CN107293038B - 一种基于迭代算法的钞票图像采集***及其校准方法 - Google Patents

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Abstract

开了一种基于迭代算法的钞票图像采集***及其校准方法，所述钞票图像采集***包括设于钞票上侧的上CIS传感器和上感光元件，设于钞票下侧下CIS传感器和下感光元件，所述上感光元件接收所述下CIS传感器中LED发射的光，所述下感光元件接收所述上CIS传感器中LED发射的光，所述上CIS传感器与所述下CIS传感器位于同一竖直平面内，该钞票图像采集***通过迭代算法计算得出上CIS传感器和下CIS传感器的曝光时间，有效解决如何对同一竖直平面内安放的上、下CIS传感器进行曝光时间进行校准的问题，从而使得所述上CIS传感器与所述下CIS传感器能够设置于同一竖直平面内，从而实现清分机的小型化。

Description

一种基于迭代算法的钞票图像采集***及其校准方法
技术领域
本发明属于图像采集***技术领域，具体是一种基于迭代算法的钞票图像采集***及其校准方法。
背景技术
钞票清分机的主要作用是对不同版别的人民币钞票进行清理分选归类工作，并能实现人民币钞票的点钞、计数，识别真假等。目前我国各商业银行所使用的清分机主要以进口产品为主，钞票清分机有多种用途，包括满足适用标准、现钞增发、自动柜员机处理、防假及新业务模式的需要。
钞票清分机关键模块为高速图像采集***，其核心通常采用CIS接触式图像传感器。
CIS接触式图像传感器是一种采用LED作为光源，线阵列式排布的感光元件（光敏传感器）进行感光的图像传感器。在CIS接触式传感器内部红、绿、蓝三色LED（发光二极管）和传感器紧紧排列在一起，分时发光。感光元件在不同色光下采集钞票表面对光照的反射信息，最后根据红光、绿光、蓝光下的图像信息合成出钞票表面的彩色图像。使用CIS接触式图像传感器时，需要对传感器的曝光时间进行校准，以使其工作线性、非饱和区，保证图像质量。通常的校准方法为，使用纯白色校准钞票进行图像扫描，并调整LED的打开时间，使采集图像的亮度值为一个预先设定的标准值（其通常略小于饱和值）。
钞票清分机中需要对钞票的上、下表面同时采集图像，然而现有的钞票清分机为了避免上、下CIS传感器发出的光互相干扰，一般都将上、下CIS传感器固定在不同的竖直平面内，相互错开，这样就造成整个模块体积增大，不利于整个清分机的小型化。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供一种基于迭代算法的钞票图像采集***及其校准方法，该方法可以有效解决如何对同一竖直平面内安放的上、下CIS传感器进行曝光时间进行校准的问题，从而使得所述上CIS传感器与所述下CIS传感器能够设置于同一竖直平面内，从而实现清分机的小型化。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种基于迭代算法的钞票图像采集***，包括设于钞票上侧的上CIS传感器和上感光元件，设于所述钞票下侧下CIS传感器和下感光元件，所述上感光元件接收所述下CIS传感器中LED发射的光，所述下感光元件接收所述上CIS传感器中LED发射的光，所述上CIS传感器与所述下CIS传感器位于同一竖直平面内。
一种基于迭代算法的钞票图像采集***的校准方法，包括以下步骤：1、设定所述上CIS传感器的曝光时间U、所述下CIS传感器的曝光时间D、所述上感光元件的探测值x以及所述下感光元件的探测值y的表达式1表示为：，其中a和d分别为纯白校准钞票上下两个表面的反射率，c和b分别为纯白校准钞票上下两个表面的透射率；2、设置所述上CIS传感器的曝光时间为一任意值U=U1；设置所述下CIS传感器的曝光时间为D=D1=0，而后对校准钞票进行图像扫描，获得的所述上感光元件和所述下感光元件的探测值分别标为x1和y1，这时，表达式1表示为：；3、设置所述下CIS传感器的曝光时间为一任意值D=D2；设置所述上CIS传感器的曝光时间为0，即：U=U2=0，而后对校准钞票进行图像扫描，获得的上感光元件和下感光元件的探测值分别标为x2和y2，这时，表达式1表示为：，求得a， b， c， d四个系数的值；4、取最终的校准目标为xc和yc以及a，b，c，d代入表达式1得，并求得，；5、设置所述上CIS传感器的曝光时间为U3，设置所述下CIS传感器的曝光时间为D3，而后对校准钞票进行图像扫描，获得的上感光元件和下感光元件的探测值分别标为x3和y3，这时，表达式1表示为：，若x3=xc，y3=yc成立，存储最新曝光时间值U3和D3，算法到此终止并退出，若x3=xc，y3=yc不成立，联合最新的两个扫描结果重新计算并更新a， b， c， d四个系数的值重复执行步骤4到步骤5。
上述技术方案中，步骤5中预设有允许误差K，若|x3-xc|<K，|y3-yc|<K，则视为x3=xc，y3=yc成立。
上述技术方案中，步骤5中若x3=xc，y3=yc不成立，联合最新的两个扫描结果重新计算并更新a， b， c， d四个系数的值重复执行步骤4到步骤5并记录迭代次数n，步骤5中预设有最大迭代次数N，对n＞N进行判断，若成立则记录存储最新曝光时间值U3和D3，算法结束；若不成立则设置n=n+1重复执行步骤4和步骤5。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明在不需要大量校正样本的条件下，能够快速匹配光学***的发光装置强度和成像传感器，又能够解决同时采集图像的成像***之间的光线串扰问题，使得从而显著的缩小光学成像***的体积，提供足够的***设计空间。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：参见图1，一种基于迭代算法的钞票图像采集***，包括设于钞票1上侧的上CIS传感器2和上感光元件3，设于所述钞票1下侧下CIS传感器4和下感光元件5，所述上感光元件3接收所述下CIS传感器4中LED发射的光，所述下感光元件5接收所述上CIS传感器2中LED发射的光，所述上CIS传感器2与所述下CIS传感器4位于同一竖直平面内，这样可以有效减小模块体积。由于钞票对于光照有一定的透过率，该结构的上CIS传感器、下CIS传感器会相互干扰，同时这种结构在对CIS传感器进行曝光时间校准较为困难。
申请人经过长期研究发明了一种基于迭代算法的钞票图像采集***的校准方法，包括以下步骤：1、设定所述上CIS传感器的曝光时间U、所述下CIS传感器的曝光时间D、所述上感光元件的探测值x以及所述下感光元件的探测值y的表达式1表示为：，其中a和d分别为纯白校准钞票上下两个表面的反射率，c和b分别为纯白校准钞票上下两个表面的透射率；2、设置所述上CIS传感器的曝光时间为一任意值U=U1；设置所述下CIS传感器的曝光时间为D=D1=0，而后对校准钞票进行图像扫描，获得的所述上感光元件和所述下感光元件的探测值分别标为x1和y1，这时，表达式1表示为：；3、设置所述下CIS传感器的曝光时间为一任意值D=D2；设置所述上CIS传感器的曝光时间为0，即：U=U2=0，而后对校准钞票进行图像扫描，获得的上感光元件和下感光元件的探测值分别标为x2和y2，这时，表达式1表示为：，求得a， b， c， d四个系数的值；4、取最终的校准目标为xc和yc以及a，b，c，d代入表达式1得，并求得，；5、设置所述上CIS传感器的曝光时间为U3，设置所述下CIS传感器的曝光时间为D3，而后对校准钞票进行图像扫描，获得的上感光元件和下感光元件的探测值分别标为x3和y3，这时，表达式1表示为：，若x3=xc，y3=yc成立，存储最新曝光时间值U3和D3，算法到此终止并退出，若x3=xc，y3=yc不成立，联合最新的两个扫描结果重新计算并更新a， b， c， d四个系数的值重复执行步骤4到步骤5。
步骤5中预设有允许误差K，若|x3-xc|<K，|y3-yc|<K，则视为x3=xc，y3=yc成立。
步骤5中若x3=xc，y3=yc不成立，联合最新的两个扫描结果重新计算并更新a， b，c， d四个系数的值重复执行步骤4到步骤5并记录迭代次数n，步骤5中预设有最大迭代次数N，对n＞N进行判断，若成立则记录存储最新曝光时间值U3和D3，算法结束；若不成立则设置n=n+1重复执行步骤4和步骤5。

Claims (3)

1.一种基于迭代算法的钞票图像采集***的校准方法，其特征在于：包括采用该方法的钞票图像采集***，所述钞票图像采集***包括设于钞票（1）上侧的上CIS传感器（2）和上感光元件（3），设于所述钞票（1）下侧下CIS传感器（4）和下感光元件（5），所述上感光元件（3）接收所述下CIS传感器（4）中LED发射的光，所述下感光元件（5）接收所述上CIS传感器（2）中LED发射的光，所述上CIS传感器（2）与所述下CIS传感器（4）位于同一竖直平面内，该方法包括以下步骤：1、设定所述上CIS传感器的曝光时间U、所述下CIS传感器的曝光时间D、所述上感光元件的探测值x以及所述下感光元件的探测值y的表达式1表示为：，其中a和d分别为纯白校准钞票上下两个表面的反射率，c和b分别为纯白校准钞票上下两个表面的透射率；2、设置所述上CIS传感器的曝光时间为一任意值U=U1；设置所述下CIS传感器的曝光时间为D=D1=0，而后对校准钞票进行图像扫描，获得的所述上感光元件和所述下感光元件的探测值分别标为x1和y1，这时，表达式1表示为： ；3、设置所述下CIS传感器的曝光时间为一任意值D=D2；设置所述上CIS传感器的曝光时间为0，即：U=U2=0，而后对校准钞票进行图像扫描，获得的上感光元件和下感光元件的探测值分别标为x2和y2，这时，表达式1表示为：，求得a， b， c， d四个系数的值；4、取最终的校准目标为xc和yc以及a，b，c，d代入表达式1得，并求得，；5、设置所述上CIS传感器的曝光时间为U3，设置所述下CIS传感器的曝光时间为D3，而后对校准钞票进行图像扫描，获得的上感光元件和下感光元件的探测值分别标为x3和y3，这时，表达式1表示为：，若x3=xc，y3=yc成立，存储最新曝光时间值U3和D3，算法到此终止并退出，若x3=xc，y3=yc不成立，联合最新的两个扫描结果重新计算并更新a， b，c， d四个系数的值重复执行步骤4到步骤5。
2.如权利要求1所述的一种基于迭代算法的钞票图像采集***的校准方法，其特征在于：步骤5中预设有允许误差K，若|x3-xc|<K，|y3-yc|<K，则视为x3=xc，y3=yc成立。
3.如权利要求1或2所述的一种基于迭代算法的钞票图像采集***的校准方法，其特征在于：步骤5中若x3=xc，y3=yc不成立，联合最新的两个扫描结果重新计算并更新a， b， c， d四个系数的值重复执行步骤4到步骤5并记录迭代次数n，步骤5中预设有最大迭代次数N，对n＞N进行判断，若成立则记录存储最新曝光时间值U3和D3，算法结束；若不成立则设置n=n+1重复执行步骤4和步骤5。
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