基于CPLD的清分機紙幣圖像采集系統(tǒng)

1引言

隨著ATM機普及，人們對流通貨幣質(zhì)量要求越來越高，鈔票清分工作對銀行業(yè)來說就顯得格外重要。清分機是一種高端金融機具產(chǎn)品，能夠一次性完成鈔票的清分工作，包括鈔票點算、幣種識別、真?zhèn)舞b別、面額清分、版本清分、新舊清分、方位識別(包括正反面、上下方向等共4種組合)等。按照不同的功能，清分機的工作速度可達到每分鐘600張至1000張。

清分機的圖像采集系統(tǒng)主要是南圖像傳感器對在傳送帶上高速傳送的鈔票進行采樣、緩存，然后送至DSP圖像處理模塊。該系統(tǒng)是以CPLD完成鈔票圖像信息采集時序控制和數(shù)據(jù)緩存，采用接觸式圖像傳感器(CIS)SV233A4W和模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9822實現(xiàn)圖像的采樣和量化功能。另外，使用碼盤和對管來實現(xiàn)傳送帶與采樣的同步。

2系統(tǒng)組成與原理

2.1系統(tǒng)組成

清分機的圖像采集系統(tǒng)主要由碼盤、對管、傳感器、A／D轉(zhuǎn)換器、CPLD等組成。CPLD是系統(tǒng)核心，控制各部分時序及數(shù)據(jù)采集。當無鈔票時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)；當有鈔票經(jīng)過對管時，將產(chǎn)生一個觸發(fā)信號，CPLD接收到觸發(fā)信號后，將控制接觸式圖像傳感器對鈔票進行采樣，采樣間隔由碼盤信號分頻控制。采集到的圖像信息經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后，存儲到內(nèi)部RAM中，為圖像處理單元DSP的后續(xù)處理、識別提供數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

2.1.1 CIS SV233A4W簡介

CIS是一種基于CMOS技術的線陣傳感器，它將光源、聚焦鏡片及感應器固定于一個外罩內(nèi)，具有體積小，成本低等特點。CIS適用于高速傳輸物體的表面圖像采集。

SV233A4W是一款單色(G)線性CIS傳感器，掃描寬度是216 mm，分辨率可達到200 dpi。該傳感器共有1728個像元，有CP(移位時鐘脈沖)和SP(啟動脈沖)2個輸入控制信號。如果在CP的上升沿檢測到SP為高電平，則啟動一行的掃描和串行移位輸出工作。在每個CP的下降沿，Vout端口輸出一個點的模擬電壓值，這樣經(jīng)過1 728個CP時鐘后，一行的數(shù)據(jù)，等待下一個SP啟動信號。掃描一行的典型時間為0.5 ms。

2.1.2 A／D轉(zhuǎn)換器AD9822簡介

AD9822是號門對CCD／CIS模擬圖像進行模／數(shù)轉(zhuǎn)換的器件，輸出動態(tài)范圍是14位，可同時對3路RGB信號進行A／D轉(zhuǎn)換。

AD9822具有3路RGB相互獨立的采樣和輸出結構，每一路包括：相關雙采樣器(CCD)、偏移控制D／A轉(zhuǎn)換器和數(shù)控增益放大器(PGA)。3路模擬信號經(jīng)選擇器依次輸出，后經(jīng)14位A／D轉(zhuǎn)換器獲得數(shù)字信號，這14位數(shù)字信號分兩字節(jié)先后輸出(D0～D7)。該器件工作時設有3個時鐘，CDSCLK1是參考電平(OFFSEET)的采樣時鐘，CDSCLK2是輸入數(shù)據(jù)電平的采樣時鐘，ADCCLK(是模數(shù)轉(zhuǎn)換和控制數(shù)據(jù)輸出的時鐘。