CN106447906A - 一种货币面向识别的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于货币识别技术领域，提供货币面向识别方法和装置，旨在解决上述现有的货币面向识别算法复杂度高，导致货币面向识别效率低下的问题。所述方法包括：获取待识别货币币面的图像，获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息，根据透明视窗在图像中的绝对位置的信息，识别所述货币的面向。本发明提供的技术方案采用的方法简单高效，相比于现有技术中的货币面向识别算法，极大提高了货币面向识别的效率，从而可提高点钞、验钞、货币分选等过程的效率。

Description

一种货币面向识别的方法及装置

技术领域

本发明属于货币识别技术领域，尤其涉及一种货币面向识别方法与装置。

背景技术

面向自动识别是货币识别中最基本的步骤，也是后续冠字号码识别、新旧程度识别、真伪识别等的必要基础，货币面向识别的效率和正确与否影响后续识别工作的效率和误辨率。

市场上的货币除了纸币、硬币外，现在已经有许多国家或地区的流通货币或非流通货币正在使用由高分子聚合物印制而成的塑质货币，其具有无纤维、无毛细孔、不吸潮、变形小、耐高温，不易沾染细菌、不粘连等特点，故相对纸币来说，不易污损且易去污。此外，每张塑质货币币面上一般开设有1至2个视窗，有的货币甚至有4个视窗，如新加坡2元、5元、10元的小面额货币币面上开设有2个视窗，视窗内置有各种形状的防伪图案，如全息影像。

发明人发现现有货币面向识别方法一般采用粗网格特征提取、神经网络、模板匹配和支持向量机等算法，这些算法时间和空间复杂度均高，导致货币面向识别效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种货币面向识别方法，旨在解决上述现有的货币面向识别算法复杂度高，导致货币面向识别效率低下的问题。

本发明实施例的第一方面，提供一种货币面向识别方法，所述方法包括：

获取待识别货币币面的图像；

获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息；

根据所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息，识别所述货币的面向。

本发明实施例的第二方面，提供一种货币面向识别装置，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取待识别货币币面的图像；

信息获取模块，用于获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息；

识别模块，用于根据所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息，识别所述货币的面向。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：由于货币币面图像中透明视窗处透光率强，致使透明视窗处特征相对单一、明显，而且透明视窗在货币正反两种币面中均存在。本发明实施例通过获取待识别货币币面的图像，进而获取透明视窗在图像中的绝对位置的信息，据此信息来识别货币的面向。透明视窗处特征维数低、故选取其作为货币面向识别的特征区域，采用的方法简单高效，相比于现有技术中的货币面向识别算法，极大提高了货币面向识别的效率，从而可提高点钞、验钞、货币分选等过程的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的塑质货币币面图像中透明视窗的位置示意图；

图2是本发明实施例一提供的塑质货币币面中透明视窗的位置的局部放大图；

图3是本发明实施例一提供的货币面向识别方法的实现流程图；

图4是本发明实施例一提供的透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的举例说明图；

图5是本发明实施例一提供的透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的举例说明图；

图6是本发明实施例一提供的根据预设的位置在货币币面图像中选取区域的示例图；

图7是本发明实施例一提供的在货币币面图像中选取区域的计算像素统计量的示例图；

图8是本发明实施例一提供的“将透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息与预设信息比较”中预设信息的示例图；

图9是本发明实施例一提供的通过第一透明视窗的位置信息，最终识别货币面向为反面反向的根据预设的位置在货币币面图像中选取区域的示例图；

图10是本发明实施例一提供的通过第二透明视窗的位置信息，最终识别货币面向为正面正向的根据预设的位置在货币币面图像中选取区域的示例图；

图11是本发明实施例二提供的货币面向识别装置的结构示意图；

图12是本发明实施例三提供的货币面向识别装置的结构示意图；

图13是本发明实施例四提供的货币面向识别装置的结构示意图；

图14a是本发明实施例五提供的货币面向识别装置的结构示意图。

图14b是本发明实施例五提供的货币面向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。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，给出了诸多统计量的数值及图像分布的具体细节，以便透切理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的装置以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的塑质货币币面图像中透明视窗的位置，为了更加清楚理解、便于说明，图2示出了本发明第一实施例提供的塑质货币币面中透明视窗的位置的局部放大图。

如图1所示，图像左上角和右下角的黑色长方形框内为所述货币币面图像中的透明视窗。图像左上角的黑色长方形框内为第一透明视窗，图2a为相应的局部放大图，可看到透明视窗中的图案较为复杂。图1中图像右下角的黑色长方形框内为第二透明视窗，图2b为相应的局部放大图，可看到透明视窗中的图案比较简单，且在黑色区域内及黑白交界处有阿拉伯数字“2”。因为透明视窗的边界为不规则形状，故黑色长方形框只是指明透明视窗在货币币面图像中的位置，并不是透明视窗的边界。

货币的面向指货币币面的正反和货币放置的朝向，一般分正面正向、正面反向、反面正向和反面反向。

为了有效解决现有技术中货币面向识别算法复杂度高，导致货币面向识别效率低下的问题。本实施例提供货币面向识别方法，所述方法包括：获取待识别货币币面的图像；获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息；根据所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息，识别所述货币的面向。

图3示出了本发明第一实施例提供的货币面向识别方法的实现流程，其过程详述如下：

在步骤S101中，获取待识别货币币面的图像。

优选的是，图像获取可以采用扫描、拍摄等方式。

优选的是，货币币面的图像可以是灰度图像，也可以是彩色图像。

彩色图像一般有真彩色、伪彩色、近红外、中红外、远红外等，每个像素由红、绿、蓝波段三个分量构成的图像，其中红、绿、蓝波段均是由灰度来描述的，即红、绿、蓝波段各是一幅灰度图像。

优选的是，获取待识别货币币面的单面图像。

需要说明的是，一般纸币需要获取待识别货币币面的双面图像，但是发明人独特地发现货币币面中的透明视窗在紫外线、可见光和红外线范围区透光率均较高且基本相同，故在正反两面图像上透明视窗处获取到的图像灰度值基本相同且存在一定规律，如在灰度值较小范围内像素数量百分比较高。获取单面图像可以减少图像数据获取量，减少计算量，为后续算法运算降低需要的读写空间，提高算法运算速度。获取双面图像通过同一透明视窗确定货币面向，同一个透明视窗在正反面可以相互印证，减小误辨率，提高识别效率，这一点也不同于一般纸币面向识别所采用的方法。

在步骤S102中，获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息。

需要说明的是，透明视窗在货币币面图像中的绝对位置是指当前货币放置状态下，透明视窗处在整体图像中的绝对位置，而不是透明视窗在货币币面图像中相对于币面图像中的图案的相对位置。

例如，如图4、图5所示，图中建立辅助直角坐标系xoy，图4、图5中线段CC'与线段DD'的交点记为点A，点A为图像中心点，其坐标记作(x_A,y_A)，透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息用坐标表示为(x_T,y_T)。图4中货币币面图像中第二透明视窗绝对位置与A点坐标存在x_T>x_A，y_T>y_A的关系，而图5中货币币面图像中第二透明视窗与A点坐标存在x_T<x_A，y_T<y_A的关系。而实际上，第二透明视窗在货币币面图像中相对于币面图像中的人像、数字等的位置没有发生变化，不管如何展平放置，第二透明视窗始终都在人像的右肩部。

优选的是，本发明实施例中，获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息可由如下步骤S1021、步骤S1022、步骤S1023和步骤S1024实现：

步骤S1021，根据预设的位置在所述图像中选取可能拓扑包含全部或部分透明视窗的至少四个区域，所述区域中必有一个区域拓扑包含全部或部分所述透明视窗。

需要说明的是，根据预设的位置选取的区域一方面指区域的位置可以根据不同国别、版本面值的货币设定合适的区域位置，即使是同一国别、面值或者同一张也可以根据需要设定合适的区域位置，而且所选取的区域并不一定存在对称、相离等关系；另一方面也指区域的大小、形状也可根据实际需要调整，如可以先选取一个大概区域，把这个区域任意分割成多个小块区域，如等分，而后再确定其中任意一个或多个为根据预设的位置选取的区域，这样可以多层递进逐步圈定透明区域。选取区域形状可以是圆形、椭圆形等。如此，两个方面也就决定了根据预设的位置选取的区域可以全部或部分包含透明视窗。拓扑几何学中，全部包含即根据预设的位置选取的区域完全包含透明视窗，部分包含可以是根据预设的位置选取的区域完全在透明视窗中或者根据预设的位置选取的区域与透明视窗部分重叠。

例如，图6中建立辅助直角坐标系xoy，图6中根据预设的位置在货币币面图像中选取了a、b、c、d四个长方形区域，c长方形部分包含透明视窗。

想象一个情景，如果货币币面中只有一个透明视窗，要想使货币每次进入验钞机中经过一定运算后，都能正确地识别出货币此时进入后放置的面向，那么根据预设的位置选取的区域至少要有四个，且其中必有一个区域要拓扑包含全部或部分所述透明视窗。如图6中，货币面向为正面正向，假如没有选取a长方形区域，某次货币进入验钞机时恰好是正面反向，此时，正好透明视窗没有被包括，当然后续的运行结果就会出错。因此，选取四个区域才能构成识别货币面向的必要条件，但是要想面向识别正确，还必须根据预设的位置在货币币面图像中选取区域。此外，可以根据需要增加所选区域的个数，如果货币币面中透明视窗有2个或多个，可以优先通过特征非常明显的透明视窗来识别货币面向，也可以通过2个或多个透明视窗同时识别货币面向，此时，所选区域的个数会超过四个。

步骤S1022，分别计算所述图像中所述区域的像素统计量，所述像素统计量包括第一类像素统计量，所述第一类像素统计量为像素期望值、像素中位数、预设范围像素百分比、像素直方图、像素频率分布曲线中的至少一种。

期望值即平均值，中位数也称中间值、中值。

预设范围像素百分比，指一定亮度范围的像素占所选区域总像素的比例。

如图7中，图7a、图7b、图7c、图7d分别对应图6中a、b、c、d四个区域，每个图中计算的第一类像素统计量有像素期望值、像素中位数、像素直方图和像素亮度在0～20的像素百分比，可以看出拓扑包含部分第二透明视窗的c长方形区域的像素期望值为15.14，像素中位数为10，0～20的像素百分比为91.7％。根据频率分布曲线与像素直方图的关系，可以得到频率分布曲线的走势。

以上第一类像素统计量是区分是否拓扑包含全部或部分透明视窗的基本统计量，对于提高和保证区分能力是必不可少的。

优选的是，本发明实施例中，所述像素统计量还可以包括第二类像素统计量，所述第二类像素统计量为像素标准差、像素标准偏差、像素方差、像素众数中的至少一种。

像素标准差、像素标准偏差、像素方差均是用来度量像素亮度值与像素期望值之间的偏离程度。像素众数指像素亮度分布上具有明显集中趋势点的数值，即像素直方图中占比例最多的像素亮度值。

如图7中，给出了图6中长方形区域a、b、c、d标准偏差值，像素标准差和像素方差可通过标准偏差值求得。从直方图中还可以大概看出像素众数的值，因为a长方形区域内拓扑包含部分第一透明视窗，一定程度上导致了a和c区域的像素众数很接近，而二者与b、d区域的像素众数明显有区别，这也是货币币面中透明视窗易于与其它区域区分的有力注脚，但是在某些统计量方面，其中一个透明视窗可能与另一个透明视窗相似，因此，相互造成了一定干扰。此外，有时候，货币的污损情况，也可能会对透明视窗在某些统计量方面造成一定的干扰，因此需要用多个统计量来查找透明视窗区域，尤其是对于经过不断尝试调优的预设位置选取的区域来说，多一个统计量，区分能力会明显提高。

步骤S1023，根据所述区域的像素统计量查找出拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域。优选的是，本发明实施例中，根据所述区域的像素统计量查找出拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域可由如下步骤S10231、和步骤S10232实现：

步骤S10231，将所选区域的像素统计量与预设量进行比较。

对于像素统计量：像素期望值、像素中位数、预设范围像素百分比、像素标准差、像素标准偏差、像素方差和像素众数来说，预设量可以是某个数值或者数值范围，但这些数值或者数值范围必定是经过大量实验调优后获得的。而对于像素直方图和像素频率分布曲线来说，预设量可以是经过大量实验调优后的像素直方图和像素频率分布曲线。

不管是数值、数值范围还是直方图、频率分布曲线都可以通过不断调整预设的位置选取区域后，数值、数值范围上下限可以用大样本平均值加减固定数值得到，而直方图可以用大样本平均直方图加减固定数值得到，频率分布曲线也可以用大样本平均频率分布曲线在曲线两侧作固定数值的缓冲区而得到。对于像素统计量：像素期望值、像素中位数、预设范围像素百分比、像素标准差、像素标准偏差、像素方差和像素众数来说，比较为数值大小及是否落入一定数值范围的比较。而对于像素直方图和像素频率分布曲线来说，比较为是否落入预设量的范围内，如是否落入平均频率分布曲线的缓冲区内。

步骤S10232，将符合预设条件的某一所选区域判定为拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域。

预设条件即S10231中预设量的数值范围或图形范围。预设条件可以是多个同时判定符合，如图7中，0～20的像素百分比大于预设值且160～180的像素百分比小于预设值，或者二者的和大于预设值。在用频率分布曲线作为统计量时，预设条件也可以是选择多个特征位置进行判定，如选择判定频率分布曲线波峰和波谷值是否落入平均频率分布曲线的缓冲区内。

例如，从图7中可明显看出，c长方形区域的像素期望值、像素中位数比其他三个区域的像素期望值、像素中位数小很多；c长方形区域0～20的像素百分比比其他三个区域的像素百分比大很多；c长方形区域的像素直方图明显区别于其它区域，故每次计算的a、b、d长方形区域的像素频率分布曲线不会落入由c长方形区域的像素大量实验后得到的平均频率分布曲线的缓冲区中，而每次计算的c长方形区域的像素频率分布曲线反而会落入其中。如此，便把c长方形区域与其他三个区域区分开来，可以判定c长方形区域为拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域。

步骤S1024，根据拓扑包含全部或部分透明视窗的区域位置信息获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息。

例如，在图6中，确定c长方形区域为拓扑包含全部或部分透明视窗的区域后，可求取c长方形区域内或边上任意一点的坐标信息或任意多点的平均坐标信息作为透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息。

在步骤S103中，根据透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息，识别货币的面向。优选的是，本发明实施例中，根据透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息，识别货币的面向可由如下步骤S1031和步骤S1032实现：

步骤S1031，将透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息与预设信息比较。

优选的是，预设信息包括透明视窗在货币币面图像中的绝对位置与货币面向的关系。

例如，如图8所示，建立辅助直角坐标系xoy，图中线段CC'与线段DD'中的交点记为点A，点A为图像中心点，其坐标记作(x_A,y_A)，透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息用坐标表示为(x_T,y_T)

当x_T>x_A，y_T>y_A时，货币面向为正面正向；

当x_T>x_A，y_T<y_A时，货币面向为反面反向；

当x_T<x_A，y_T>y_A时，货币面向为反面正向；

当x_T<x_A，y_T<y_A时，货币面向为正面反向；

点A也可以为图8中任意线段EE'与线段FF'的交点A'，只要能够像A点一样，可通过一定关系明确区分货币的面向即可。

可将作为透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息：图6中c长方形区域内或边上任意一点的坐标信息或任意多点的平均坐标信息与点A或者A'坐标进行比较。

步骤S1032，根据所述比较结果，确定货币面向。

根据图6中c长方形区域内或边上任意一点的坐标信息或任意多点的平均坐标信息与点A或者A'坐标进行比较的结果，确定货币面向。

图6、图8结合可知，x_T>x_A，y_T>y_A，货币面向为正面正向。

如图9中，图中建立辅助直角坐标系xoy，某次验钞中可以根据预设的位置在货币币面图像中选取a1、b1、c1、d1区域，获取第一透明视窗的位置信息，最终识别货币面向为反面反向，过程与识别货币正面正向的过程类似，不再赘述。

如图10中，图中建立辅助直角坐标系xoy，某次验钞中还可以根据预设的位置在货币币面图像中选取、a'、b'、c'、d'区域，获取第二透明视窗的位置信息，最终识别货币面向为正面正向，过程与通过第二透明视窗的位置信息识别货币正面正向的过程类似，不再赘述。

上述是以获取的待识别货币币面的图像为灰度图进行描述的。若获取的待识别货币币面的图像为彩色图像，由于彩色图像是由三个波段的灰度图像波段组合而成的，故彩色图像处理可以选三个波段中的至少一个波段运用本方面实施例的方法来识别货币面向。

透明视窗在紫外线、可见光和红外线范围区透光率均较高且基本相同，故透明视窗在彩色图像中与在灰度图像中基本相同，透明视窗处彩色图像分成的三个波段图像中像素亮度是一样的。而非透明视窗区域由于货币的颜色变化，一般情况下，分成的三个波段图像中像素亮度是不同的，因此，可以通过对比三个波段之间的第一像素统计量或者第二像素统计量来获取透明区域的位置信息，最终识别货币面向。此方法更简单高效，省去了大量实验获取各种预设信息和预设条件的数值，数值范围等。

本发明实施例通过获取待识别货币币面的图像，进而获取透明视窗在图像中的绝对位置的信息，据此信息来识别货币的面向，方法简单高效，极大提高了货币面向识别的效率。

实施例二：

图11示出了本发明第二实施例提供的货币面向识别装置的结构示意图。为了便于说明，图11仅示出了与本发明实施例相关的部分。图11示例的货币面向识别装置包括图像获取模块201、信息获取模块202和识别模块203，其中：

图像获取模块201，用于获取待识别货币币面的图像。

优选的是，图像获取可以采用扫描、拍摄等方式。

优选的是，货币币面的图像可以是灰度图像，也可以是彩色图像。

彩色图像一般有真彩色、伪彩色、近红外、中红外、远红外等，每个像素由红、绿、蓝波段三个分量构成的图像，其中红、绿、蓝波段均是由灰度来描述的，即红、绿、蓝波段各是一幅灰度图像。

优选的是，获取待识别货币币面的单面图像。

需要说明的是，一般纸币需要获取待识别货币币面的双面图像，但是发明人独特地发现货币币面中的透明视窗在紫外线、可见光和红外线范围区透光率均较高且基本相同，故在正反两面图像上透明视窗处获取到的图像灰度值基本相同且存在一定规律，如在灰度值较小范围内像素数量百分比较高。获取单面图像可以减少图像数据获取量，减少计算量，为后续算法运算降低需要的读写空间，提高算法运算速度。

信息获取模块202，用于获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息。

需要说明的是，透明视窗在货币币面图像中的绝对位置是指当前货币放置状态下，透明视窗处在整体图像中的绝对位置，而不是透明视窗在货币币面图像中相对于币面图像中的图案的相对位置，与第一实施例中透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的意思相同。

识别模块203，用于根据所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息，识别所述货币的面向。

需要说明的是，以上图11示出的本发明第二实施例提供的货币面向识别装置的实施方式中，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中可以根据需要，例如相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将货币面向识别装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。而且，实际应用中，本实施例中的相应的功能模块可以是由相应的硬件实现，也可以由相应的硬件执行相应的软件完成，例如，前述信息获取模块，可以是具有执行前述获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息的硬件，例如信息获取器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。(本说明书提供的各个实施例都可应用上述描述原则)。

本发明实施例通过获取待识别货币币面的图像，进而获取透明视窗在图像中的绝对位置的信息，据此信息来识别货币的面向，方法简单高效，极大提高了货币面向识别的效率。

实施例三：

图11示出的信息获取模块202可以包括选取单元301、计算单元302、查找单元303和获取单元304，如图12中示出了本发明第二实施例提供的货币面向识别装置的结构示意图。其中：

选取单元301，用于根据预设的位置在所述图像中选取可能拓扑包含全部或部分透明视窗的至少四个区域，所述区域中必有一个区域拓扑包含全部或部分所述透明视窗。

需要说明的是，根据预设的位置选取的区域一方面指区域的位置可以根据不同国别、版本面值的货币设定合适的区域位置，即使是同一国别、面值或者同一张也可以根据需要设定合适的区域位置，而且所选取的区域并不一定存在对称、相离等关系；另一方面也指区域的大小、形状也可根据实际需要调整，如可以先选取一个大概区域，把这个区域任意分割成多个小块区域，如等分，而后再确定其中任意一个或多个为根据预设的位置选取的区域，这样可以多层递进逐步圈定透明区域。选取区域形状可以是圆形、椭圆形等。如此，两个方面也就决定了根据预设的位置选取的区域可以全部或部分包含透明视窗。拓扑几何学中，全部包含即根据预设的位置选取的区域完全包含透明视窗，部分包含可以是根据预设的位置选取的区域完全在透明视窗中或者根据预设的位置选取的区域与透明视窗部分重叠。

与第一实施例中部分内容描述相同，故借用第一实施例中描述。

例如，图6中建立辅助直角坐标系xoy，图6中根据预设的位置在货币币面图像中选取了a、b、c、d四个长方形区域，c长方形部分包含透明视窗。

想象一个情景，如果货币币面中只有一个透明视窗，要想使货币每次进入验钞机中经过一定运算后，都能正确地识别出货币此时进入后放置的面向，那么根据预设的位置选取的区域至少要有四个，且其中必有一个区域要拓扑包含全部或部分所述透明视窗。如图6中，货币面向为正面正向，假如没有选取a长方形区域，某次货币进入验钞机时恰好是正面反向，此时，正好透明视窗没有被包括，当然后续的运行结果就会出错。因此，选取四个区域才能构成识别货币面向的必要条件，但是要想面向识别正确，还必须根据预设的位置在货币币面图像中选取区域。此外，可以根据需要增加所选区域的个数，如果货币币面中透明视窗有2个或多个，可以优先通过特征非常明显的透明视窗来识别货币面向，也可以通过2个或多个透明视窗同时识别货币面向，此时，所选区域的个数会超过四个。

计算单元302，用于分别计算所述图像中所述区域的像素统计量，所述像素统计量包括第一类像素统计量，所述第一类像素统计量为像素期望值、像素中位数、预设范围像素百分比、像素直方图、像素频率分布曲线中的至少一种。

期望值即平均值，中位数也称中间值、中值。

预设范围像素百分比，指一定亮度范围的像素占所选区域总像素的比例。

与第一实施例中部分内容描述相同，故借用第一实施例中描述，如图7中，图7a、图7b、图7c、图7d分别对应图6中a、b、c、d四个区域，每个图中计算的第一类像素统计量有像素期望值、像素中位数、像素直方图和像素亮度在0～20的像素百分比，可以看出拓扑包含部分第二透明视窗的c长方形区域的像素期望值为15.14，像素中位数为10，0～20的像素百分比为91.7％。根据频率分布曲线与像素直方图的关系，可以得到频率分布曲线的走势。

以上第一类像素统计量是区分是否拓扑包含全部或部分透明视窗的基本统计量，对于提高和保证区分能力是必不可少的。

优选的是，本发明实施例中，所述像素统计量还可以包括第二类像素统计量，所述第二类像素统计量为像素标准差、像素标准偏差、像素方差、像素众数中的至少一种。

像素标准差、像素标准偏差、像素方差均是用来度量像素亮度值与像素期望值之间的偏离程度。像素众数指像素亮度分布上具有明显集中趋势点的数值，即像素直方图中占比例最多的像素亮度值。

与第一实施例中部分内容描述相同，故借用第一实施例中描述，如图7中，给出了图6中长方形区域a、b、c、d标准偏差值，像素标准差和像素方差可通过标准偏差值求得。从直方图中还可以大概看出像素众数的值，因为a长方形区域内拓扑包含部分第一透明视窗，一定程度上导致了a和c区域的像素众数很接近，而二者与b、d区域的像素众数明显有区别，这也是货币币面中透明视窗易于与其它区域区分的有力注脚，但是在某些统计量方面，其中一个透明视窗可能与另一个透明视窗相似，因此，相互造成了一定干扰。此外，有时候，货币的污损情况，也可能会对透明视窗在某些统计量方面造成一定的干扰，因此需要用多个统计量来查找透明视窗区域，尤其是对于经过不断尝试调优的预设位置选取的区域来说，多一个统计量，区分能力会明显提高。

查找单元303，用于根据所述区域的像素统计量查找出拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域。

获取单元304，用于根据拓扑包含全部或部分透明视窗的区域位置信息获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息。

与第一实施例中部分内容描述相同，故借用第一实施例中描述，例如，在图6中，确定c长方形区域为拓扑包含全部或部分透明视窗的区域后，可求取c长方形区域内或边上任意一点的坐标信息或任意多点的平均坐标信息作为透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息。

本发明实施例通过获取待识别货币币面的图像，进而获取透明视窗在图像中的绝对位置的信息，据此信息来识别货币的面向，方法简单高效，极大提高了货币面向识别的效率。第一像素统计量和第二像素统计量同时计算可提高所选拓扑包含全部或部分透明视窗的区域与干扰区域的区分能力，干扰区域有另一透明视窗或污损造成的干扰。

实施例四：

图12示出的查找单元303可以包括比较子单元401和判定子单元402，如图13中示出了本发明第四实施例提供的货币面向识别装置的结构示意图。其中：

比较子单元401，用于将所选区域的像素统计量与预设量进行比较。

对于像素统计量：像素期望值、像素中位数、预设范围像素百分比、像素标准差、像素标准偏差、像素方差和像素众数来说，预设量可以是某个数值或者数值范围，但这些数值或者数值范围必定是经过大量实验调优后获得的。而对于像素直方图和像素频率分布曲线来说，预设量可以是经过大量实验调优后的像素直方图和像素频率分布曲线。

不管是数值、数值范围还是直方图、频率分布曲线都可以通过不断调整预设的位置选取区域后，数值、数值范围上下限可以用大样本平均值加减固定数值得到，而直方图可以用大样本平均直方图加减固定数值得到，频率分布曲线也可以用大样本平均频率分布曲线在曲线两侧作固定数值的缓冲区而得到。对于像素统计量：像素期望值、像素中位数、预设范围像素百分比、像素标准差、像素标准偏差、像素方差和像素众数来说，比较为数值大小及是否落入一定数值范围的比较。而对于像素直方图和像素频率分布曲线来说，比较为是否落入预设量的范围内，如是否落入平均频率分布曲线的缓冲区内。

判定子单元402，用于将符合预设条件的某一所选区域判定为拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域。

与第一实施例中部分内容描述相同，故借用第一实施例中描述。

预设条件即所述预设量的数值范围或图形范围。预设条件可以是多个同时判定符合，如图7中，0～20的像素百分比大于预设值且160～180的像素百分比小于预设值，或者二者的和大于预设值。在用频率分布曲线作为统计量时，预设条件也可以是选择多个特征位置进行判定，如选择判定频率分布曲线波峰和波谷值是否落入平均频率分布曲线的缓冲区内。

例如，从图7中可明显看出，c长方形区域的像素期望值、像素中位数比其他三个区域的像素期望值、像素中位数小很多；c长方形区域0～20的像素百分比比其他三个区域的像素百分比大很多；c长方形区域的像素直方图明显区别于其它区域，故每次计算的a、b、d长方形区域的像素频率分布曲线不会落入由c长方形区域的像素大量实验后得到的平均频率分布曲线的缓冲区中，而每次计算的c长方形区域的像素频率分布曲线反而会落入其中。如此，便把c长方形区域与其他三个区域区分开来，可以判定c长方形区域为拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域。

本发明实施例通过获取待识别货币币面的图像，进而获取透明视窗在图像中的绝对位置的信息，据此信息来识别货币的面向，方法简单高效，极大提高了货币面向识别的效率。第一像素统计量和第二像素统计量同时计算可提高所选拓扑包含全部或部分透明视窗的区域与干扰区域的区分能力，干扰区域有另一透明视窗或污损造成的干扰。

实施例五：

图11或图12示例的识别模块203可以包括比较单元501和确定单元502，如图14a或图14b中示出了本发明第五实施例提供的货币面向识别装置的结构示意图。其中：

比较单元501，用于将透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息与预设信息比较。

优选的是，预设信息包括透明视窗在货币币面图像中的绝对位置与货币面向的关系。

与第一实施例中部分内容描述相同，故借用第一实施例中描述。

例如，如图8所示，建立辅助直角坐标系xoy，图中线段CC'与线段DD'中的交点记为点A，点A为图像中心点，其坐标记作(x_A,y_A)，透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息用坐标表示为(x_T,y_T)

当x_T>x_A，y_T>y_A时，货币面向为正面正向；

当x_T>x_A，y_T<y_A时，货币面向为反面反向；

当x_T<x_A，y_T>y_A时，货币面向为反面正向；

当x_T<x_A，y_T<y_A时，货币面向为正面反向；

点A也可以为图8中任意线段EE'与线段FF'的交点A'，只要能够像A点一样，可通过一定关系明确区分货币的面向即可。

可将作为透明视窗在货币币面图像中的绝对位置的信息：图6中c长方形区域内或边上任意一点的坐标信息或任意多点的平均坐标信息与点A或者A'坐标进行比较。

确定单元502，用于根据所述比较结果，确定货币面向。

与第一实施例中部分内容描述相同，故借用第一实施例中描述。

根据图6中c长方形区域内或边上任意一点的坐标信息或任意多点的平均坐标信息与点A或者A'坐标进行比较的结果，确定货币面向。

图6、图8结合可知，x_T>x_A，y_T>y_A，货币面向为正面正向。

本发明实施例通过获取待识别货币币面的图像，进而获取透明视窗在图像中的绝对位置的信息，据此信息来识别货币的面向，方法简单高效，极大提高了货币面向识别的效率。

上述所有实施例是以获取的待识别货币币面的图像为灰度图进行描述的。若获取的待识别货币币面的图像为彩色图像，由于彩色图像是由三个波段的灰度图像波段组合而成的，故彩色图像处理可以选三个波段中的至少一个波段运用本方面实施例的方法来识别货币面向。

透明视窗在紫外线、可见光和红外线范围区透光率均较高且基本相同，故透明视窗在彩色图像中与在灰度图像中基本相同，透明视窗处彩色图像分成的三个波段图像中像素亮度是一样的。而非透明视窗区域由于货币的颜色变化，一般情况下，分成的三个波段图像中像素亮度是不同的，因此，可以通过对比根据预设位置选取区域的彩色图像分成的三个波段之间的第一像素统计量或者第二像素统计量来获取透明区域的位置信息，即可识别货币面向。此方法更简单高效，省去了大量实验获取各种预设信息和预设条件的数值，数值范围等，而且省去了根据预设的位置选取区域的像素统计量均与预设量比较的过程。

需要说明的是，本发明所有实施例中涉及“第一”、“第二”等词，如第一区域，第一像素统计量，在此仅为表述和指代的方便，并不意味着在本发明的具体实现方式中一定会有与之对应的第一区域和第一像素统计量。

本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明原理及实施方式所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种货币面向识别方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待识别货币币面的图像；

获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息；

根据所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息，识别所述货币的面向。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息，包括：

根据预设的位置在所述图像中选取可能拓扑包含全部或部分透明视窗的至少四个区域，所选区域中必有一个区域拓扑包含全部或部分所述透明视窗；

分别计算所述图像中所选区域的像素统计量，所述像素统计量包括第一类像素统计量，所述第一类像素统计量为像素期望值、像素中位数、预设范围像素百分比、像素直方图、像素频率分布曲线中的至少一种；

根据所选区域的像素统计量查找出拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域；

根据所述拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域位置信息获取所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述像素统计量还包括第二类像素统计量，所述第二类像素统计量为像素标准差、像素标准偏差、像素方差、像素众数中的至少一种。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所选区域的像素统计值查找出拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域，包括：

将所选区域的像素统计量与预设量进行比较；

将符合预设条件的某一所选区域判定为拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域。

5.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息，识别所述货币的面向，包括：

将所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息与预设信息比较；

根据所述比较结果，确定货币面向。

6.一种货币面向识别装置，其特征在于，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取待识别货币币面的图像；

信息获取模块，用于获取透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息；

识别模块，用于根据所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息，识别所述货币的面向。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信息获取模块包括：

选取单元，用于根据预设的位置在所述图像中选取可能拓扑包含全部或部分透明视窗的至少四个区域，所选区域中必有一个区域拓扑包含全部或部分所述透明视窗；

计算单元，用于分别计算所述图像中所选区域的像素统计量，所述像素统计量包括第一类像素统计量，所述第一类像素统计量为像素期望值、像素中位数、预设范围像素百分比、像素直方图、像素频率分布曲线中的至少一种；

查找单元，用于根据所选区域的像素统计量查找出拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域；

获取单元，用于根据所述拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域位置信息获取所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述像素统计量还包括第二类像素统计量，所述第二类像素统计量为像素标准差、像素标准偏差、像素方差、像素众数中的至少一种。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述查找单元，包括：

比较子单元，用于将所选区域的像素统计量与预设量进行比较；

判定子单元，用于将符合预设条件的某一所选区域判定为拓扑包含全部或部分所述透明视窗的区域。

10.如权利要求6～8所述的装置，其特征在于，所述识别模块，包括：

比较单元，用于将所述透明视窗在所述图像中的绝对位置的信息与预设信息比较；

确定单元，用于根据所述比较结果，确定货币面向。