是Ｍ×Ｎ的矩阵量，且每一个像素就是８位，甚至更高 精度的采样分辨率，在此基础上进行的数字图像的处理，包括数字图像的预处理， 相应清分机面额，版本，面向，新旧功能的图像处理算法，从而涉及大量的矩阵 运算，加减乘除的运算，结合ＤＳＰ芯片在数字信号的处理上有其强劲的优势， 及相关领域的大量实践证明，在第三章有相关的介绍，选用ＤＳＰ芯片来实现系 统的算法运算是切实可行的，能充分发挥其性能且能充分满足系统的快速图像处 理要求。 ＡＲＭ核的选择： 在确定了系统算法的实现采用ＤＳＰ核后，针对系统１，３，４的特点实时性强， Ｉ／Ｏ多，机电系统协调性强，ＤＳＰ核对外设的控制能力弱，特别是涉及外设接口 多，若由ＤＳＰ核来完成系统协调功能是不可行的，必须还要有一主ＭＣＵ来协浙江大学硕士论文调系统，首先它的处理性能要高，其主频至少要３０Ｍｈｚ。其次，它对多任务的响应有硬件级的支撑，从而适合复杂任务的调度，如，具有多级中断的处理。最 后，支持高级软件编程的应用，可以使用高级软件思想来实现系统软件，如，数 据结构、面向对象的使用，从而使软件更稳定，易于模块化接口。结合当前应用 领域中的ＭＣＵ，选择嵌入式３２位ＡＲＭ核作为主ＭＣＵ，它能很好地满足上述 的要求。ＡＲＭ核广泛应用于嵌入式实时系统中，它具有的高性能处理能力，能 胜任较复杂的系统要求，尤其，结合嵌入式操作系统，应用性能就更为广泛，强 势【７４ｌ【７５］。关于ＡＲＭ核的应用，在第三章有简单的论述，也可以参考其它的文献 资料，在此，我们只依据清分机系统的要求，结合ＡＲＭ核的相关特性来选择。 ＭＣ９Ｓ１２Ａ１２８Ｂ辅ＭＣＵ的选择： 针对清分机系统的特点３，４，５，尤其特点３，如果就单独采用一个ＭＣＵ来协调 系统，那就必须用硬件扩展ＵＯ来实现对系统的Ｉ／Ｏ接口协调。这样，系统电路将会很复杂，不稳定因素增加，主ＭＣＵ的负荷将增加，实时性要下降。结合智能ＤＣＳ系统思想，决定用另一辅ＭＣＵ来实现Ｉ／Ｏ口的智能管理，从而使主 ＭＣＵ只需对系统进行协调、控制，大大提高系统的实时性，稳定性。根据系统 的特点，辅ＭＣＵ要有如下的要求。首先，具有很强的Ｉ／Ｏ接口能力，至少要有 ５０个Ｉ］Ｏ接口，其次ＭＣＵ的处理能力要强，主频至少要达２０Ｍｈｚ，来满足系统 Ｉ／Ｏ的实时要求。 根据上述特点，我们选择ＭＯＴＯＲＯＬＡ公司专门应用汽车电子的、多Ｉ／Ｏ 接口的１６位ＭＣＵ―ＭＣ９Ｓ１２Ａ１２８Ｂ来作为辅ＭＣＵ。该ＭＣＵ具有９１个Ｉ／Ｏ接口， 主频可达２５Ｍｈｚ，接口驱动稳定‘３目【４１１。关于ＭＣ９Ｓ１２Ａ１２８Ｂ，在第二章中有简单 论述，详细请参考相关文献。 高速接触式图像传感器（ＣＩＳ）和模数转换器件ＡＤ９８１４的选择： 由第二章的图像感知和获取、量化知识可知，图像传感器和模数转换器的速 度、精度、信噪比量，直接关系到系统采集图像数据的速度，质量。 从第一章清分机系统功能指标分析知道，对ＣＩＳ的速度、分辨率有要求。从 前期的图像处理算法在上位机ｍａｔｌａｂ软件的分析，每张人民币像素点的要求至 少２５×２５０×８ｂｉｔｓ，才可以有较满意的处理效果。除了上述的两个重要指标，还浙江大学硕士论文有就是信噪比，发光光源也是必须考虑的。处理对象是人民币，根据其特征，光 源选用白光。再综合考虑系统的速度６００张／ｍｉｎ要求，ＣＩＳ选用美国矽感公司高 信噪比的（ＣＩＳｌ ＳＶ３５６Ａ，分辨率为２００ｄｐｉ，光电转换速度Ｏ．８ｍｓ／ｌｉｎｅ，白光光源１３”。 在图像量化上，就是考虑模数转换的速度、分辨率、线性度、信噪比的指标 了。结合系统的上述指标要求，选用ＡＤ公司的专业应用图像传感器ＣＩＳ／ＣＣＤ的 １４ｂｉｔ模数转换器ＡＤ９８１４［３６１。它是单通道高达７Ｍｈｚ转换率，线性度为＋Ｏ．６１－－ １０．５ＬＳＢ的低功耗、高性价比的ＡＤ转换器【３６ｌ。关于ＣＩＳ和ＡＤ转换器在第三章 中有讨论，具体也可以参考相关的文档。 上面较详细的从清分机系统的性能特点出发，逐一定性甚至定量分析系统的 关键点。为每一个关键点提出相应解决方案。从系统平台的角度来看，除了上述 最基本的性能指标合乎要求，还有系统的稳定性、人性化的操作、高性价比、易 维护性等要素也是必须考虑的，其中稳定性、高性价比是产品被市场接受的很重 要的因素。从而，在考虑系统的构架时，在保证基本性能要求下，我们尽量使系 统平台篱洁、模块化接口强，提高系统的稳定性。在性价比上，采用高性价比搭 建方案给产品提供强有力的市场竞争力保障。从此点出发，在ＡＲＭ核和ＤＳＰ 核的选择上，我们选用ＴＩ公司专业图像处理领域的高性价比、高稳定性 ＡＲＭ＋ＤＳＰ双核芯片ＤＳＣ２５［２８】【３２】。ＤＳＣ２５核中还有图像处理的专用硬件，如图 像ＦＩＲ滤波、ＭＰＥＧ４的编解码、边缘锐化、离散余弦转换，给系统的图像处理 加速，系统的硬件设计带来简洁、抗干扰性好、稳定性提高。有关ＤＳＣ２５在第 三章有讨论，详细的可参考相关文献资料。４．３系统工作流程在前面的第一章中我们对清分机系统进行了简介， 从而可知清分机是一个较复杂、高精密度的光机电一体化系统，从下面三个方面来定性概括它的特点： １：高速光学图像扫描，对扫描速度的均匀性有较高要求，对传感器与被扫 描的人民币之间的间隙有较高要求，光源要求高，光学传感器的转换信噪比要高。 ２：机械传动结构上，在高速捻钞的条件下，要保证钞票的依次顺畅进行， 机械的捻钞机构、翻板机构、行程传动机构要有很高的机械精度。 ３：电气系统平台（软硬件）上，清分机系统要管理的输入输出Ｉ／Ｏ、系统浙江大学硕士论文的状态多，采集和处理数据量大，实时