CN103955683B - 一种彩票识别器图像自动校准的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩票识别器图像自动校准的方法和系统，方法包括：A、出厂前对接触式图像传感器进行校准；B、使用过程中对接触式图像传感器采集的彩票图像进行实时监测与计算；C、判断彩票图像内部黑区域的实时灰度值与出厂前黑校准基值的差值是否大于设定比例或者彩票图像内部白区域的实时灰度值与出厂前白校准基值的差值是否大于设定比例，若是，则执行步骤D，反之，则流程结束；D、分别以彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值作为黑基准数据和白基准数据，对接触式图像传感器采集的彩票图像进行重新校准。本发明能实时对接触式图像传感器进行校准，智能化程度高，校准效率较高。本发明可广泛应用于图像处理领域。

Description

一种彩票识别器图像自动校准的方法和系统

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其是一种彩票识别器图像自动校准的方法和系统。

背景技术

彩票销售终端机中一般设有彩票识别模块，该彩票识别模块用于对彩票内容进行识别。

在对彩票进行识别的过程中，需要对采集的图像进行校准。校准的主要目的是消除CIS(接触式图像传感器)各个感光单元的不一致性和打光光源的不一致性。

目前生产彩票识别器的厂家一般在出厂前会对彩票识别模块进行校准，但是经过一段时间后，CIS的电气性能会发出现老化现象，导致其采集的图像质量变差，降低了彩票的识别率和提高了误识率。对于CIS老化的问题，目前业内的通用的做法有两种：第一种方式是，当用户使用者反馈彩票识别率下降和误识率提高时，维护人员再携带专用的校准纸到现场对CIS进行重新校准；第二种方式是每隔一定的时间(如1年)，对CIS进行一次去老化，但是受不同地点和不同使用情况的影响，经常会出现不需要校准的识别器进行了校准而需要校准的识别器却没能及时的校准的情况。

上述这两种校准方式均是非实时的校准方式且需要人工的参与，效率较低且降低了用户的操作体验。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种实时性强和效率较高的彩票识别器图像自动校准的方法。

本发明的另一目的是：提供一种实时性强和效率较高的彩票识别器图像自动校准的系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种彩票识别器图像自动校准的方法，包括：

A、出厂前对接触式图像传感器进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值和白校准基值；

B、使用过程中对接触式图像传感器采集的彩票图像进行实时监测与计算，从而得到彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值；

C、判断彩票图像内部黑区域的实时灰度值与出厂前黑校准基值的差值是否大于设定比例或者彩票图像内部白区域的实时灰度值与出厂前白校准基值的差值是否大于设定比例，若是，则执行步骤D，反之，则流程结束；

D、分别以彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值作为黑基准数据和白基准数据，对接触式图像传感器采集的彩票图像进行重新校准。

进一步，所述步骤A,其包括：

A1、判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则执行步骤A2，反之，则执行步骤A3；

A2、对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值，所述出厂前的黑校准基值M₀的计算公式为：

其中，g(i,j)为黑校准区域内第i行j列的灰度值；

A3、对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的白校准基值，所述出厂前的白校准基值N₀的计算公式为：

其中，g(i,j)为白校准区域内第i行j列的灰度值。

进一步，所述步骤C,其包括：

C1、判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则执行步骤C2，反之，则执行步骤C3；

C2、将彩票图像内部黑区域的实时灰度值Mt与出厂前黑校准基值M₀进行比较与计算，判断Mt与M₀的差值是否大于M₀的5％，若是，则执行步骤D，反之，则流程结束；

C3、将彩票图像内部白区域的实时灰度值Nt与出厂前白校准基值N0进行比较与计算，判断Nt与N₀的差值是否大于N₀的5％，若是，则执行步骤D，反之，则流程结束。

进一步，所述步骤D，其具体为：

分别以彩票图像内部黑区域的实时灰度值Mt和白区域的实时灰度值Nt作为黑基准数据和白基准数据，对接触式图像传感器采集的彩票图像进行重新校准，所述进行重新校准时所采用校准公式为：

其中,I(k,l)为校准前彩票图像区域内第k行l列的灰度值，G(k,l)为校准后彩票图像区域内第k行l列的灰度值。

其中，对接触式图像传感器采集的彩票图像进行重新校准时采用的灰度级别为8级灰度。I(k,l)和G(k,l)的灰度范围均为[0,255]。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：一种彩票识别器图像自动校准的系统，包括：

出厂前校准模块，用于出厂前对接触式图像传感器进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值和白校准基值；

实时监测与计算模块，用于使用过程中对接触式图像传感器采集的彩票图像进行实时监测与计算，从而得到彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值；

判断模块，用于判断彩票图像内部黑区域的实时灰度值与出厂前黑校准基值的差值是否大于设定比例或者彩票图像内部白区域的实时灰度值与出厂前白校准基值的差值是否大于设定比例，若是，则转至重校准模块，反之，则流程结束；

重校准模块，用于分别以彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值作为黑基准数据和白基准数据，对接触式图像传感器采集的彩票图像进行重新校准；

所述出厂前校准模块的输出端依次通过实时监测与计算模块和判断模块进而与重校准模块的输入端连接。

进一步，所述出厂前校准模块,其包括：

第一判断单元，用于判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则转至黑校准单元，反之，则转至白校准单元；

黑校准单元，用于对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值，所述出厂前的黑校准基值M₀的计算公式为：

其中，g(i,j)为黑校准区域内第i行j列的灰度值；

白校准单元，用于对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的白校准基值，所述出厂前的白校准基值N₀的计算公式为：

其中，g(i,j)为白校准区域内第i行j列的灰度值；

所述第一判断单元的输出端分别与黑校准单元的输入端和白校准单元的输入端连接。

进一步，所述判断模块,其包括：

第二判断单元，用于判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则转至黑校准比较单元，反之，则转至白校准比较单元；

黑校准比较单元，用于将彩票图像内部黑区域的实时灰度值Mt与出厂前黑校准基值M₀进行比较与计算，判断Mt与M₀的差值是否大于M₀的5％，若是，则转至重校准模块，反之，则流程结束；

白校准比较单元，用于将彩票图像内部白区域的实时灰度值Nt与出厂前白校准基值N₀进行比较与计算，判断Nt与N₀的差值是否大于N₀的5％，若是，则转至重校准模块，反之，则流程结束；

所述第二判断单元的输入端和实时监测与计算模块的输出端连接，所述第二判断单元的输出端分别与黑校准比较单元的输入端和白校准比较单元的输入端连接，所述黑校准比较单元的输出端和白校准比较单元的输出端均与重校准模块的输入端连接。

本发明的方法有益效果是：使用过程中对接触式图像传感器采集的彩票图像进行实时监测与计算，并根据实时监测与计算的灰度值大小对接触式图像传感器进行自动重校准，能实时对接触式图像传感器进行校准，提高了用户的操作体验；无需人工的参与，智能化程度高，校准效率较高。

本发明的系统有益效果是：包括实时监测与计算模块和重校准模块，使用过程中对接触式图像传感器采集的彩票图像进行实时监测与计算，并根据实时监测与计算的灰度值大小对接触式图像传感器进行自动重校准，能实时对接触式图像传感器进行校准，提高了用户的操作体验；无需人工的参与，智能化程度高，校准效率较高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明一种彩票识别器图像自动校准的方法的步骤流程图；

图2为本发明步骤A的流程图；

图3为本发明步骤C的流程图；

图4为本发明一种彩票识别器图像自动校准的系统的功能模块框图；

图5为本发明出厂前校准模块的结构框图；

图6为本发明判断模块的结构框图；

图7为本发明实施例一的彩票识别模块结构框图。

具体实施方式

参照图1，一种彩票识别器图像自动校准的方法，包括：

A、出厂前对接触式图像传感器进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值和白校准基值；

B、使用过程中对接触式图像传感器采集的彩票图像进行实时监测与计算，从而得到彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值；

C、判断彩票图像内部黑区域的实时灰度值与出厂前黑校准基值的差值是否大于设定比例或者彩票图像内部白区域的实时灰度值与出厂前白校准基值的差值是否大于设定比例，若是，则执行步骤D，反之，则流程结束；

D、分别以彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值作为黑基准数据和白基准数据，对接触式图像传感器采集的彩票图像进行重新校准。

其中，出厂前的黑校准基值，是指以彩票内部黑区域作为校准区域时所得到的校准基值；而出厂前的白校准基值，是指以彩票的空白区域作为校准区域时所得到的校准基值。彩票图像由黑区域和白区域组成，没有中间色彩区域。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述步骤A,其包括：

A1、判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则执行步骤A2，反之，则执行步骤A3；

A2、对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值，所述出厂前的黑校准基值M₀的计算公式为：

其中，g(i,j)为黑校准区域内第i行j列的灰度值；

A3、对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的白校准基值，所述出厂前的白校准基值N₀的计算公式为：

其中，g(i,j)为白校准区域内第i行j列的灰度值。

参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述步骤C,其包括：

C1、判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则执行步骤C2，反之，则执行步骤C3；

C2、将彩票图像内部黑区域的实时灰度值Mt与出厂前黑校准基值M₀进行比较与计算，判断Mt与M₀的差值是否大于M₀的5％，若是，则执行步骤D，反之，则流程结束；

C3、将彩票图像内部白区域的实时灰度值Nt与出厂前白校准基值N0进行比较与计算，判断Nt与N₀的差值是否大于N₀的5％，若是，则执行步骤D，反之，则流程结束。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤D，其具体为：

分别以彩票图像内部黑区域的实时灰度值Mt和白区域的实时灰度值Nt作为黑基准数据和白基准数据，对接触式图像传感器采集的彩票图像进行重新校准，所述进行重新校准时所采用校准公式为：

其中,I(k,l)为校准前彩票图像区域内第k行l列的灰度值，G(k,l)为校准后彩票图像区域内第k行l列的灰度值。

参照图4，一种彩票识别器图像自动校准的系统，包括：

出厂前校准模块，用于出厂前对接触式图像传感器进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值和白校准基值；

实时监测与计算模块，用于使用过程中对接触式图像传感器采集的彩票图像进行实时监测与计算，从而得到彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值；

判断模块，用于判断彩票图像内部黑区域的实时灰度值与出厂前黑校准基值的差值是否大于设定比例或者彩票图像内部白区域的实时灰度值与出厂前白校准基值的差值是否大于设定比例，若是，则转至重校准模块，反之，则流程结束；

重校准模块，用于分别以彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值作为黑基准数据和白基准数据，对接触式图像传感器采集的彩票图像进行重新校准；

所述出厂前校准模块的输出端依次通过实时监测与计算模块和判断模块进而与重校准模块的输入端连接。

参照图5，进一步作为优选的实施方式，所述出厂前校准模块,其包括：

第一判断单元，用于判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则转至黑校准单元，反之，则转至白校准单元；

黑校准单元，用于对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值，所述出厂前的黑校准基值M₀的计算公式为：

其中，g(i,j)为黑校准区域内第i行j列的灰度值；

白校准单元，用于对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的白校准基值，所述出厂前的白校准基值N₀的计算公式为：

其中，g(i,j)为白校准区域内第i行j列的灰度值；

所述第一判断单元的输出端分别与黑校准单元的输入端和白校准单元的输入端连接。

参照图6，进一步作为优选的实施方式，所述判断模块,其包括：

第二判断单元，用于判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则转至黑校准比较单元，反之，则转至白校准比较单元；

黑校准比较单元，用于将彩票图像内部黑区域的实时灰度值Mt与出厂前黑校准基值M₀进行比较与计算，判断Mt与M₀的差值是否大于M₀的5％，若是，则转至重校准模块，反之，则流程结束；

白校准比较单元，用于将彩票图像内部白区域的实时灰度值Nt与出厂前白校准基值N₀进行比较与计算，判断Nt与N₀的差值是否大于N₀的5％，若是，则转至重校准模块，反之，则流程结束；

所述第二判断单元的输入端和实时监测与计算模块的输出端连接，所述第二判断单元的输出端分别与黑校准比较单元的输入端和白校准比较单元的输入端连接，所述黑校准比较单元的输出端和白校准比较单元的输出端均与重校准模块的输入端连接。

下面结合具体的实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图7，本发明的第一实施例：

本发明的彩票识别模块至少包括一个CIS图像采集单元、一个CPU处理单元和一个标记打印单元。

其中，CIS图像采集单元，用于获取彩票的票面图像信息。

CPU处理单元，功能包括：对彩票的票面图像信息进行分析和判断，分析彩票的票面信息；对CIS进行自动化的校准；控制与工控机之间的信息通信等。

标记打印单元，用于对兑奖票和作废票等需标记的彩票进行标记打印。

实施例二

本实施例对本发明的校准过程进行介绍。

本发明的校准过程包括三种情形：a.只选取彩票空白区域作为校准区域；b.只选取彩票内部黑区域作为校准区域；c.同时选取彩票空白区域和彩票内部黑区域作为校准区域。

本发明彩票识别器的校准过程包括：

(1)出厂前对CIS进行校准。

校准采用正常的彩票的空白区域(白色)作为校准区域时，设N₀为校准时白校准基准值(白校准纸的灰度值),N₀的取值方法为校准区域x行y列点的灰度平均值，g(i，j)为校准区域的灰度值，N₀的计算方法如下：

校准采用彩票内部黑区域的作为校准区域时，设M0为校准时黑校准基准值(黑校准区域的灰度值)，M0的取值方法为黑校准区域内m行n列点的灰度平均值，g(i，j)为校准区域的灰度值，M₀的计算方法如下：

(2)使用过程对彩票空白区域的灰度值Nt的数值或彩票内部黑区域的灰度值Mt进行实时监测，并将Nt与出厂前的基准值No做比较或者将Mt与出厂前的基准值Mo做比较；当满足条件：

或者时，需要对CIS图像进行重新校准。

(3)对CIS图像进行重新校准。

若同时选取彩票空白区域和彩票内部黑区域作为校准区域，则分别以Nt作为白基准数据和Mt作为黑基准数据进行校准，此时进行校准公式为：

若只选取彩票空白区域作为校准区域，Mt为0，则以Nt作为白基准数据进行校准，此时进行校准公式变为：

若只选取彩票内部黑区域作为校准区域，Nt为0，则以Mt作为黑基准数据进行校准，此时进行校准公式变为：

采用本发明智能化自动校准方法的彩票识别模块，降低了维护的难度，提高了彩票识别器的可靠性和稳定性；在使用过程中不需要人工干预的情况即可以实现对CIS图像的自动校准和实时校准功能，效率较高且提高了用户的操作体验。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种彩票识别器图像自动校准的方法，其特征在于：包括：

A、出厂前对接触式图像传感器进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值和白校准基值；

B、使用过程中对接触式图像传感器采集的彩票图像进行实时监测与计算，从而得到彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值；

C、判断彩票图像内部黑区域的实时灰度值与出厂前黑校准基值的差值是否大于设定比例或者彩票图像内部白区域的实时灰度值与出厂前白校准基值的差值是否大于设定比例，若是，则执行步骤D，反之，则流程结束；

D、分别以彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值作为黑基准数据和白基准数据，对接触式图像传感器采集的彩票图像进行重新校准。

2.根据权利要求1所述的一种彩票识别器图像自动校准的方法，其特征在于：所述步骤A,其包括：

A1、判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则执行步骤A2，反之，则执行步骤A3；

A2、对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值，所述出厂前的黑校准基值M0的计算公式为：

其中，g(i,j)为黑校准区域内第i行j列的灰度值，m为黑校准区域内行的总数，n为黑校准区域内列的总数；

A3、对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的白校准基值，所述出厂前的白校准基值N₀的计算公式为：

其中，g(i,j)为白校准区域内第i行j列的灰度值，x为白校准区域内行的总数，y为白校准区域内列的总数。

3.根据权利要求2所述的一种彩票识别器图像自动校准的方法，其特征在于：所述步骤C,其包括：

C1、判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则执行步骤C2，反之，则执行步骤C3；

C2、将彩票图像内部黑区域的实时灰度值Mt与出厂前黑校准基值M₀进行比较与计算，判断Mt与M₀的差值是否大于M₀的5％，若是，则执行步骤D，反之，则流程结束；

C3、将彩票图像内部白区域的实时灰度值Nt与出厂前白校准基值N0进行比较与计算，判断Nt与N₀的差值是否大于N₀的5％，若是，则执行步骤D，反之，则流程结束。

4.根据权利要求3所述的一种彩票识别器图像自动校准的方法，其特征在于：所述步骤D，其具体为：

分别以彩票图像内部黑区域的实时灰度值Mt和白区域的实时灰度值Nt作为黑基准数据和白基准数据，对接触式图像传感器采集的彩票图像进行重新校准，所述进行重新校准时所采用校准公式为：

其中,I(k,l)为校准前彩票图像区域内第k行l列的灰度值，G(k,l)为校准后彩票图像区域内第k行l列的灰度值。

5.一种彩票识别器图像自动校准的系统，其特征在于：包括：

出厂前校准模块，用于出厂前对接触式图像传感器进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值和白校准基值；

实时监测与计算模块，用于使用过程中对接触式图像传感器采集的彩票图像进行实时监测与计算，从而得到彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值；

判断模块，用于判断彩票图像内部黑区域的实时灰度值与出厂前黑校准基值的差值是否大于设定比例或者彩票图像内部白区域的实时灰度值与出厂前白校准基值的差值是否大于设定比例，若是，则转至重校准模块，反之，则流程结束；

重校准模块，用于分别以彩票图像内部黑区域的实时灰度值和白区域的实时灰度值作为黑基准数据和白基准数据，对接触式图像传感器采集的彩票图像进行重新校准；

所述出厂前校准模块的输出端依次通过实时监测与计算模块和判断模块进而与重校准模块的输入端连接。

6.根据权利要求5所述的一种彩票识别器图像自动校准的系统，其特征在于：所述出厂前校准模块,其包括：

第一判断单元，用于判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则转至黑校准单元，反之，则转至白校准单元；

黑校准单元，用于对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的黑校准基值，所述出厂前的黑校准基值M₀的计算公式为：

其中，g(i,j)为黑校准区域内第i行j列的灰度值，m为黑校准区域内行的总数，n为黑校准区域内列的总数；

白校准单元，用于对接触式图像传感器采集的图像进行校准，从而得到出厂前的白校准基值，所述出厂前的白校准基值N₀的计算公式为：

其中，g(i,j)为白校准区域内第i行j列的灰度值，x为白校准区域内行的总数，y为白校准区域内列的总数；

所述第一判断单元的输出端分别与黑校准单元的输入端和白校准单元的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的一种彩票识别器图像自动校准的系统，其特征在于：所述判断模块,其包括：

第二判断单元，用于判断校准时所选取的校准区域是黑校准区域还是白校准区域，若是黑校准区域，则转至黑校准比较单元，反之，则转至白校准比较单元；

黑校准比较单元，用于将彩票图像内部黑区域的实时灰度值Mt与出厂前黑校准基值M0进行比较与计算，判断Mt与M₀的差值是否大于M₀的5％，若是，则转至重校准模块，反之，则流程结束；

白校准比较单元，用于将彩票图像内部白区域的实时灰度值Nt与出厂前白校准基值N₀进行比较与计算，判断Nt与N₀的差值是否大于N₀的5％，若是，则转至重校准模块，反之，则流程结束；

所述第二判断单元的输入端和实时监测与计算模块的输出端连接，所述第二判断单元的输出端分别与黑校准比较单元的输入端和白校准比较单元的输入端连接，所述黑校准比较单元的输出端和白校准比较单元的输出端均与重校准模块的输入端连接。