[發明專利]一種基于CIS的多光譜票據圖像采集裝置和處理方法

有效

• 申請號: 201310379434.2
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103440702A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 陳安;段俊歡;胡躍明;吳忻生
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G07D7/20
• 分類號: G07D7/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

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技術領域

本發明涉及電子電路技術領域，特別是涉及具有防偽特征票據的圖像采集技術，為票據特征識別、機器視覺等領域提供了一種新的圖像獲取設備和方法。

背景技術

伴隨著相關技術的發展，假票據制作水平越來越高，以假亂真的現象也變得越來越猖獗，影響人們日常生活和社會的穩定，因此提高現有鑒別設備的識別能力勢在必行。

重要票據基本上都具有防偽特征，且其中大多數防偽特征可以在多光譜圖像中有所體現。真假票據在多光譜圖像中表現出不同的特征，便于設備進行區分和識別。因此，多光譜圖像分析鑒別技術成為提升設備能力的重要環節。

為了提高現有設備的鑒別能力，需要在設備中引入了圖像環節。現有的固態圖像傳感器可分為電荷耦合元件CCD與金屬氧化物半導體元件CMOS兩種。接觸式圖像傳感器CIS?是以CMOS技術為主的一種新型光電耦合器件，與CCD相比，具有積小、重量輕、功耗低、結構緊湊、便于安裝等優點，適用于傳統鑒別設備的改進。

CIS是一種自帶光源的線性傳感器，掃描一次僅能得到一幀或行圖像信息，因此，圖像采集時必須配合橫向（垂直于CIS方向）的運動，才能得到一幅完整的二維圖像。由此可以看出，CIS圖像的起始采集位置和停止采圖位置對采集到的一幅圖像數據產生影響。如果當票據還未到或已經通過CIS正下方時，設備仍舊在采集圖像，這種情況下即增加了設備圖像采集的時間，采集到的圖像又會出現冗余，影響圖像采集的穩定性和實時性。

傳統的方法是通過設備前端加入紅外傳感器作為判斷CIS采圖起始位置的依據，為了防止票據在高速運動過程中傾斜等情況的影響，紅外傳感器需要安裝于CIS前端位置并保證一定的距離要求（若安裝于同一條線上，在票據傾斜情況下，紅外傳感器觸發采圖時票據已通過CIS，導致有效圖像數據丟失），此時有下面兩種處理情況。

第一種情況，將紅外傳感器的邊沿信號直接作為圖像的場同步觸發信號，由于紅外傳感器和CIS的距離要求，采集到的圖像會出現冗余。

第二種情況，若延時一定距離或時間后再觸發一幅圖像的采集，此時，采集圖像受到機械性能的影響，不穩定。

根據上述情況，本專利提出了一種基于CIS的多光譜票據圖像采集處理方法，該方法利用FPGA并行高速處理的特點，在圖像采集的前端即對圖像進行判斷，以采集端的圖像信息作為整幅圖像的啟停的控制的直接判斷依據，不完全依賴系統的機械性能。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的一個目的在于提供一種基于CIS的多光譜票據圖像采集裝置，從滿足裝置穩定性、實時性的角度確保獲得穩定、高質量的圖像。

本發明的另一個目的在于提出了一種基于CIS的多光譜票據圖像采集方法，該方法利用FPGA并行處理的優勢，解決了線性圖像傳感器采集圖像冗余的問題，提高了圖像數據的有效性和穩定性。

一種基于CIS的多光譜票據圖像采集裝置，該裝置至少包括紅外傳感器、光電開關傳感器、光柵盤、傳送機構、多光源接觸式圖像傳感器CIS、FPGA控制電路、光源控制電路、傳感器電路、A/D轉換電路和直流電機；

其中，紅外傳感器固定于傳送機構的前端位置，用于檢測傳送結構上是否有票據通過，如果檢測到票據通過紅外傳感器時，則通過傳感器電路將產生的信號通知FPGA控制電路開始采集一幅圖像；否則，繼續檢測；

光電開關傳感器固定于光柵盤的一側，與光柵盤配合產生用于CIS圖像采集的幀或行同步信號；

光柵盤固定于直流電機同軸位置，與光電開關傳感器配合，用于檢測傳送機構的傳動速度以及產生CIS圖像采集的幀或行同步信號；

傳送機構由直流電機按照固定的傳送比傳動，票據通過傳送機構的傳送帶傳動作用，快速穩定的通過紅外傳感器和多光源接觸式圖像傳感器CIS；

多光源接觸式圖像傳感器CIS固定于傳送機構的中端位置，垂直于票據的運動方向，通過FPGA控制電路控制，動態檢測票據的圖像信息；

FPGA控制電路用于控制多光譜票據圖像采集方案選擇，通過光源控制電路控制多光源接觸式圖像傳感器CIS完成多光譜圖像采集任務；

光源控制電路用于連接FPGA控制電路和多光源接觸式圖像傳感器CIS，完成CIS的光源開關操作；

傳感器電路用于紅外傳感器和光電開關傳感器的濾波、放大以及電平轉換，將傳感器信號轉換為數字信號，用于FPGA的判斷一副圖像采集的起始位置和一幀圖像的啟動位置；

A/D轉換電路用于將CIS輸出的模擬信號轉換為數字信號并傳輸到FPGA內部；