一种图像降噪的方法
【技术领域】
[0001]本发明公开一种图像处理方法，特别是一种新型存取款自助设备机芯中图像传感器应用的降噪方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展和自动化水平的提高，越来越多的自动化设备出现在人们的生活中，其中存取款自助设备是人们生活中会广泛用到的金融设备，在存取款自助设备中都会设置有纸币真伪识别模块，用于识别存入的纸币的真假，在纸币真伪识别模块中，图像传感器嵌装于识别模块内，在动态过钞过程中，图像传感器采集纸币及噪声背景信息，用于通过内部算法进行纸币真伪的鉴定。因此，如何降低噪声背景数据，使内部算法从采取到的图像信息中提取出纸币信息，将会直接影响到后期对纸币真伪的判断。
[0003]因工艺等各种原因，CIS (Contact Image Sensor)传感器是非理想性的，存在暗电流及其他噪声，这样就需要对噪声背景数据进行去除，在现有的技术方案中，对噪声背景数据的处理通常是采用后端处理的方法，即同时采样噪声背景数据及纸币数据，数据采集完成后，根据经验对采集后的数据减去一个预期设定好的阈值，再把所有数据减去设定的阈值，重新得到新数据，以去除背景数据，如采样后的像素灰度最大值为255，设定阈值为20，则处理后数据值为235 (即255-20)。这种方法会影响图像数据，导致无论怎样调整光源强度，图像灰度值无法调到最大，影响后期纸币真伪信息的判定。
【发明内容】
[0004]针对上述提到的现有技术中的噪声背景数据的处理方法无法使图像灰度值调到最大的缺点，本发明提供一种采用图像传感器硬件特性的降低噪声的方法，使算法稳定可靠的旋转提取纸币信息进行真伪判断。
[0005]本发明解决其技术问题采用的技术方案是:一种图像降噪的方法，该方法包括下述步骤:
[0006](1)、通过改变AD芯片中的偏置寄存器的值来改变采样基准；
[0007](2)、确定好偏置寄存器参数值后，将其写入到实际应用程序分配的对应寄存器中；
[0008](3)、图像传感器将模拟信号输入AD芯片中后，与AD芯片中的偏置寄存器的信号相叠加/减，得到有效图像信息。
[0009]本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括:
[0010]所述的步骤1中确定AD芯片中的偏置寄存器的参数值时，根据公式[0011 ] I，offset= I offset+Igain+Istrenth+1thers= x /256*max AD
[0012]得到偏置寄存器的参数值，X = I' offset*256/maxAD,
[0013]公式中，1'为实际偏置电流，I抓吣为图像传感器的自身暗电流，I —为光照强度引入的噪声，Igain为增益放大引入的噪声，I为其他噪声，max矶为AD的最大调整值。
[0014]所述的Istranth取值为2?3mv。
[0015]所述的Igain根据AD芯片的增益-噪声曲线图得到。
[0016]所述的Icithers取值为5?6mv。
[0017]本发明的有益效果是:本发明利用传感器的硬件特性，在前端采样时就减少噪声背景的引入，传输的数据使算法能够稳定准确的旋转提取出纸币信息。
[0018]下面将结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的电路方框图。
[0020]图2为AD芯片内部结构图。
[0021]图3为AD芯片的增益-噪声曲线图。
【具体实施方式】
[0022]本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
[0023]本发明在利用传感器的硬件特性，在采样时就把噪声滤除，不对其进行采样，这样就减少了噪声背景的引入。请参看附图1，本发明中，通过CIS传感器对图像进行采样，然后将图样采样信号传输给AD芯片，进行模数转换，同时可以完成内部各自寄存器参数值的配置，AD芯片将转换后的数字型号传输给FPGA芯片进行处理，FPGA芯片完成对图像相关芯片，包括提供时序控制及参数配置控制，同时FPGA芯片输出驱动控制信号对CIS传感器的底层进行驱动控制。恒流源芯片给CIS传感器供电，主要的功能是实现对CIS传感器光照强度的控制，FPGA芯片同时控制恒流源芯片工作。
[0024]本发明利用传感器的硬件特性，在前端AD采样时，通过改变AD偏置寄存器数值来改变AD内部输入至增益放大器的数据，由此滤除噪声背景，使得算法能够稳定准确的旋转提取出纸币信息。
[0025]请参看附图2，图2是六0芯片内部结构图，其中，￥1嫩、￥1他、￥1101冊为模拟端输入，DOUT为数字端数据输出；模拟端信号经过⑶S采样(即双采样)后与偏置寄存器经过数模转换(即DAC)后的模拟信号相叠加(或减)，经过PGA增益放大器(即可编程增益放大器)放大，最后由四选一MUX选择器(即数据选择器)输出。configurat1n register (即偏置寄存器)主要是控制AD的运行模式及偏置基准，mux register (即数据选择寄存器)主要是控制AD采样通道的顺序，gain register (即增益放大寄存器)主要是对通道的可编程增益放大，offset register (即网络偏移暂存器)是对4个通道的可编程偏置调节。本发明是通过调整AD芯片的偏置寄存器来降低噪声的一种方法，具体步骤如下:
[0026](I)、通过改变AD的偏置寄存器的值来改变采样基准，先确定偏置寄存器参数值，公式如下:
[0027]1ffset= ± X/256*max AD (I)
[0028]公式I中，X为偏置寄存器的参数配置值，共9bit，最高位表示符号位，低8位表示数据位；有2s个调节等级，即X = 0、1、2、3……256 ;maxAD表示该AD芯片的最大调整值，一般可根据AD芯片的说明书确定，Ιμμ为偏置电流。在不考虑传感器光照及其他的情况下，CIS的自身的噪音(即暗电流，1.-)基本与偏置电流相等，可根据实际测量得到。但实际应用中，由于图像传感器是需要光照及增益放大，即光照的强度噪声及增益放大强度同样会引入噪声。因此，此时的偏置电流还需考虑光照强度引入的噪声(即Istranth，Istranth考虑到除自身光照外，其他光照的影响，该值基本在2?3mv)、增益放大引入的噪声(即1_可根据图3中的增益-噪声曲线图得到，该图由AD芯片的规格书得到)以及其他噪声(即I— 取值为5?6mv)等其他因素，公式变成如下:
[0029]I，offset= I offset+Igain+Istrenth+1thers= x /256*max AD (2)
[0030](2)、由实验及经验得到I' 勺值，推算出X值，X =1’ offset*256/maxAD；
[0031](3)、确定好偏置寄存器参数值后，把它写入到实际应用程序分配的对应寄存器中，使它在实际应用中自加载完成配置。
[0032](4)、通过改变采样基准滤除噪声背景，与现有技术未处理的影像比较，可看出背景噪声明显降低，前景与背景区别明显，这样在旋转提取有效图像信息时，可以准确稳定将其提取出来。
[0033]本发明利用传感器的硬件特性，在前端采样时就减少噪声背景的引入，传输的数据使算法能够稳定准确的旋转提取出纸币信息。
【主权项】
1.一种图像降噪的方法，其特征是:所述的方法包括下述步骤: (1)、通过改变AD芯片中的偏置寄存器的值来改变采样基准； (2)、确定好偏置寄存器参数值后，将其写入到实际应用程序分配的对应寄存器中； (3)、图像传感器将模拟信号输入AD芯片中后，与AD芯片中的偏置寄存器的信号相叠加/减，得到有效图像信息。2.根据权利要求1所述的图像降噪的方法，其特征是:所述的步骤I中确定AD芯片中的偏置寄存器的参数值时，根据公式I offset I offset+Igain+Istrenth+1thers乂AD 得到偏置寄存器的参数值，X = I’ offset*256/maxAD, 公式中，I' Mfset为实际偏置电流，I也吣为图像传感器的自身暗电流，I —为光照强度引入的噪声，Igain为增益放大引入的噪声，I为其他噪声，maxADS AD的最大调整值。3.根据权利要求2所述的图像降噪的方法，其特征是:所述的Istranth取值为2?3mv。4.根据权利要求2所述的图像降噪的方法，其特征是:所述的Igain根据AD芯片的增益-噪声曲线图得到。5.根据权利要求2所述的图像降噪的方法，其特征是:所述的I取值为5?6mv。
【专利摘要】本发明公开一种图像降噪的方法，该方法包括下述步骤：(1)、通过改变AD芯片中的偏置寄存器的值来改变采样基准；(2)、确定好偏置寄存器参数值后，将其写入到实际应用程序分配的对应寄存器中；(3)、图像传感器将模拟信号输入AD芯片中后，与AD芯片中的偏置寄存器的信号相叠加/减，得到有效图像信息。本发明利用传感器的硬件特性，在前端采样时就减少噪声背景的引入，传输的数据使算法能够稳定准确的旋转提取出纸币信息。
【IPC分类】G07D7/20, G06T5/00
【公开号】CN105243644
【申请号】CN201510585831
【发明人】周艳玲
【申请人】深圳怡化电脑股份有限公司, 深圳市怡化时代科技有限公司, 深圳市怡化金融智能研究院
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月15日