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1、目录 摘 要IABSTRACTII一 绪 论11 引言12 课题的提出及研究意义1（1） 适应市场的迫切需要，弥补金融电子化的重要一环1（2）实现国产化、降低成本的要求13 纸币清分机简介2（1） 功能概述2（2） 发展现状24 本文研究内容45 本章小节4二 数字图像处理基础51 引言52 数字图像处理基础5（1） 基本概念5（2） 基本的研究方法63 利用统计法分析纸币图像特征6（1） 直方图64 在频域中分析纸币图像特征7(1) 概述7(2） 频率分析75 本章小结8三 新旧清分算法的研究91 引言92 直方图清分92 LVQ(learning vector quantization)分
2、类103 相关性分析新旧114 灰度加权平均判新旧法11（1） 灰度加权思想11（2） 灰度加权算法与仿真125 本章小结13四 纸币清分图像识别算法研究141 引言142 利用神经网络进行模式识别15（1） 多输出型15（2） 单输出型15（3） 自组织映射153 特征提取判别16（1） 边界提取16（2） 五线法判大小18（3） 灰度加权判正反214 晶格比率法判残缺22（1） 原理介绍22（2） 具体算法-补偿法235 本章小结24五 总结和展望251 总结252 有待进一步开展的工作25致 谢26参考文献27附录一 C+程序28附录二 英文文献40附录三 中文文献45摘 要图像识别技术
3、是提高当前纸币清分机清分能力的重要手段，主要实现纸币的面额、面向及新旧残缺清分，要求具有较高的实时性、很好的可靠性。本文针对当前国内图像识别技术在纸币清分机中的应用不成熟而导致对人民币挑残能力弱、在人民币新旧程度和面向分类中的一致性差的情况，提出了一种基于区域灰度特征提取的灰度加权和五线找点的算法图像识别方法。本文的识别系统首先通过专门的CIS传感器设备，对高速传动的纸币实时采集其图像。对于采集的图像数据，首先通过五线找点算法对纸币大小进行判定，从而确定纸币的面额。灰度值特征反映了人民币的明暗对比强度，其分布反映了纸币图像的特征走向。由于在特征区域内的灰度值包含了人民币图像的主要分布信息，因此
4、它代表纸币图像的主体信息。因此根据灰度值提取纸币图像的特征区域。为了提高清分机对纸币的挑残能力，采用网格划分的方法，对各网格点进行采样，统计背景点与纸币图像点的数量关系，确定纸币的残缺率。最后根据灰度加权判定纸币的新旧。无论是区域特征提取还是残缺率的判别，都需要建立能与之进行对比的纸币标准样本库，这些样本库包括：特征区域位置、纸币长宽、纸币区域灰度均值、纸币图像与背景图像比例等标准样本库。针对以上研究，开发、实现了图像识别系统原型，采用MATLAB仿真实现算法功能。试验表明，以上提出的方法在保证识别率和稳定性的情况下，能够满足实时性要求，具有良好的工程应用价值。 关键字： 清分机 模式识别 灰
5、度 图像处理 纸币 AbstractImage Identification Technology, which characters the real-time identification and steady reliability, is essential to enhance the identification ability of Paper Currency Identification System . It can identify the denomination of the paper currency and seek out deformity . Concer
6、ning shortages of the previous designs of Paper Currency Identification Instrument, such as poor at deformity seeking-out and classifying the rank and directions of new and used bills , a new identifying method presented in this thesis is iteration based on regional gray scale and Five-line Seeking-
7、points Method.The Identification System in this thesis collects the paper currency images by specific CIS Sensor while paper currencies circumgyrating with high speed. The collected database of images will be located instantly by Five -line Seeking-points Method to analysis the size and determine th
8、e denomination . Then the characters of gray scale of images will be taken and analyzed. It illustrates light and shades of the paper currency. Consequently, it can represent the essence of identifying paper currency. Moreover, the gridding method is taken to improve seeking out deformity. Each grid
9、ding is going to be sampled and statistic in order to measure the relation between points on background and images so that deformity seeking is achieved.At last ,we can determine the taint degree. The paper currency sample database is required to be established for estimation both of regional charac
10、ters and deformity. The sample database includes characterized region location, paper currency length, gray scale average and ratio between paper currency image and scanned background image. The Identification System is achieved by MATLAB simulation. The simulated test shows that the Identification
11、Instrument has high value on project application with stability and real-time demands.Keywords: Bill Sorting Machine Mode Identifying Gray Scale Image Processing Paper Currency一 绪 论1 引言商品的流动及因此产生的货币流动，是人类社会生活中两个基本的相互诱导的共生流。货币流动是商品流动的映像，若货币运行不畅，商品流动也不能畅通，商品生产也要受阻。第二次世界大战以来，商品生产的规模和交换方式都发生了很大的变化。科学技术的
12、发展促进了劳动生产率的迅速提高，此外，全国性和国际性贸易也有了急速发展，无论是从规模还是从速度上，这都导致了商品流动和货币流动的急速加大。除了与商品流动有关的货币流动外，在现代银行业务中，还有大量与实物商品流通没有直接联系的货币流动。例如储蓄和信贷，仅此一项就可使货币流动的强度增大10倍。如此急剧增长的货币流通强度使银行界陷入困境，整个银行界日益为堆积如山的金融纸票(现金、支票和各种凭证)所困扰。正当银行界为对付货币流通激增的局面寻找出路时电子计算机应运而生。计算机与通信技术(C&C)的引进，使银行界发生了革命性的变革，不仅使传统的银行业务迅速实现电子化，使银行界从困境中获得新生，还开辟了一些
13、新的自助银行项目。总的来说，现在金融电子化主要包括：ATM（自动柜员机），POS（销售点）服务HB（家庭银行）服务；柜员联机系统;为客户提供各种金融信息服务;公用信息发布、银行业务介绍存款利率发布、贷款利率发布等公共信息服务，等等。作为其中的一员，纸币清分机系统就是在这种背景下应运而生的。2 课题的提出及研究意义（1） 适应市场的迫切需要，弥补金融电子化的重要一环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。然而，在银行内部，对破旧的钞票进行回收处理，要求上缴的钞票新、旧分类存放，这些日常事务仍然是依靠人工处理。而这种人工选钞是一项单调、繁重、重复性较高的体力劳动，不但占用较多的人员，
14、而且速度、分选质量都存在很大问题。在以前，这种矛盾并不明显。然而，随着我国经济不断迅猛发展，市场的日趋成熟，纸币的发行量和流通量每年也都在飞速递增。而且，自从我国加入WTO以来，越来越多的外商来华投资设厂，近几年我国已经成为全球吸引投资最多的国家，进出口贸易飞速发展，因而，国外货币也越来越融入我国的经济发展中来。在这种背景下，选钞工作越来越成为金融系统的负担，国内对自动化选钞的需求极为迫切。（2）实现国产化、降低成本的要求目前，世界上只有英国得利来、劳雷尔、日本的东芝、光荣等几家公司生产自动化选钞机，现在国内许多银行采用的也大都是进口产品。但是进口产品价格昂贵，每台估计在30-45万元之间，而
15、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好。面对我国数量庞大的金融系统，实在是杯水车薪。如果研制国产的适合于人民币的自动化选钞系统，不但解决了金融系统的需求，而且会创造大量的社会财富。3 纸币清分机简介（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、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
