一種圖像降噪的方法
【技術領域】
[0001]本發明公開一種圖像處理方法，特別是一種新型存取款自助設備機芯中圖像傳感器應用的降噪方法。
【背景技術】
[0002]隨著科技的發展和自動化水平的提高，越來越多的自動化設備出現在人們的生活中，其中存取款自助設備是人們生活中會廣泛用到的金融設備，在存取款自助設備中都會設置有紙幣真偽識別模塊，用于識別存入的紙幣的真假，在紙幣真偽識別模塊中，圖像傳感器嵌裝于識別模塊內，在動態過鈔過程中，圖像傳感器采集紙幣及噪聲背景信息，用于通過內部算法進行紙幣真偽的鑒定。因此，如何降低噪聲背景數據，使內部算法從采取到的圖像信息中提取出紙幣信息，將會直接影響到后期對紙幣真偽的判斷。
[0003]因工藝等各種原因，CIS (Contact Image Sensor)傳感器是非理想性的，存在暗電流及其他噪聲，這樣就需要對噪聲背景數據進行去除，在現有的技術方案中，對噪聲背景數據的處理通常是采用后端處理的方法，即同時采樣噪聲背景數據及紙幣數據，數據采集完成后，根據經驗對采集后的數據減去一個預期設定好的閾值，再把所有數據減去設定的閾值，重新得到新數據，以去除背景數據，如采樣后的像素灰度最大值為255，設定閾值為20，則處理后數據值為235 (即255-20)。這種方法會影響圖像數據，導致無論怎樣調整光源強度，圖像灰度值無法調到最大，影響后期紙幣真偽信息的判定。
【發明內容】
[0004]針對上述提到的現有技術中的噪聲背景數據的處理方法無法使圖像灰度值調到最大的缺點，本發明提供一種采用圖像傳感器硬件特性的降低噪聲的方法，使算法穩定可靠的旋轉提取紙幣信息進行真偽判斷。
[0005]本發明解決其技術問題采用的技術方案是:一種圖像降噪的方法，該方法包括下述步驟:
[0006](1)、通過改變AD芯片中的偏置寄存器的值來改變采樣基準；
[0007](2)、確定好偏置寄存器參數值后，將其寫入到實際應用程序分配的對應寄存器中；
[0008](3)、圖像傳感器將模擬信號輸入AD芯片中后，與AD芯片中的偏置寄存器的信號相疊加/減，得到有效圖像信息。
[0009]本發明解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括:
[0010]所述的步驟1中確定AD芯片中的偏置寄存器的參數值時，根據公式[0011 ] I，offset= I offset+Igain+Istrenth+1thers= x /256*max AD
[0012]得到偏置寄存器的參數值，X = I' offset*256/maxAD,
[0013]公式中，1'為實際偏置電流，I抓吣為圖像傳感器的自身暗電流，I —為光照強度引入的噪聲，Igain為增益放大引入的噪聲，I為其他噪聲，max磯為AD的最大調整值。
[0014]所述的Istranth取值為2?3mv。
[0015]所述的Igain根據AD芯片的增益-噪聲曲線圖得到。
[0016]所述的Icithers取值為5?6mv。
[0017]本發明的有益效果是:本發明利用傳感器的硬件特性，在前端采樣時就減少噪聲背景的引入，傳輸的數據使算法能夠穩定準確的旋轉提取出紙幣信息。
[0018]下面將結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的電路方框圖。
[0020]圖2為AD芯片內部結構圖。
[0021]圖3為AD芯片的增益-噪聲曲線圖。
【具體實施方式】
[0022]本實施例為本發明優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本發明保護范圍之內。
[0023]本發明在利用傳感器的硬件特性，在采樣時就把噪聲濾除，不對其進行采樣，這樣就減少了噪聲背景的引入。請參看附圖1，本發明中，通過CIS傳感器對圖像進行采樣，然后將圖樣采樣信號傳輸給AD芯片，進行模數轉換，同時可以完成內部各自寄存器參數值的配置，AD芯片將轉換后的數字型號傳輸給FPGA芯片進行處理，FPGA芯片完成對圖像相關芯片，包括提供時序控制及參數配置控制，同時FPGA芯片輸出驅動控制信號對CIS傳感器的底層進行驅動控制。恒流源芯片給CIS傳感器供電，主要的功能是實現對CIS傳感器光照強度的控制，FPGA芯片同時控制恒流源芯片工作。
[0024]本發明利用傳感器的硬件特性，在前端AD采樣時，通過改變AD偏置寄存器數值來改變AD內部輸入至增益放大器的數據，由此濾除噪聲背景，使得算法能夠穩定準確的旋轉提取出紙幣信息。
[0025]請參看附圖2，圖2是六0芯片內部結構圖，其中，￥1嫩、￥1他、￥1101冊為模擬端輸入，DOUT為數字端數據輸出；模擬端信號經過⑶S采樣(即雙采樣)后與偏置寄存器經過數模轉換(即DAC)后的模擬信號相疊加(或減)，經過PGA增益放大器(即可編程增益放大器)放大，最后由四選一MUX選擇器(即數據選擇器)輸出。configurat1n register (即偏置寄存器)主要是控制AD的運行模式及偏置基準，mux register (即數據選擇寄存器)主要是控制AD采樣通道的順序，gain register (即增益放大寄存器)主要是對通道的可編程增益放大，offset register (即網絡偏移暫存器)是對4個通道的可編程偏置調節。本發明是通過調整AD芯片的偏置寄存器來降低噪聲的一種方法，具體步驟如下:
[0026](I)、通過改變AD的偏置寄存器的值來改變采樣基準，先確定偏置寄存器參數值，公式如下:
[0027]1ffset= ± X/256*max AD (I)
[0028]公式I中，X為偏置寄存器的參數配置值，共9bit，最高位表示符號位，低8位表示數據位；有2s個調節等級，即X = 0、1、2、3……256 ;maxAD表示該AD芯片的最大調整值，一般可根據AD芯片的說明書確定，Ιμμ為偏置電流。在不考慮傳感器光照及其他的情況下，CIS的自身的噪音(即暗電流，1.-)基本與偏置電流相等，可根據實際測量得到。但實際應用中，由于圖像傳感器是需要光照及增益放大，即光照的強度噪聲及增益放大強度同樣會引入噪聲。因此，此時的偏置電流還需考慮光照強度引入的噪聲(即Istranth，Istranth考慮到除自身光照外，其他光照的影響，該值基本在2?3mv)、增益放大引入的噪聲(即1_可根據圖3中的增益-噪聲曲線圖得到，該圖由AD芯片的規格書得到)以及其他噪聲(即I— 取值為5?6mv)等其他因素，公式變成如下:
[0029]I，offset= I offset+Igain+Istrenth+1thers= x /256*max AD (2)
[0030](2)、由實驗及經驗得到I' 勺值，推算出X值，X =1’ offset*256/maxAD；
[0031](3)、確定好偏置寄存器參數值后，把它寫入到實際應用程序分配的對應寄存器中，使它在實際應用中自加載完成配置。
[0032](4)、通過改變采樣基準濾除噪聲背景，與現有技術未處理的影像比較，可看出背景噪聲明顯降低，前景與背景區別明顯，這樣在旋轉提取有效圖像信息時，可以準確穩定將其提取出來。
[0033]本發明利用傳感器的硬件特性，在前端采樣時就減少噪聲背景的引入，傳輸的數據使算法能夠穩定準確的旋轉提取出紙幣信息。
【主權項】
1.一種圖像降噪的方法，其特征是:所述的方法包括下述步驟: (1)、通過改變AD芯片中的偏置寄存器的值來改變采樣基準； (2)、確定好偏置寄存器參數值后，將其寫入到實際應用程序分配的對應寄存器中； (3)、圖像傳感器將模擬信號輸入AD芯片中后，與AD芯片中的偏置寄存器的信號相疊加/減，得到有效圖像信息。2.根據權利要求1所述的圖像降噪的方法，其特征是:所述的步驟I中確定AD芯片中的偏置寄存器的參數值時，根據公式I offset I offset+Igain+Istrenth+1thers乂AD 得到偏置寄存器的參數值，X = I’ offset*256/maxAD, 公式中，I' Mfset為實際偏置電流，I也吣為圖像傳感器的自身暗電流，I —為光照強度引入的噪聲，Igain為增益放大引入的噪聲，I為其他噪聲，maxADS AD的最大調整值。3.根據權利要求2所述的圖像降噪的方法，其特征是:所述的Istranth取值為2?3mv。4.根據權利要求2所述的圖像降噪的方法，其特征是:所述的Igain根據AD芯片的增益-噪聲曲線圖得到。5.根據權利要求2所述的圖像降噪的方法，其特征是:所述的I取值為5?6mv。
【專利摘要】本發明公開一種圖像降噪的方法，該方法包括下述步驟：(1)、通過改變AD芯片中的偏置寄存器的值來改變采樣基準；(2)、確定好偏置寄存器參數值后，將其寫入到實際應用程序分配的對應寄存器中；(3)、圖像傳感器將模擬信號輸入AD芯片中后，與AD芯片中的偏置寄存器的信號相疊加/減，得到有效圖像信息。本發明利用傳感器的硬件特性，在前端采樣時就減少噪聲背景的引入，傳輸的數據使算法能夠穩定準確的旋轉提取出紙幣信息。
【IPC分類】G07D7/20, G06T5/00
【公開號】CN105243644
【申請號】CN201510585831
【發明人】周艷玲
【申請人】深圳怡化電腦股份有限公司, 深圳市怡化時代科技有限公司, 深圳市怡化金融智能研究院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月15日