應用背景
工程商在為銀行營業網點安裝監控系統時，臨櫃人員恐懼出現業務差錯， 普遍要求以點鈔台面為監控記錄聚焦點，這從側面反映出：銀行櫃員制視頻監控系統已經不再是完全意義上的安防系統，糾錯功能已經超越了安全防範功能。2004年頒布的公共安全行業标準GA38-2004《銀行營業場所風險等級和防護級别的規定》，其中多級安全防護要求均對“清晰顯示櫃員操作情況”提出了明确規定。回放銀行監控系統錄像，雖然能夠觀測到櫃員的動作，或者觀察到點鈔機的工作，但是無法清晰辨識錢币面值、數量等具體信息。攝像機焦距、逆光、角度等因素也影響成像質量。當前硬盤錄像機均采用有損壓縮的儲存方式，造成圖像質量下降，使這一情況更加突出。銀行前台發生業務差錯，一般是先行盤庫，确定存在出入後，通過回看監控錄像尋找差錯業務筆次。監控圖像無法清晰辨識給追尋差異賬款、解決客戶糾紛造成很大的難度。四川南充法院就有依靠計算點鈔機工作時間來判斷取款數量，判決錯款返還的案例。2005年以來，一些工程公司響應銀行要求，在設計、安裝銀行櫃員制視頻監控系統時選用了銀行櫃員操作信息視頻疊加設備，克服了上述缺點，組建了比較完美的銀行櫃員制視頻監控系統。點鈔機字符疊加器逐漸成為銀行櫃員的業務貼身夥伴。
背景技術名詞
OSD
OSD是英文On Screen Display的縮寫，也稱為字符發生器。功能為：在顯示器的熒幕上産生一些特殊的字形或圖形，讓使用者得到一些訊息提示。生活中常見于家用電視機或個人PC電腦的顯示熒幕上。當使用者操作電視機換台調整音量、畫質時，電視熒幕就會顯示目前狀态供使用者參考。其可在熒幕上的任何位置顯示一些特殊字形與圖形，成為重要的人機交互訊息産生裝置。技術方式是：與圖像實時同步附加或改變圖像中某些像素的顔色，使之組合成人類可以在圖像中辨識的數據。以固定或不固定的方式，改變某個特定的OSD控制暫存器，即可達到動态的效果。
DAQ
DAQ是英文Data AcQuistiton(數據采集）的縮寫。是指測量：電壓、電流、溫度、壓力、聲音、編碼數據等電氣或物理現象的過程。
VDM
VDM是英文Video Display Metafile的縮寫,也稱為視頻顯示圖元文件。是指在複合視頻信号上疊加人類容易辨識的各類字幕信息，并将這些字符信息與原有複合視頻信号中的内容一起顯示在視頻顯示設備（比如監視器、硬盤錄像機等）上的電子處理裝置。基本通過OSD技術實現。
VDM在多個行業廣泛應用，比如影視編輯行業的字幕機等等。區别于專業行業的字符疊加設備，民用領域的字符疊加器這一名稱，現在更加習慣用于民用系統中使用的具備基本視頻字幕疊加能力的電子裝置。
字符疊加器一般分為兩類：動态字符疊加器與靜态字符疊加器。
技術原理與難度
點鈔機字符疊加器是種視頻處理設備，核心作用是在視頻中疊加數據字符，歸字符疊加器應用範疇。簡而言之就是DAQ技術與OSD技術相結合産生的新型動态VDM産品。
視頻疊加技術實現并非難點，其主要功能都處于OSD模塊中，NEC等廠家均有芯片産品推出，價格也在可以接受的範圍之内，其根本技術難度存在于DAQ——數據采集這部分，主要面對的是點鈔機樣本多樣性的處理難度。
為保證樣本的完整性，點鈔機字符疊加器一般都是從點鈔機外顯數據輸出端口采集點鈔機工作數據。JR/T0002-1994《點鈔機》金融行業标準及之後的GB16999-1997《人民币僞鈔鑒别儀》國家标準以及GB16999-2010《人民币鑒别儀通用技術條件》強制性國家标準均未對點鈔機外顯輸出電氣特性進行約定。多年來，衆多的廠商、品牌、型号采用了各種各樣的外顯數據輸出形式，外顯驅動芯片五花八門，接口形式、線纜數目及定義也各不相同。各個點鈔機生産廠家的外顯接口從機械形式到電氣協議都是各自為政，以至于同一品牌的點鈔機，外接顯示屏也不通用。最大的難點是各種點鈔機數據輸出之間存在差異造成的硬件沖突，以至于DAQ難以共用——兼容處理現有點鈔機。給點鈔機字符疊加器的設計、生産、推廣和安裝都帶來了很大的難度。目前，點鈔機字符疊加器多為其他産品衍變而來，随着市場需求的增大，市場迫切需要深度研發的兼容處理點鈔機數據的産品出現。
據不完全統計，截至2010年底，涉及點鈔機數據疊加技術方案的專利技術申請超過14項，絕大多數是OSD應用層面的技術方案。涉及點鈔機數據兼容處理技術的專利2項。
産品分類
産品形态分類
可分為：前端或後端集中處理的一體機形式；前端采集處理、後端疊加的前後端多路形式。
一體機形式：指将點鈔機數據采集與疊加處理集成在一台機器内的産品形态。目前有前端集中處理方式和後端集中處理方式。
前端集中處理方式是指将視頻疊加處理模塊集成在點鈔機數據采集處理硬件平台中。一般布置在點鈔機附近，采集處理點鈔機數據後，利用視頻信号同步嵌入技術将需要疊加的字符通過一根視頻線，遠距離三通連接輸入至原有視頻通道中。受疊加技術路線制約一般無法為疊加字符添加黑邊；疊加字符灰度明顯；視頻行場信号偶爾丢失時引發疊加字符跳動；疊加效果調整繁瑣等弊端，優點是結構簡單、成本低。
後端集中處理方式與前端集中處理方式相反，是指将點鈔機數據采集處理模塊集成在視頻疊加處理硬件平台中。一般布置在視頻通道附近。将點鈔機數據遠距離引入視頻疊加處理硬件平台進行集中處理。但受點鈔
機樣本多樣性制約，絕大多數點鈔機的工作數據難以遠距離傳輸。除有相關專利形成外，市場很少見到此種産品形态。
前後端多路形式：是指前端備有采集器、處理器，一般布置在點鈔機附近。其負責采集處理點鈔機、磁條讀寫器的工作信息；處理完成後将數據遠距離傳送至後端視頻疊加主機。多路視頻主機負責接收多台前端處理器的數據，将之疊加在多路視頻之上。點鈔機字符疊加器常見的均是前後端多路産品，按照一些指标可以進行細分。
數據傳輸類型
可分為：有線式和無線式。
串行通訊RS485标準采用平衡傳輸和差分接收的方式，具有抗幹擾性強，傳輸距離遠等優點使其成為點鈔機字符疊加器首選的數據有線傳輸方案。在實際應用中又可分為RS485點對點和RS485總線傳輸方式。RS485點對點方式的缺點是造價稍高，優點是個體故障不造成相互影響；RS485總線傳輸方式的缺點是安裝配置稍繁瑣，系統各節點存在故障造成難以查找排除并易相互影響，優點是造價低。新出現的無線傳輸方式，其優點是不需要布線。銀行實際應用環境對電磁兼容性的要求較高。
适應櫃員區分
可分為：單路、雙路、四路、六路、八路等。
兼容能力區分
可分為：專用型、局部通用型、全兼容型等。
适應方式區分
可分為：即插即用型、跳線調整型、芯片模拟型、人工指定型、程序設定型、自動匹配型、智能型等。
協作方式區分
可分為：獨立型，集中控制型等。
獨立型是指：前端DAQ可獨立更改程序設置，後端OSD可獨立更改疊加顯示效果等設定，前後端之間按照标準通訊協議進行通訊溝通，除此之外彼此沒有相互控制，相互之間的各自設定也互不影響。
集中控制型又可分為：前端集中控制型和後端集中控制型，相比于獨立型産品的操作均稍複雜一些。前端集中控制型是指：前端DAQ處理器除正常的點鈔數據處理功能外，向後端發送的數據協議中夾雜位置、時間、效果等疊加設定信息，從而在前端DAQ處實現對後端OSD疊加主機功能的集中控制。方案優點是：安裝過程中，在前端——也就是點鈔機附近即可以實現對整個系統的控制與調整，便于對點鈔機的适應性操作。後端集中控制型與之相反：在後端OSD疊加主機位置通過鍵盤、機器按鍵、顯示屏輔助顯示等方式實現對前端DAQ處理器的點鈔機型号設定、更改等操作。安裝過程中，前後端之間存在一定的距離，因此大多需要配合完成。獨立型和集中控制型均有相關産品專利。
視頻輸出區分
可分為：單入單出型、視頻分配型、一入多出型。
兼容性
點鈔機字符疊加器所面對的使用環境是：國内銀行目前保有數萬種品牌型号的點鈔機，而且這些銀行在用的點鈔機年更新率超過20%，同時每月各點鈔機廠商推出的新機型數以百計，因此，在這種前提下，設備兼容性和可擴展性就決定了這種産品的使用效果。
在第一代和第二代點鈔機字符疊加器的時代，點鈔機字符疊加器由于硬件結構的限制，對于點鈔機型号往往有着非常嚴格的對應關系，因此帶給用戶的印象是---使用點鈔機字符疊加器必須嚴格匹配點鈔機型号，事實并非如此。從第三代采集技術開始，随着自動搜索和遠程配型功能的成熟，使得點鈔機字符疊加器的技術競争重點發生了變化，從單純的兼容型号的增加，發展到了加強系統開放性和可升級性。
由于點鈔機外顯示接口屬于點鈔機内部接口，因此點鈔機廠商完全沒有義務為同一種型号的點鈔機提供穩定不變的外顯協議，有些廠商的外顯協議甚至同型号，同批次都有多種版本（尤其是涉及到面額的附加信息的部分），我們稱這種現象為“外顯協議遷移”，而另外一方面，出于成本與生産方便考慮，大量的中小品牌點鈔機廠商由于套用公版的外顯，再加上OEM等方式的商業運作，部分不同品牌點鈔機之間外顯協議的通用性也普遍存在。
綜上所述，點鈔機字符疊加器所兼容的點鈔機品牌型号事實上并不是一個非常嚴格的概念。因此相對而言，用戶對點鈔機字符疊加器的可升級性和現場可調整性的要求更高。
我們提供的産品中内置了常見品牌型号數十種點鈔機驅動，這些驅動有一部分是我們觀察到協議比較穩定的廠商和品牌，另外一部分是比較具有代表性和普遍性的驅動程序，每種驅動都能用于多種品牌型号的點鈔機。
産品構成
一體機産品多以“疊加器”作為産品稱呼，由單個機器與連線構成。
常見的前後端多路産品，主要由點鈔機信息采集處理設備、視頻疊加設備及相關配件構成。
信息采集處理
也就是DAQ。負責采集、處理點鈔機的工作信息，然後将之傳輸至後端視頻疊加主機。有些産品集合有磁條讀寫器（刷卡器）工作信息處理功能。商品名稱有：點鈔機信息采集器、處理器、采集盒、銀行櫃員操作信息處理器、适配器等。有些廠家按照國家規定為之分配了獨立的型号代碼。如LS-PA智能全兼容型、LS-PP專用型等。DAQ的質量與穩定性直接影響點鈔機字符疊加器的實際應用。
視頻疊加設備
負責将接收到的點鈔機工作數據或櫃員、客戶ID信息疊加到視頻監控圖像上，生成、輸出帶有動态工作數據的監控圖像的視頻處理設備。商品名稱有：視頻疊加主機、視頻疊加器、字符疊加器、VDM等。
相關配件
相關配件用于和點鈔機、磁條讀寫器、攝像機、硬盤錄像機等設備進行連接，基本由生産廠家配備。
配件主要是點鈔機連接線、磁條讀寫器連接線為主的線材，分為國标定制和現場手工制作兩種。也有一些廠家将這兩種線材做成了一條。與視頻輸入、輸出進行連接的視頻線、前後端數據傳輸線一般需要現場制作。
其他配件還包括：Q9視頻連接器、說明書、聯機線等。一些廠家配有組成RS485總線星狀網絡的集線器。
疊加信息
點鈔數
分為：當前點鈔數和上次點鈔數。
當前點鈔數是點鈔機當前清點鈔票的數量，是跟随點鈔過程動态變化的一組數據，是點鈔機工作信息輸出的最基本的數據。絕大多數點鈔機外接顯示屏是3～4位的數碼管組成，顯示的數字一般即為當前點鈔數。
上次點鈔數是點鈔機清點的上一個工作循環的最後一個數字。有些點鈔機受信息輸出技術路線限制，無法産生此數據輸出。
面值金額信息
第五版人民币增加了很多防僞措施，在一些大面值的鈔票中擁有磁性油墨印刷的面值信息，點鈔機據此可以判斷清點鈔票的面值信息，也可以作為一個假币識别指标。一些智能點鈔機也可以根據面值和清點數量自動計算得出清點鈔票的總金額。數量上占絕大多數的商務市場點鈔機不具備這一實用功能。
有些智能點鈔機将此數據輸出，因此點鈔機字符疊加器可以疊加這些點鈔機的此類信息。
工作狀态
指點鈔機當前的工作狀态，一般顯示在點鈔機内顯示器上。狀态有：鑒僞、智能、光檢、磁檢、清分、預置、累加、計數等等。一般通過點亮一個LED燈來指示。少數點鈔機在設計時，簡單将内顯示數據一分為二，也傳遞給了外接顯示屏，因此點鈔機字符疊加器可以采集此類信息進行疊加顯示。
有些功能強大的智能點鈔機配備上位機管理軟件，點鈔機通過RS232接口向上位機傳送：狀态、面值、總金額、鈔票編碼等信息。此時也可以采集此類信息進行數據疊加。
OSD芯片具備疊加大量數據的能力，點鈔機字符疊加器能否疊加上述三類信息數據，完全取決于點鈔機是否輸出此類信息。
帳戶信息
是指磁條讀寫器讀取的信用卡、存折賬戶信息。信用卡一、二、三磁道均儲存有客戶帳号信息，一般長度為16～21位數字信息，一般以19位為主。存折帳号的長度可以達到24位。有些點鈔機字符疊加器可以采集處理此類信息進行視頻疊加，以此界定差錯筆次。磁條讀寫器的數據輸出協議存在較大差異，造成與點鈔機樣本多樣性相類似的技術難題。現在已有專利技術可以實現兼容性處理，而不需要對陌生刷卡器開發解譯協議。
據相關國家規定，點鈔機字符疊加器不應儲存獲得的信用卡信息，為此總線傳輸的前端OSD需要作出針對性處理。據某些銀行保密要求，疊加卡号應具備部分隐藏功能，無線方式應保證信号不會被截取。
技術術語
招投标技術
技術要求
1）兼容點鈔機品牌、型号、數量：據銀行點鈔機現狀而提出要求。
2）軟件升級能力：一般要求具備，據情提出。
3）自助配型能力：一般要求具備，據情提出。
4）适配方式：要求明确說明兼容點鈔機品牌、型号及兼容方式。
5）斷電直通功能：強制性要求具備。
6）實時性：一般要求實時疊加，數據連貫不丢失。也可放寬至：連續點鈔過程中，疊加字符跳躍次數不多于3次，每次跳躍跨越張數不大于1張。
7）光電隔離措施：據兩套系統的隔離性提出。
8）産品結構形式：據情提出。
9）輸入輸出視頻數量：據情提出。
10）通訊方式：據情提出。
11）漢字支持：要求支持漢字顯示。
12）疊加字符顔色：不少于2色。
13）疊加效果調整：要求具備疊加位置、疊加時間等調整功能。
14）據情提出其他技術參數要求
投标準備文件
1）設備功能說明
2）設備安裝使用說明
3）設備安裝拓撲圖
4）設備外觀照片
5）設備技術參數
6）産品檢驗報告
7）兼容點鈔機型号列表
8）公司資料等
新技術及發展
1、信号分析技術：專利技術，通過信号電平等指标區分信号種類與線序的技術。
2、數據協議分析技術：專利技術，通過分析數據特征達成識别、匹配點鈔機數據協議的技術。
3、兼容型接口技術：專利技術，達成-12～+12V等多種電平的串行、并行等多種類型信号的兼容處理。
4、CPLD應用技術：專利技術，涉及信号優化、線路與仿真等問題。
5、芯片仿真技術：專利技術，利用程序模拟點鈔機顯示芯片的工作流程。
6、協議兼容處理技術：專利技術，不同協議的數據通過一個解譯協議來兼容化處理，程序不再需要升級。
7、點鈔機PFT（協議數據指紋）技術：使得點鈔機自動識别的正确率提升到每秒有效搜索20種點鈔機以上。
8、智能工作方式：無需技術人員支持，銀行櫃員可自由更換點鈔機，并穩定工作。
9、DVB（硬件驅動數據庫）技術：用戶在現場即可通過簡單操作對所遇到的新型号點鈔機進行自助配型。
面臨因點鈔機樣本多樣性造成的點鈔機字符疊加器推廣遲緩、安裝繁瑣、資源浪費的市場現狀，能夠兼容處理各類型點鈔機數據的兼容型點鈔機字符疊加器成為了一個發展方向。現有的技術方案是：通過多種定制線材可以解決點鈔機外顯接口機械形式不統一的問題；通過硬件跳線或者程序自行智能分析線序并自行切換（軟跳線）等方式可以解決數據信号線序差異的問題，為獲取、解譯電氣協議創造條件；各種數據雖有差異并難以統一處理，但本質都是信号電平，應對處理後，對采集的協議進行分析、解譯、疊加就不再是難題。配套管理軟件、升級功能的推出，也使得後續服務更深入、應對點鈔機型号變化更及時、簡單。智能全兼容型點鈔機字符疊加器顯示了強大的實用性，必将引領行業的技術發展，走向普及和實用，成為市場的主流産品。
