基于CPLD的清分機(jī)紙幣圖像采集系統(tǒng)

1引言

隨著ATM機(jī)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(jī)是一種高端金融機(jī)具產(chǎn)品，能夠一次性完成鈔票的清分工作，包括鈔票點(diǎn)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(jī)的工作速度可達(dá)到每分鐘600張至1000張。

清分機(jī)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(jìn)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(shí)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(shí)現(xiàn)圖像的采樣和量化功能。另外，使用碼盤和對管來實(shí)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(jī)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(shí)序及數(shù)據(jù)采集。當(dāng)無鈔票時(shí)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)；當(dāng)有鈔票經(jīng)過對管時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)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(jìn)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(shù)的線陣傳感器，它將光源、聚焦鏡片及感應(yīng)器固定于一個(gè)外罩內(nèi)，具有體積小，成本低等特點(diǎn)。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(dá)到200 dpi。該傳感器共有1728個(gè)像元，有CP(移位時(shí)鐘脈沖)和SP(啟動(dòng)脈沖)2個(gè)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(dòng)一行的掃描和串行移位輸出工作。在每個(gè)CP的下降沿，Vout端口輸出一個(gè)點(diǎn)的模擬電壓值，這樣經(jīng)過1 728個(gè)CP時(shí)鐘后，一行的數(shù)據(jù)，等待下一個(gè)SP啟動(dòng)信號。掃描一行的典型時(shí)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(jìn)行模／數(shù)轉(zhuǎn)換的器件，輸出動(dòng)態(tài)范圍是14位，可同時(shí)對3路RGB信號進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。

AD9822具有3路RGB相互獨(dú)立的采樣和輸出結(jié)構(gòu)，每一路包括：相關(guān)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(shí)設(shè)有3個(gè)時(shí)鐘，CDSCLK1是參考電平(OFFSEET)的采樣時(shí)鐘，CDSCLK2是輸入數(shù)據(jù)電平的采樣時(shí)鐘，ADCCLK(是模數(shù)轉(zhuǎn)換和控制數(shù)據(jù)輸出的時(shí)鐘。