CN104809800A - 提取纸币拼接痕迹的预处理方法、拼接钞识别方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种提取纸币拼接痕迹的预处理方法、拼接钞识别方法及装置，所述预处理方法包括边缘初始提取步骤：利用预设的最大边缘强度阈值作为当前阈值对纸币的UV图像进行边缘检测提取；判断步骤：判断提取次数是否等于预设次数；参数变换步骤：将上一当前阈值减去固定值作为当前阈值，提取次数加1；及边缘迭代提取步骤：利用当前阈值对上一次边缘检测提取后的纸币的UV图像再进行边缘检测提取。本发明实施例通过采用迭代减小阈值逐步提取图像边缘的技术手段，大大增强了边缘提取的精确度，提高了拼接钞识别的正确性和效率，尤其适用于宽度或边缘强度有变化的垂直的图像边缘；有效地识别排除噪声。

Description

提取纸币拼接痕迹的预处理方法、拼接钞识别方法及装置

技术领域

本发明属于纸币检测技术领域，尤其涉及一种提取纸币拼接痕迹的预处理方法、拼接钞识别方法及装置。

背景技术

现有的固定边缘强度阈值的边缘检测方法检测拼接钞的拼接裂纹时，会出现这样的情况：如果边缘强度阈值设定过小，会出现大量伪检测边缘，如果边缘强度阈值设定过大，会有部分裂纹未检测到。因而，导致边缘提取不够精确，严重影响了拼接钞识别结果和效率。

同时，拼接钞的拼接裂纹往往是纵向的，且裂纹在UV图像上的宽度并不是恒定的，而是变化的，现有技术对宽度有变化的图像边缘提取效果也不理想。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种提取纸币拼接痕迹的预处理方法、拼接钞识别方法及装置，以增强边缘提取的精确度，提高拼接钞识别的正确性和效率。

本发明实施例的提取纸币拼接痕迹的预处理方法，包括：

边缘初始提取步骤：利用预设的最大边缘强度阈值作为当前阈值对纸币的UV图像进行边缘检测提取；

判断步骤：判断提取次数是否等于预设次数，若否则进入参数变换步骤，若是则结束流程；

参数变换步骤：将上一当前阈值减去固定值作为当前阈值，提取次数加1；及

边缘迭代提取步骤：利用当前阈值对上一次边缘检测提取后的纸币的UV图像再进行边缘检测提取，并返回至判断步骤。

进一步地，边缘初始提取步骤之前还包括参数设定步骤：对最大边缘强度阈值、预设次数及固定值进行设定和保存。

进一步地，所述参数设定步骤是对多张样本图像进行采样并进行边缘强度计算，得到的最强边缘强度设为最大边缘强度阈值，最弱边缘强度设为最终的当前阈值，根据最终的当前阈值=最大边缘强度阈值-设定次数*固定值，结合设定的固定值计算出预设次数。

进一步地，所述边缘初始提取步骤包括：

第一目标像素识别处理子步骤：判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于预设的最大边缘强度阈值，若是则确定为目标像素，将目标像素的像素值标记为255，进行二值化处理；若否则确定为非目标像素，将非目标像素的像素值标记为0，进行二值化处理。

进一步地，所述边缘迭代提取步骤包括：

第二目标像素识别处理子步骤：判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于当前阈值，若是则进入下一子步骤；若否则确定为非目标像素，将非目标像素的像素值标记为0，进行二值化处理；及

延伸段识别处理子步骤：判断当前像素的八邻域像素中的上下6个像素中是否至少有一个像素为已确定的目标像素，若是则确定当前像素为目标像素，将目标像素的像素值标记为255，进行二值化处理。

本发明实施例还同时提供了一种拼接钞识别方法，所述拼接钞识别方法包括如上所述的提取纸币拼接痕迹的预处理方法，还包括拼接钞识别步骤：将所述预处理方法得到的边缘检测图作为最终的结果输出进行拼接钞识别。

本发明实施例还同时提供了一种拼接钞识别装置，所述拼接钞识别装置包括：

利用预设的最大边缘强度阈值作为当前阈值对纸币的UV图像进行边缘检测提取的边缘初始提取模块；

判断提取次数是否等于预设次数，若否则产生并发送参数变换信号，若是则结束工作的判断模块；

接收并根据参数变换信号，将上一当前阈值减去固定值作为当前阈值，提取次数加1的参数变换模块；及

利用当前阈值对上一次边缘检测提取后的纸币的UV图像再进行边缘检测提取，并产生和发送判断信号至判断模块以对提取次数进行再次判断的边缘迭代提取模块。

进一步地，所述验钞装置还包括存储有最大边缘强度阈值、预设次数及固定值的存储模块；及

对多张样本图像进行采样并进行边缘强度计算，得到的最强边缘强度设为最大边缘强度阈值，最弱边缘强度设为最终的当前阈值，根据最终的当前阈值=最大边缘强度阈值-设定次数*固定值，结合设定的固定值计算出预设次数的参数计算模块。

进一步地，所述边缘初始提取模块包括：判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于预设的最大边缘强度阈值，若是则确定为目标像素，将目标像素的像素值标记为255，进行二值化处理；若否则确定为非目标像素，将非目标像素的像素值标记为0，进行二值化处理的第一目标像素识别处理子模块。

进一步地，所述边缘迭代提取模块包括：

判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于预设的最大边缘强度阈值，若是则进入下一子步骤；若否则确定为非目标像素，将非目标像素的像素值标记为0，进行二值化处理的第二目标像素识别处理子模块；及

判断当前像素的八邻域像素中的上下6个像素中是否至少有一个像素为已确定的目标像素，若是则确定当前像素为目标像素，将目标像素的像素值标记为255，进行二值化处理的延伸段识别处理子模块。

本发明实施例通过采用迭代减小阈值逐步提取图像边缘的技术手段，大大增强了边缘提取的精确度，提高了拼接钞识别的正确性和效率，尤其适用于宽度或边缘强度有变化的垂直的图像边缘；通过对八邻域像素中的上下6个像素的目标像素确认，有效地识别排除了噪声。

附图说明

图1是本发明实施例的提取纸币拼接痕迹的预处理方法流程示意图。

图2是本发明实施例的边缘迭代提取步骤的流程示意图。

图3是本发明实施例的八邻域像素的结构示意图。

图4是本发明实施例的拼接钞识别方法流程示意图。

图5是本发明实施例的拼接钞识别装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了便于理解和描述本申请的实施方式，先进行以下说明：当前阈值是当前流程中使用的阈值参数；本申请的方法包含循环迭代处理的过程，当前阈值作为一变量参数，初始的当前阈值为计算得到的最强边缘强度，后续每循环迭代处理一次均要减小一固定值。

请参考图1所示的本发明实施例的提取纸币拼接痕迹的预处理方法S100流程示意图，所述预处理方法S100包括以下几个步骤。

参数设定步骤S1：对最大边缘强度阈值、预设次数及固定值进行设定和保存。作为一种实施方式，所述参数设定步骤S1是对多张样本图像进行采样并进行边缘强度计算，得到的最强边缘强度设为最大边缘强度阈值，最弱边缘强度设为最终的当前阈值，根据最终的当前阈值=最大边缘强度阈值-设定次数*固定值，结合设定的固定值计算出预设次数。由前述公式可知，固定值与设定次数呈反比关系，设定次数越多，每次减去的固定值越小，这样可以提高检测精度，但是相对的运算效率降低；循环提取次数越少，则固定值越大，检测精度相对较低，但是运算效率高。作为另一种实施方式，与前一实施方式不同的是，先设定次数，即结合预设次数计算出固定值。具体地，设定次数可根据经验确定，循环提取次数越多，提取越准确，但运算时间相应增加，需要在运算时间与精度间平衡，设定次数可为2次至5次，优选为3次。

举例来说，假设对多张样本图像进行采样并进行边缘强度计算，得到最强边缘强度为150，最弱边缘强度为50，则将最强边缘强度150设为最大边缘强度阈值，而50作为多次运算后的最终的当前阈值。

根据最终的当前阈值50=150-设定次数*固定值；若固定值设为10，那么设定次数为10，若固定值设为50，那么设定次数为2。

边缘初始提取步骤S2：利用预设的最大边缘强度阈值作为当前阈值对纸币的UV图像进行边缘检测提取。作为一种实施方式，所述边缘初始提取步骤S2包括：第一目标像素识别处理子步骤，具体地，判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于预设的最大边缘强度阈值，若是则确定为目标像素，即当前像素为之前提取到的裂纹的延伸段，将目标像素的像素值标记为255（白色），进行二值化处理；若否则确定为非目标像素，即当前像素为一个孤立的噪声点，将非目标像素的像素值标记为0（黑色），进行二值化处理。

判断步骤S3：判断提取次数是否等于预设次数，若否则进入参数变换步骤S4，若是则结束流程。

参数变换步骤S4：将上一当前阈值减去固定值作为当前阈值，提取次数加1。具体地，本发明实施例还包括一计数器，在边缘初始提取步骤S2或判断步骤S3中对提取次数进行统计，在本步骤中对提取次数进行累加。

边缘迭代提取步骤S5：利用当前阈值对上一次边缘检测提取后的纸币的UV图像再进行边缘检测提取，并返回至判断步骤S3。

作为一种实施方式，请参考图2所示的本发明实施例的边缘迭代提取步骤S5的流程示意图，所述边缘迭代提取步骤S5包括：第二目标像素识别处理子步骤S51和延伸段识别处理子步骤S52。

第二目标像素识别处理子步骤S51：判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于当前阈值，若是则进入下一子步骤；若否则确定为非目标像素，将非目标像素的像素值标记为0，进行二值化处理。具体地，像素是按照一行接一行的方式组成的一维数组，本子步骤中和第一目标像素识别处理子步骤中出现的的水平相邻的像素可为当前像素的左端像素，也可为当前像素的右端像素。

延伸段识别处理子步骤S52：判断当前像素的八邻域像素中的上下6个像素中是否至少有一个像素为已确定的目标像素，若是则确定当前像素为目标像素，将目标像素的像素值标记为255，进行二值化处理，若否则作为噪声点进行排除。请参考图3所示的本发明实施例的八邻域像素的结构示意图，当前像素X的八邻域像素为：像素A、像素B、像素C、像素D、像素E、像素F、像素G和像素H，上下6个像素是指上下两行像素，具体为左上方位置的像素A、正上方位置的像素B、右上方位置的像素C、左下方位置的像素F、正下方位置的像素G和右下方位置的像素H。

在本实施方式中，由于迭代提取次数的增加，而当前阈值逐渐减小，使得能够识别到上一次迭代提取中没有检测到的裂纹延伸段，并且加入了延伸段识别处理子步骤S52，对上一次迭代产生的边缘提取后的纸币的UV图像中对应的像素的八邻域像素中的上下6个像素中是否至少有一个像素为目标像素，也即当前像素若非上一次迭代提取产生的边缘提取图像中的裂纹延伸而来，则识别为噪声点而不作为目标像素，从而有效避免了噪声点，使得边缘提取更加精确，并且可以提取宽度有变化的图像边缘。由于拼接钞的裂纹绝大部分是从上至下的基本垂直的断裂，而很少有水平方向的断裂，而这种方法正适用于提取垂直的图像边缘，尤其是提取宽度或边缘强度有变化的垂直的图像边缘，检测识别精确度高，速度快。

请参考图4所示的本发明实施例的拼接钞识别方法流程示意图，本发明实施例还提供了一种拼接钞识别方法，所述拼接钞识别方法包括如上所述的提取纸币拼接痕迹的预处理方法S100，还包括拼接钞识别步骤S200：将所述预处理方法S100得到的边缘检测图作为最终的结果输出进行拼接钞识别。

请参考图5所示的本发明实施例的拼接钞识别装置的结构示意图，本发明实施例还提供了一种拼接钞识别装置10，所述拼接钞识别装置10包括边缘初始提取模块11、判断模块12、参数变换模块13及边缘迭代提取模块14。

边缘初始提取模块11利用预设的最大边缘强度阈值作为当前阈值对纸币的UV图像进行边缘检测提取。优选地，所述边缘初始提取模块11包括第一目标像素识别处理子模块110，所述第一目标像素识别处理子模块110用于判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于预设的最大边缘强度阈值，若是则确定为目标像素，将目标像素的像素值标记为255，进行二值化处理；若否则确定为非目标像素，将非目标像素的像素值标记为0，进行二值化处理。

判断模块12判断提取次数是否等于预设次数，若否则产生并发送参数变换信号，若是则结束工作。

参数变换模块13接收并根据参数变换信号，将上一当前阈值减去固定值作为当前阈值，提取次数加1。

边缘迭代提取模块14利用当前阈值对上一次边缘检测提取后的纸币的UV图像再进行边缘检测提取，并产生和发送判断信号至判断模块12以对提取次数进行再次判断。

作为一种实施方式，所述验钞装置还包括存储模块15及参数计算模块16。

存储模块15存储有最大边缘强度阈值、预设次数及固定值。

参数计算模块16对多张样本图像进行采样并进行边缘强度计算，得到的最强边缘强度设为最大边缘强度阈值，最弱边缘强度设为最终的当前阈值，根据最终的当前阈值=最大边缘强度阈值-设定次数*固定值，结合设定的固定值计算出预设次数。

所述边缘迭代提取模块14包括第二目标像素识别处理子模块140和延伸段识别处理子模块141。

第二目标像素识别处理子模块140用于判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于预设的最大边缘强度阈值，若是则进入下一子步骤；若否则确定为非目标像素，将非目标像素的像素值标记为0，进行二值化处理。

延伸段识别处理子模块141用于判断当前像素的八邻域像素中的上下6个像素中是否至少有一个像素为已确定的目标像素，若是则确定当前像素为目标像素，将目标像素的像素值标记为255，进行二值化处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种提取纸币拼接痕迹的预处理方法，其特征在于，所述预处理方法包括：

边缘初始提取步骤：利用预设的最大边缘强度阈值作为当前阈值对纸币的UV图像进行边缘检测提取；

判断步骤：判断提取次数是否等于预设次数，若否则进入参数变换步骤，若是则结束流程；

参数变换步骤：将上一当前阈值减去固定值作为当前阈值，提取次数加1；及

边缘迭代提取步骤：利用当前阈值对上一次边缘检测提取后的纸币的UV图像再进行边缘检测提取，并返回至判断步骤。

2. 根据权利要求1所述的提取纸币拼接痕迹的预处理方法，其特征在于，边缘初始提取步骤之前还包括参数设定步骤：对最大边缘强度阈值、预设次数及固定值进行设定和保存。

3. 根据权利要求2所述的提取纸币拼接痕迹的预处理方法，其特征在于，所述参数设定步骤是对多张样本图像进行采样并进行边缘强度计算，得到的最强边缘强度设为最大边缘强度阈值，最弱边缘强度设为最终的当前阈值，根据最终的当前阈值=最大边缘强度阈值-设定次数*固定值，结合设定的固定值计算出预设次数。

4. 根据权利要求1所述的提取纸币拼接痕迹的预处理方法，其特征在于，所述边缘初始提取步骤包括：

第一目标像素识别处理子步骤：判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于预设的最大边缘强度阈值，若是则确定为目标像素，将目标像素的像素值标记为255，进行二值化处理；若否则确定为非目标像素，将非目标像素的像素值标记为0，进行二值化处理。

5. 根据权利要求1所述的提取纸币拼接痕迹的预处理方法，其特征在于，所述边缘迭代提取步骤包括：

第二目标像素识别处理子步骤：判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于当前阈值，若是则进入下一子步骤；若否则确定为非目标像素，将非目标像素的像素值标记为0，进行二值化处理；及

延伸段识别处理子步骤：判断当前像素的八邻域像素中的上下6个像素中是否至少有一个像素为已确定的目标像素，若是则确定当前像素为目标像素，将目标像素的像素值标记为255，进行二值化处理。

6. 一种拼接钞识别方法，其特征在于，所述拼接钞识别方法包括如权利要求1至5中任一项所述的提取纸币拼接痕迹的预处理方法，还包括拼接钞识别步骤：将所述预处理方法得到的边缘检测图作为最终的结果输出进行拼接钞识别。

7. 一种拼接钞识别装置，其特征在于，所述拼接钞识别装置包括：

利用预设的最大边缘强度阈值作为当前阈值对纸币的UV图像进行边缘检测提取的边缘初始提取模块；

判断提取次数是否等于预设次数，若否则产生并发送参数变换信号，若是则结束工作的判断模块；

接收并根据参数变换信号，将上一当前阈值减去固定值作为当前阈值，提取次数加1的参数变换模块；及

利用当前阈值对上一次边缘检测提取后的纸币的UV图像再进行边缘检测提取，并产生和发送判断信号至判断模块以对提取次数进行再次判断的边缘迭代提取模块。

8. 根据权利要求7所述的拼接钞识别装置，其特征在于，所述验钞装置还包括存储有最大边缘强度阈值、预设次数及固定值的存储模块；及

对多张样本图像进行采样并进行边缘强度计算，得到的最强边缘强度设为最大边缘强度阈值，最弱边缘强度设为最终的当前阈值，根据最终的当前阈值=最大边缘强度阈值-设定次数*固定值，结合设定的固定值计算出预设次数的参数计算模块。

9. 根据权利要求7所述的拼接钞识别装置，其特征在于，所述边缘初始提取模块包括：判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于预设的最大边缘强度阈值，若是则确定为目标像素，将目标像素的像素值标记为255，进行二值化处理；若否则确定为非目标像素，将非目标像素的像素值标记为0，进行二值化处理的第一目标像素识别处理子模块。

10. 根据权利要求7所述的拼接钞识别装置，其特征在于，所述边缘迭代提取模块包括：

判断当前像素与其水平相邻的像素的像素值之差的绝对值是否大于预设的最大边缘强度阈值，若是则进入下一子步骤；若否则确定为非目标像素，将非目标像素的像素值标记为0，进行二值化处理的第二目标像素识别处理子模块；及

判断当前像素的八邻域像素中的上下6个像素中是否至少有一个像素为已确定的目标像素，若是则确定当前像素为目标像素，将目标像素的像素值标记为255，进行二值化处理的延伸段识别处理子模块。