[实用新型]一种基于CIS的多光谱票据图像采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别是涉及具有防伪特征票据的图像采集技术，为票据特征识别、机器视觉等领域提供了一种新的图像获取设备。

背景技术

伴随着相关技术的发展，假票据制作水平越来越高，以假乱真的现象也变得越来越猖獗，影响人们日常生活和社会的稳定，因此提高现有鉴别设备的识别能力势在必行。

重要票据基本上都具有防伪特征，且其中大多数防伪特征可以在多光谱图像中有所体现。真假票据在多光谱图像中表现出不同的特征，便于设备进行区分和识别。因此，多光谱图像分析鉴别技术成为提升设备能力的重要环节。

为了提高现有设备的鉴别能力，需要在设备中引入了图像环节。现有的固态图像传感器可分为电荷耦合元件CCD与金属氧化物半导体元件CMOS两种。接触式图像传感器CIS 是以CMOS技术为主的一种新型光电耦合器件，与CCD相比，具有积小、重量轻、功耗低、结构紧凑、便于安装等优点，适用于传统鉴别设备的改进。

CIS是一种自带光源的线性传感器，扫描一次仅能得到一帧或行图像信息，因此，图像采集时必须配合横向（垂直于CIS方向）的运动，才能得到一幅完整的二维图像。由此可以看出，CIS图像的起始采集位置和停止采图位置对采集到的一幅图像数据产生影响。如果当票据还未到或已经通过CIS正下方时，设备仍旧在采集图像，这种情况下即增加了设备图像采集的时间，采集到的图像又会出现冗余，影响图像采集的稳定性和实时性。

传统的方法是通过设备前端加入红外传感器作为判断CIS采图起始位置的依据，为了防止票据在高速运动过程中倾斜等情况的影响，红外传感器需要安装于CIS前端位置并保证一定的距离要求（若安装于同一条线上，在票据倾斜情况下，红外传感器触发采图时票据已通过CIS，导致有效图像数据丢失），此时有下面两种处理情况。

第一种情况，将红外传感器的边沿信号直接作为图像的场同步触发信号，由于红外传感器和CIS的距离要求，采集到的图像会出现冗余。

第二种情况，若延时一定距离或时间后再触发一幅图像的采集，此时，采集图像受到机械性能的影响，不稳定。

根据上述情况，本专利提出了一种基于CIS的多光谱票据图像采集处理方法，该方法利用FPGA并行高速处理的特点，在图像采集的前端即对图像进行判断，以采集端的图像信息作为整幅图像的启停的控制的直接判断依据，不完全依赖系统的机械性能。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的一个目的在于提供一种基于CIS的多光谱票据图像采集装置，从满足装置稳定性、实时性的角度确保获得稳定、高质量的图像。

一种基于CIS的多光谱票据图像采集装置，该装置至少包括红外传感器、光电开关传感器、光栅盘、传送机构、多光源接触式图像传感器CIS、FPGA控制电路、光源控制电路、传感器电路、A/D转换电路和直流电机；

其中，红外传感器固定于传送机构的前端位置，用于检测传送结构上是否有票据通过，如果检测到票据通过红外传感器时，则通过传感器电路将产生的信号通知FPGA控制电路开始采集一幅图像；否则，继续检测；

光电开关传感器固定于光栅盘的一侧，与光栅盘配合产生用于CIS图像采集的帧或行同步信号；

光栅盘固定于直流电机同轴位置，与光电开关传感器配合，用于检测传送机构的传动速度以及产生CIS图像采集的帧或行同步信号；

传送机构由直流电机按照固定的传送比传动，票据通过传送机构的传送带传动作用，快速稳定的通过红外传感器和多光源接触式图像传感器CIS；

多光源接触式图像传感器CIS固定于传送机构的中端位置，垂直于票据的运动方向，通过FPGA控制电路控制，动态检测票据的图像信息；

FPGA控制电路用于控制多光谱票据图像采集方案选择，通过光源控制电路控制多光源接触式图像传感器CIS完成多光谱图像采集任务；

光源控制电路用于连接FPGA控制电路和多光源接触式图像传感器CIS，完成CIS的光源开关操作；

传感器电路用于红外传感器和光电开关传感器的滤波、放大以及电平转换，将传感器信号转换为数字信号，用于FPGA的判断一副图像采集的起始位置和一帧图像的启动位置；

A/D转换电路用于将CIS输出的模拟信号转换为数字信号并传输到FPGA内部；

直流电机用于传送机构传动，传送机构上的票据快速、稳定的通过多光源接触式图像传感器CIS。

进一步地，多光源接触式图像传感器CIS内置可见光、紫外光、红外光光源，且每一路光源可单独控制开关。