图像识别技术在硬币清分计数器中的应用

　　我国从1957年以来一共发行了12种硬币,这些硬币已经在我们日常生活中被普遍使用[1],然而随着硬币的普及,假币的问题也越来越困扰着人们,尤其是银行、超市、公交公司以及大型商品零售企业等,迫切需要一种能够方便识别假硬币并且能对硬币进行计数、包装的设备。为了高效、准确地实现各类硬币的清点、分类、鉴伪、包装等工作,笔者研制开发了一种全新的硬币清分计数器,这种硬币清分计数器的工作过程如图1所示。

　　1　鉴伪方案的确定

　　从20世纪90年代开始,随着我国机电产品加工的发展和深入,在沿海地区出现了一些硬币处理机具的生产厂家。这些机具鉴别假硬币的方法主要有两类:一类是利用称重检测的方法区分硬币及鉴别假币。即设法称量每一枚硬币的重量,通过重量鉴别该硬币是何种类以及是真是假。该方法的准确率不高,这是因为若能分辨出每一种硬币的重量,称重传感器的精度应是0·001g,产品造价高,并且硬币在流通过程中会有不同程度的磨损和沾染上污物,其重量会有所改变,因此称重检测的方法使用者不多。

　　目前市面上流行的是利用硬币的材质不同进行检测。具体检测方法如图2所示,检测核心是一套电涡流传感器,在两个正对着的罐形铁氧体磁芯上绕有线圈,若在线圈中通过高频交流电流,则两个铁氧体磁芯之间存在交变磁场,一旦硬币进入这个交变磁场区域,硬币内便产生涡流;同时,涡流的存在也必定产生与原来磁场方向相反的磁场,使磁场发生变化。该磁场的变化与硬币的导电率、导磁率及硬币与线圈的相对位置有关,设法测量硬币经过磁场时的磁场变化量即可检测出是何种硬币及是否是假币。检测该变化量通常采用电容三点式振荡电路,其输出信号频率的变化对应磁场的变化量如表1所示[2]。从表1可以看出,各种硬币的频率峰值虽不重叠,但相差不大,处理电路的抗干扰性要求很高,且几种典型假币的频率峰值与真币的频率峰值有重叠之处,使得这种鉴别方法不能完全满足要求。

　　通过反复讨论比较,最终我们确定了以花色图案检测为基本原则的方法。该方法是用拍照扫描的方法将每一枚硬币的图案送入计算机,取其关键点和标准图案的关键点进行比较,根据假币与真币的图案在关键点处的不同,将假币区分出来。

　　2　鉴伪系统的组成及工作原理

　　鉴伪系统主要由CCD摄像机和高速图像识别系统构成,如图3所示。

　　考虑到计算机的速度和设备的造价,选择乐通光电(深圳)有限公司的LTC-130型420线黑白摄像机作为图像传感器,其像素为795 (H)×596 (V),由12V直流电源供电。