紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種計算機圖像處理技術，具體地說，涉及一種紙幣圖像傾斜校正與 區(qū)域提取方法。
【背景技術】
[0002] 貨幣是商品交換的媒介，是人類經(jīng)濟發(fā)展與貿易過程的伴生物。紙幣在漫長的貨 幣史上占據(jù)著重要地位，隨著多種形式的貨幣流通、發(fā)展，即使在電子貨幣開始興起的今 天，紙幣現(xiàn)金流通依然是目前國際上金融界貨幣流通的最重要方式。目前人們常用磁性油 墨檢測、紫外熒光檢測以及紅外穿透檢測等方法鑒別紙幣真?zhèn)?，通過檢測紙幣尺寸識別其 面值，這些方法獲得信息單一，不能識別紙幣殘缺、污染及磨損等狀況，更不能識別紙幣序 列號。
[0003] 而從紙幣圖像上可以獲得多方面的信息，包括紙幣尺寸、面值、污損狀況、磨損程 度以及序列號等。隨著數(shù)字圖像處理技術、模式識別技術的發(fā)展，紙幣圖像識別方法已成為 目前最為流行紙幣分析方法。然而，采集到的紙幣圖像通常是傾斜的，必須對紙幣進行傾斜 校正，否則無法準確地提取紙幣區(qū)域并進行紙幣識別。
[0004] 通常由于紙幣邊緣和背景區(qū)域存在較為明顯的灰度差別，一般采用的方法是通過 HOUGH變換(霍夫變換)提取紙幣邊緣,獲得紙幣傾斜的角度，然后進行校正。然而有兩個原 因影響霍夫變換提取紙幣邊緣的精度：一是紙幣使用時間長了之后，邊緣變舊，與背景對比 度不明顯；二是紙幣邊緣磨損，產(chǎn)生鋸齒，導致霍夫變換邊緣提取時出現(xiàn)錯誤，傾斜校正失 敗，無法提取紙幣區(qū)域。因此，必須采用合適的方法，準確地計算紙幣傾斜度并提取紙幣區(qū) 域，為紙幣識別打下基礎。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法，以提高紙幣圖像 傾斜校正的準確度。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下：
[0007] -種紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法，包括以下步驟：步驟一：對獲取的紙幣 圖像進行模糊增強，增強紙幣與紙幣背景色或圖案的對比度；其中，對紙幣圖像模糊增強具 體如下：（1)計算紙幣圖像像素模糊隸屬度；（2)進行紙幣圖像模糊隸屬度變換，得到新的 模糊隸屬度；（3)對變換后的模糊隸屬度值進行逆運算，得到增強后的紙幣圖像；步驟二： 紙幣圖像分割，將紙幣圖像分割為紙幣背景區(qū)域和紙幣區(qū)域；步驟三：掃描，獲得紙幣區(qū)域 圖像的邊緣像素；步驟四：若紙幣邊緣不齊或呈鋸齒狀，采用最小二乘法直線擬合獲得紙 幣區(qū)域圖像邊緣；步驟五：計算紙幣區(qū)域圖像邊緣的擬合誤差，依據(jù)擬合誤差最小的紙幣 區(qū)域圖像邊緣，計算紙幣區(qū)域圖像的傾斜角度；步驟六：根據(jù)紙幣區(qū)域圖像的傾斜角度，進 行紙幣區(qū)域圖像傾斜校正，將傾斜的紙幣區(qū)域圖像旋轉成水平的；步驟七：紙幣區(qū)域提取。
[0008] 進一步，對紙幣圖像進行模糊增強時，著重增強紙幣邊緣與紙幣背景色或圖案的 對比度。
[0009] 進一步，計算紙幣圖像像素模糊隸屬度時，若Pij表示圖像位置（i，j)處像素的模 糊隸屬度，
【主權項】
1. 一種紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一：對獲取的紙幣圖像進行模糊增強，增強紙幣與紙幣背景色或圖案的對比度； 其中，對紙幣圖像模糊增強具體如下： (1) 計算紙幣圖像像素模糊隸屬度； (2) 進行紙幣圖像模糊隸屬度變換，得到新的模糊隸屬度； (3) 對變換后的模糊隸屬度值進行逆運算，得到增強后的紙幣圖像； 步驟二：紙幣圖像分割，將紙幣圖像分割為紙幣背景區(qū)域和紙幣區(qū)域； 步驟三：掃描，獲得紙幣區(qū)域圖像的邊緣像素； 步驟四：若紙幣邊緣不齊或呈鋸齒狀，采用最小二乘法直線擬合獲得紙幣區(qū)域圖像邊 緣； 步驟五：計算紙幣區(qū)域圖像邊緣的擬合誤差，依據(jù)擬合誤差最小的紙幣區(qū)域圖像邊緣， 計算紙幣區(qū)域圖像的傾斜角度； 步驟六：根據(jù)紙幣區(qū)域圖像的傾斜角度，進行紙幣區(qū)域圖像傾斜校正，將傾斜的紙幣區(qū) 域圖像旋轉成水平的； 步驟七：紙幣區(qū)域提取。
2. 如權利要求1所述的紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法，其特征在于：對紙幣圖像 進行模糊增強時，著重增強紙幣邊緣與紙幣背景色或圖案的對比度。
3. 如權利要求1所述的紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法，其特征在于：計算 紙幣圖像像素模糊隸屬度時，若Pij表示圖像位置aj)處像素的模糊隸屬度，則
'其中，h表示圖像位置aj)處的像素值，l 表示像素灰度等級，通常取256,XT為背景類和目標類的類間分割點，由于背景像素值比較 低，類間分割點可以取較低的一個值，s,，&為系數(shù)，為了保證模糊隸屬度計算式連續(xù)，取
4. 如權利要求3所述的紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法，其特征在于： 紙幣圖像模糊隸屬度變換時，對模糊隸屬度進行變換，得到新的模糊隸屬度 Pi/，
h為類間分割點&所對應的隸屬度值，為了保 證Pi/計算式連續(xù)，其中名 Pr 卜P'r
5. 如權利要求4所述的紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法，其特征在于：對變換 后的模糊隸屬度值進行逆運算時，若表示增強后圖像位置（i，j)處的像素值，則
6. 如權利要求1所述的紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法，其特征在于：采用最小二 乘法直線擬合紙幣區(qū)域圖像的上下左右四邊緣，計算直線平均擬合誤差I，I= ^ i=l n 為第i點的擬合誤差，設定一個誤差閾值，如果四條直線平均擬合誤差均大于該閾值，則認 為邊緣擬合精度不夠，返回步驟四，重新選取邊緣點進行最小二乘法擬合；如果如此三次擬 合精度都不夠的話，則認為此紙幣不滿足識別應具備的條件，放棄整個紙幣識別。
7. 如權利要求6所述的紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法，其特征在于：直線擬合成 功后，依據(jù)擬合誤差最小直線的傾角來計算紙幣區(qū)域圖像的傾斜角度，若擬合誤差最小的 直線為上邊緣或下邊緣，則該直線傾角即是紙幣區(qū)域圖像的傾斜角度，若擬合誤差最小的 直線為左邊緣或右邊緣，則紙幣區(qū)域圖像的傾斜角度為直線傾角減去90°。
8. 如權利要求1所述的紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法，其特征在于：紙幣區(qū)域圖 像傾斜校正的坐標旋轉公式為：f=Xcos(9)+Ysin(9)，Y^=Ycos(9)-Xsin(0)， (X，Y)是水平圖像像素坐標，（X'，Y')是傾斜圖像像素坐標，0是紙幣區(qū)域圖像的傾斜 角度，即紙幣下邊界與水平方向的夾角。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紙幣圖像傾斜校正與區(qū)域提取方法，包括以下步驟：對獲取的紙幣圖像進行模糊增強，增強紙幣與紙幣背景色或圖案的對比度；紙幣圖像分割，將紙幣圖像分割為紙幣背景區(qū)域和紙幣區(qū)域；掃描，獲得紙幣區(qū)域圖像的邊緣像素；若紙幣邊緣不齊或呈鋸齒狀，采用最小二乘法直線擬合獲得紙幣區(qū)域圖像邊緣；計算紙幣區(qū)域圖像邊緣的擬合誤差，依據(jù)擬合誤差最小的紙幣區(qū)域圖像邊緣，計算紙幣區(qū)域圖像的傾斜角度；根據(jù)紙幣區(qū)域圖像的傾斜角度，進行紙幣區(qū)域圖像傾斜校正，將傾斜的紙幣區(qū)域圖像旋轉成水平的；紙幣區(qū)域提取。本發(fā)明對紙幣圖像進行模糊增強，采用最小二乘法直線擬合獲得紙幣邊緣，提高紙幣圖像傾斜校正的準確率，紙幣區(qū)域提取效果好。
【IPC分類】G06T5-00, G06T7-00, G06T3-60
【公開號】CN104809715
【申請?zhí)枴緾N201410032628
【發(fā)明人】劉習文, 薛家祥
【申請人】廣州南沙資訊科技園有限公司博士后科研工作站
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月23日