标题：点钞机字符叠加器
简介
  点钞机字符叠加器实际叠加效果点钞机字符叠加器可以把点钞机状态、点钞数量、告警等工作数据信息实时叠加到银行视频监控图像上。这样，通过回放监控视频录像，就可以清晰地辨识当时交易的钱款数量等信息，提供有力的视频证据来查找工作差错、解决客户纠纷。有些点钞机字符叠加器产品同时具备磁卡读写器工作数据采集；银行卡号、存折号叠加的功能。此时更可以将差错聚焦于某一个特定账户上。点钞机字符叠加器是种视频处理设备。其处理的结果为带有点钞数据、告警等叠加信息的视频画面。画面储存介质为监控系统的硬盘录像机。
应用背景
工程商在为银行营业网点安装监控系统时，临柜人员恐惧出现业务差错， 普遍要求以点钞台面为监控记录聚焦点，这从侧面反映出：银行柜员制视频监控系统已经不再是完全意义上的安防系统，纠错功能已经超越了安全防范功能。2004年颁布的公共安全行业标准GA38-2004《银行营业场所风险等级和防护级别的规定》，其中多级安全防护要求均对“清晰显示柜员操作情况”提出了明确规定。  点钞机字符叠加器产品图片回放银行监控系统录像，虽然能够观测到柜员的动作，或者观察到点钞机的工作，但是无法清晰辨识钱币面值、数量等具体信息。摄像机焦距、逆光、角度等因素也影响成像质量。当前硬盘录像机均采用有损压缩的储存方式，造成图像质量下降，使这一情况更加突出。银行前台发生业务差错，一般是先行盘库，确定存在出入后，通过回看监控录像寻找差错业务笔次。监控图像无法清晰辨识给追寻差异账款、解决客户纠纷造成很大的难度。四川南充法院就有依靠计算点钞机工作时间来判断取款数量，判决错款返还的案例。2005年以来，一些工程公司响应银行要求，在设计、安装银行柜员制视频监控系统时选用了银行柜员操作信息视频叠加设备，克服了上述缺点，组建了比较完美的银行柜员制视频监控系统。点钞机字符叠加器逐渐成为银行柜员的业务贴身伙伴。
背景技术名词
OSDOSD是英文On Screen Display的缩写，也称为字符发生器。功能为：在显示器的荧幕上产生一些特殊的字形或图形，让使用者得到一些讯息提示。生活中常见于家用电视机或个人PC电脑的显示荧幕上。当使用者操作电视机换台调整音量、画质时，电视荧幕就会显示目前状态供使用者参考。其可在荧幕上的任何位置显示一些特殊字形与图形，成为重要的人机交互讯息产生装置。技术方式是：与图像实时同步附加或改变图像中某些像素的颜色，使之组合成人类可以在图像中辨识的数据。以固定或不固定的方式，改变某个特定的OSD控制暂存器，即可达到动态的效果。DAQ  DAQ—柜员操作信息采集处理器DAQ是英文Data AcQuistiton(数据采集）的缩写。是指测量：电压、电流、温度、压力、声音、编码数据等电气或物理现象的过程。VDMVDM是英文Video Display Metafile的缩写,也称为视频显示图元文件。是指在复合视频信号上叠加人类容易辨识的各类字幕信息，并将这些字符信息与原有复合视频信号中的内容一起显示在视频显示设备（比如监视器、硬盘录像机等）上的电子处理装置。基本通过OSD技术实现。
VDM在多个行业广泛应用，比如影视编辑行业的字幕机等等。区别于专业行业的字符叠加设备，民用领域的字符叠加器这一名称，现在更加习惯用于民用系统中使用的具备基本视频字幕叠加能力的电子装置。
字符叠加器一般分为两类：动态字符叠加器与静态字符叠加器。
技术原理与难度
点钞机字符叠加器是种视频处理设备，核心作用是在视频中叠加数据字符，归字符叠加器应用范畴。简而言之就是DAQ技术与OSD技术相结合产生的新型动态VDM产品。
视频叠加技术实现并非难点，其主要功能都处于OSD模块中，NEC等厂家均有芯片产品推出，价格也在可以接受的范围之内，其根本技术难度存在于DAQ——数据采集这部分，主要面对的是点钞机样本多样性的处理难度。
为保证样本的完整性，点钞机字符叠加器一般都是从点钞机外显数据输出端口采集点钞机工作数据。JR/T0002-1994《点钞机》金融行业标准及之后的GB16999-1997《人民币伪钞鉴别仪》国家标准以及GB16999-2010《人民币鉴别仪通用技术条件》强制性国家标准均未对点钞机外显输出电气特性进行约定。多年来，众多的厂商、品牌、型号采用了各种各样的外显数据输出形式，外显驱动芯片五花八门，接口形式、线缆数目及定义也各不相同。各个点钞机生产厂家的外显接口从机械形式到电气协议都是各自为政，以至于同一品牌的点钞机，外接显示屏也不通用。最大的难点是各种点钞机数据输出之间存在差异造成的硬件冲突，以至于DAQ难以共用——兼容处理现有点钞机。给点钞机字符叠加器的设计、生产、推广和安装都带来了很大的难度。目前，点钞机字符叠加器多为其他产品衍变而来，随着市场需求的增大，市场迫切需要深度研发的兼容处理点钞机数据的产品出现。
据不完全统计，截至2010年底，涉及点钞机数据叠加技术方案的专利技术申请超过14项，绝大多数是OSD应用层面的技术方案。涉及点钞机数据兼容处理技术的专利2项。
产品分类
按照产品形态区分可分为：前端或后端集中处理的一体机形式；前端采集处理、后端叠加的前后端多路形式。
一体机形式：指将点钞机数据采集与叠加处理集成在一台机器内的产品形态。目前有前端集中处理方式和后端集中处理方式。
前端集中处理方式是指将视频叠加处理模块集成在点钞机数据采集处理硬件平台中。一般布置在点钞机附近，采集处理点钞机数据后，利用视频信号同步嵌入技术将需要叠加的字符通过一根视频线，远距离三通连接输入至原有视频通道中。受叠加技术路线制约一般无法为叠加字符添加黑边；叠加字符灰度明显；视频行场信号偶尔丢失时引发叠加字符跳动；叠加效果调整繁琐等弊端，优点是结构简单、成本低。
后端集中处理方式与前端集中处理方式相反，是指将点钞机数据采集处理模块集成在视频叠加处理硬件平台中。一般布置在视频通道附近。将点钞机数据远距离引入视频叠加处理硬件平台进行集中处理。但受点钞
机样本多样性制约，绝大多数点钞机的工作数据难以远距离传输。除有相关专利形成外，市场很少见到此种产品形态。
前后端多路形式：是指前端备有采集器、处理器，一般布置在点钞机附近。其负责采集处理点钞机、磁条读写器的工作信息；处理完成后将数据远距离传送至后端视频叠加主机。多路视频主机负责接收多台前端处理器的数据，将之叠加在多路视频之上。点钞机字符叠加器常见的均是前后端多路产品，按照一些指标可以进行细分。按照数据传输类型区分可分为：有线式和无线式。
串行通讯RS485标准采用平衡传输和差分接收的方式，具有抗干扰性强，传输距离远等优点使其成为点钞机字符叠加器首选的数据有线传输方案。在实际应用中又可分为RS485点对点和RS485总线传输方式。RS485点对点方式的缺点是造价稍高，优点是个体故障不造成相互影响；RS485总线传输方式的缺点是安装配置稍繁琐，系统各节点存在故障造成难以查找排除并易相互影响，优点是造价低。新出现的无线传输方式，其优点是不需要布线。银行实际应用环境对电磁兼容性的要求较高。按照单套产品适应柜员数量区分可分为：单路、双路、四路、六路、八路等。按照对点钞机的兼容能力区分可分为：专用型、局部通用型、全兼容型等。按照与点钞机的匹配、适应方式区分可分为：即插即用型、跳线调整型、芯片模拟型、人工指定型、程序设定型、自动匹配型、智能型等。按照前后端协作方式区分可分为：独立型，集中控制型等。
独立型是指：前端DAQ可独立更改程序设置，后端OSD可独立更改叠加显示效果等设定，前后端之间按照标准通讯协议进行通讯沟通，除此之外彼此没有相互控制，相互之间的各自设定也互不影响。
集中控制型又可分为：前端集中控制型和后端集中控制型，相比于独立型产品的操作均稍复杂一些。前端集中控制型是指：前端DAQ处理器除正常的点钞数据处理功能外，向后端发送的数据协议中夹杂位置、时间、效果等叠加设定信息，从而在前端DAQ处实现对后端OSD叠加主机功能的集中控制。方案优点是：安装过程中，在前端——也就是点钞机附近即可以实现对整个系统的控制与调整，便于对点钞机的适应性操作。后端集中控制型与之相反：在后端OSD叠加主机位置通过键盘、机器按键、显示屏辅助显示等方式实现对前端DAQ处理器的点钞机型号设定、更改等操作。安装过程中，前后端之间存在一定的距离，因此大多需要配合完成。独立型和集中控制型均有相关产品专利。按照叠加视频输出区分可分为：单入单出型、视频分配型、一入多出型。
兼容性
点钞机字符叠加器所面对的使用环境是：国内银行目前保有数万种品牌型号的点钞机，而且这些银行在用的点钞机年更新率超过20%，同时每月各点钞机厂商推出的新机型数以百计，因此，在这种前提下，设备兼容性和可扩展性就决定了这种产品的使用效果。
在第一代和第二代点钞机字符叠加器的时代，点钞机字符叠加器由于硬件结构的限制，对于点钞机型号往往有着非常严格的对应关系，因此带给用户的印象是---使用点钞机字符叠加器必须严格匹配点钞机型号，事实并非如此。从第三代采集技术开始，随着自动搜索和远程配型功能的成熟，使得点钞机字符叠加器的技术竞争重点发生了变化，从单纯的兼容型号的增加，发展到了加强系统开放性和可升级性。
由于点钞机外显示接口属于点钞机内部接口，因此点钞机厂商完全没有义务为同一种型号的点钞机提供稳定不变的外显协议，有些厂商的外显协议甚至同型号，同批次都有多种版本（尤其是涉及到面额的附加信息的部分），我们称这种现象为“外显协议迁移”，而另外一方面，出于成本与生产方便考虑，大量的中小品牌点钞机厂商由于套用公版的外显，再加上OEM等方式的商业运作，部分不同品牌点钞机之间外显协议的通用性也普遍存在。
综上所述，点钞机字符叠加器所兼容的点钞机品牌型号事实上并不是一个非常严格的概念。因此相对而言，用户对点钞机字符叠加器的可升级性和现场可调整性的要求更高。
我们提供的产品中内置了常见品牌型号数十种点钞机驱动，这些驱动有一部分是我们观察到协议比较稳定的厂商和品牌，另外一部分是比较具有代表性和普遍性的驱动程序，每种驱动都能用于多种品牌型号的点钞机。
产品构成
一体机产品多以“叠加器”作为产品称呼，由单个机器与连线构成。
常见的前后端多路产品，主要由点钞机信息采集处理设备、视频叠加设备及相关配件构成。点钞机信息采集处理设备  点钞机信息采集处理设备也就是DAQ。负责采集、处理点钞机的工作信息，然后将之传输至后端视频叠加主机。有些产品集合有磁条读写器（刷卡器）工作信息处理功能。商品名称有：点钞机信息采集器、处理器、采集盒、银行柜员操作信息处理器、适配器等。有些厂家按照国家规定为之分配了独立的型号代码。如LS-PA智能全兼容型、LS-PP专用型等。DAQ的质量与稳定性直接影响点钞机字符叠加器的实际应用。视频叠加设备  多路视频叠加主机负责将接收到的点钞机工作数据或柜员、客户ID信息叠加到视频监控图像上，生成、输出带有动态工作数据的监控图像的视频处理设备。商品名称有：视频叠加主机、视频叠加器、字符叠加器、VDM等。相关配件相关配件用于和点钞机、磁条读写器、摄像机、硬盘录像机等设备进行连接，基本由生产厂家配备。
配件主要是点钞机连接线、磁条读写器连接线为主的线材，分为国标定制和现场手工制作两种。也有一些厂家将这两种线材做成了一条。  点钞机字符叠加器相关配件与视频输入、输出进行连接的视频线、前后端数据传输线一般需要现场制作。
其他配件还包括：Q9视频连接器、说明书、联机线等。一些厂家配有组成RS485总线星状网络的集线器。
叠加信息
点钞数分为：当前点钞数和上次点钞数。
当前点钞数是点钞机当前清点钞票的数量，是跟随点钞过程动态变化的一组数据，是点钞机工作信息输出的最基本的数据。绝大多数点钞机外接显示屏是3～4位的数码管组成，显示的数字一般即为当前点钞数。
上次点钞数是点钞机清点的上一个工作循环的最后一个数字。有些点钞机受信息输出技术路线限制，无法产生此数据输出。面值、金额信息第五版人民币增加了很多防伪措施，在一些大面值的钞票中拥有磁性油墨印刷的面值信息，点钞机据此可以判断清点钞票的面值信息，也可以作为一个假币识别指标。一些智能点钞机也可以根据面值和清点数量自动计算得出清点钞票的总金额。数量上占绝大多数的商务市场点钞机不具备这一实用功能。
有些智能点钞机将此数据输出，因此点钞机字符叠加器可以叠加这些点钞机的此类信息。工作状态指点钞机当前的工作状态，一般显示在点钞机内显示器上。状态有：鉴伪、智能、光检、磁检、清分、预置、累加、计数等等。一般通过点亮一个LED灯来指示。少数点钞机在设计时，简单将内显示数据一分为二，也传递给了外接显示屏，因此点钞机字符叠加器可以采集此类信息进行叠加显示。
有些功能强大的智能点钞机配备上位机管理软件，点钞机通过RS232接口向上位机传送：状态、面值、总金额、钞票编码等信息。此时也可以采集此类信息进行数据叠加。
OSD芯片具备叠加大量数据的能力，点钞机字符叠加器能否叠加上述三类信息数据，完全取决于点钞机是否输出此类信息。帐户信息是指磁条读写器读取的信用卡、存折账户信息。信用卡一、二、三磁道均储存有客户帐号信息，一般长度为16～21位数字信息，一般以19位为主。存折帐号的长度可以达到24位。有些点钞机字符叠加器可以采集处理此类信息进行视频叠加，以此界定差错笔次。磁条读写器的数据输出协议存在较大差异，造成与点钞机样本多样性相类似的技术难题。现在已有专利技术可以实现兼容性处理，而不需要对陌生刷卡器开发解译协议。
据相关国家规定，点钞机字符叠加器不应储存获得的信用卡信息，为此总线传输的前端OSD需要作出针对性处理。据某些银行保密要求，叠加卡号应具备部分隐藏功能，无线方式应保证信号不会被截取。
技术术语
名 词说 明兼容性指单台设备在主体软、硬件不进行任何处理、调整的前提下，对多种品牌型号点钞机的数据采集处理能力。有时也指对不同品牌型号磁条读写器的处理能力。兼容点钞机数量指单台设备出厂后，对设备主体软、硬件不进行任何更换、调整、升级的前提下，所能直接兼容处理不同品牌型号点钞机的数量。软件升级指设备不需返厂，经由用户自行在线或脱机执行的软件程序更换、更新的能力。通用性是指单台设备在软件、线材、硬件可以进行局部微小调整、改变的情况下，对某一些、莫一类品牌型号点钞机的数据采集处理能力。适应范围指设备能够达成局部通用性的前提下，硬件所能够支持的点钞机输出数据类型的种类。比如：并行传输、移位串行传输、异步串行传输等。自助配型经由用户自行改变一些设定、技术参数或调整一些硬件等适应性调整来达成对陌生点钞机数据进行采集处理的操作。自动匹配是指不需人工介入的情况下，设备自行对点钞机的识别过程。识别内容一般为：线序分析判断和切换、协议分析查找和套取。常见于动态数据输出的点钞机信号处理。已有专利技术方案可以解决静态数据输出点钞机的自动识别问题。适配方式如设备需要用于不同型号的点钞机，用户应如何实现点钞机的。如：更换设备、跳线调整、拨码开关调整、菜单调整、即插即用等。数据采集接口一般是指点钞机的外显数据输出端口。点钞机字符叠加器也可以通过点钞机的PC、电脑接口采集点钞机工作数据。独立通道数单台（套）产品可以同时支持的独立视频通道数视频信号是指点钞机字符叠加器接收或发送的视频信息。由白电平峰值、同步脉冲、色同步峰值、阻抗、信噪比、通道带宽等技术指标来衡量。断电直通即设备断电或故障的情况下，输入视频直接输出的功能。光电隔离为避免视频监控系统与办公系统的相互干扰，使用具有绝缘隔离功能的光电耦合器件来维持数据的完整性并保护互连设备。实时同步指视频中叠加的字符信息与点钞机的显示内容在时间一致性的性能。叠加字符是指设备在视频中叠加的数据信息。有字符颜色、背景等指标可衡量。叠加效果是指叠加位置、叠加时间、卡号隐藏等人眼视觉观察到的叠加功能显示效果。
招投标技术参考
招标文件技术要求1）兼容点钞机品牌、型号、数量：据银行点钞机现状而提出要求。
2）软件升级能力：一般要求具备，据情提出。
3）自助配型能力：一般要求具备，据情提出。
4）适配方式：要求明确说明兼容点钞机品牌、型号及兼容方式。
5）断电直通功能：强制性要求具备。
6）实时性：一般要求实时叠加，数据连贯不丢失。也可放宽至：连续点钞过程中，叠加字符跳跃次数不多于3次，每次跳跃跨越张数不大于1张。
7）光电隔离措施：据两套系统的隔离性提出。
8）产品结构形式：据情提出。
9）输入输出视频数量：据情提出。
10）通讯方式：据情提出。
11）汉字支持：要求支持汉字显示。
12）叠加字符颜色：不少于2色。
13）叠加效果调整：要求具备叠加位置、叠加时间等调整功能。
14）据情提出其他技术参数要求投标准备的文件1）设备功能说明
2）设备安装使用说明
3）设备安装拓扑图
4）设备外观照片
5）设备技术参数
6）产品检验报告
7）兼容点钞机型号列表
8）公司资料等
十一、新技术及发展
1、信号分析技术：专利技术，通过信号电平等指标区分信号种类与线序的技术。
2、数据协议分析技术：专利技术，通过分析数据特征达成识别、匹配点钞机数据协议的技术。
3、兼容型接口技术：专利技术，达成-12～+12V等多种电平的串行、并行等多种类型信号的兼容处理。
4、CPLD应用技术：专利技术，涉及信号优化、线路与仿真等问题。
5、芯片仿真技术：专利技术，利用程序模拟点钞机显示芯片的工作流程。
6、协议兼容处理技术：专利技术，不同协议的数据通过一个解译协议来兼容化处理，程序不再需要升级。
7、点钞机PFT（协议数据指纹）技术：使得点钞机自动识别的正确率提升到每秒有效搜索20种点钞机以上。
8、智能工作方式：无需技术人员支持，银行柜员可自由更换点钞机，并稳定工作。
9、DVB（硬件驱动数据库）技术：用户在现场即可通过简单操作对所遇到的新型号点钞机进行自助配型。
面临因点钞机样本多样性造成的点钞机字符叠加器推广迟缓、安装繁琐、资源浪费的市场现状，能够兼容处理各类型点钞机数据的兼容型点钞机字符叠加器成为了一个发展方向。现有的技术方案是：通过多种定制线材可以解决点钞机外显接口机械形式不统一的问题；通过硬件跳线或者程序自行智能分析线序并自行切换（软跳线）等方式可以解决数据信号线序差异的问题，为获取、解译电气协议创造条件；各种数据虽有差异并难以统一处理，但本质都是信号电平，应对处理后，对采集的协议进行分析、解译、叠加就不再是难题。配套管理软件、升级功能的推出，也使得后续服务更深入、应对点钞机型号变化更及时、简单。智能全兼容型点钞机字符叠加器显示了强大的实用性，必将引领行业的技术发展，走向普及和实用，成为市场的主流产品。
  智能全兼容型点钞机字符叠加器