專利名稱：磁碼字符區(qū)域的二值化方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁碼光學(xué)字符識別技術(shù)，特別涉及一種磁碼字符區(qū)域 的二值化方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前， 一個完整的票據(jù)磁碼光學(xué)字符識別(OCR)系統(tǒng)的實現(xiàn)方法如圖
1所示，通常包括磁碼字符區(qū)域二值化、定位、切分、特征提取、識別 等幾個重要步驟。磁碼字符區(qū)域二值化是整個識別系統(tǒng)中最具決定性的一 步，對后續(xù)的定位、切分、特征提取乃至識別的精度都有著至關(guān)重要的影 響。
傳統(tǒng)的圖像二值化方法主要包括兩種全局閾值方法與局部閾值方 法。其中，全局閾值方法的思路是基于某種最優(yōu)化準(zhǔn)則，對圖像中的每個 像素使用一個全局閾值來分離出目標(biāo)區(qū)域；其特點在于實現(xiàn)簡單，速度快，
對前景(目標(biāo))與背景有較大區(qū)分度的圖像有良好的分割效果。全局閾值
方法中最著名也應(yīng)用最為廣泛的是上世界七十年代提出的大津法(Otsu) (N. Otsu, A threshold selection method from gray-level histograms, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, vol. 9, no. 1, pp. 62-66,1979.)，該方法是基于直方圖最大類伺方差的判別準(zhǔn)則，計算出最 優(yōu)的全局閾值。但全局閾值方法由于沒有考慮到目標(biāo)區(qū)域的空間紋理分布 等特點，所以當(dāng)前景和背景的可分性不佳時，不能有效地把前景從復(fù)雜的 背景中剝離出來。票據(jù)磁碼字符區(qū)域中往往不僅有磁碼和票據(jù)底紋，而且 還可能存在大量灰度值相近的干擾字符與背景圖案。這些因素都嚴(yán)重限制 了全局閾值方法的使用。
局部閾值方法采用考察像素鄰域的思路，基于鄰域內(nèi)的最值、均值、 方差等統(tǒng)計信息，為每個像素估算閾值。著名的方法有Niblack方法(An introduction to digital image processing .W Niblack畫1985)、 Bernsen方 法(丄 Bernsen, "Dynamic thresholding of gray level images,"ICPR'86:Proc. Intl. Conf. Patt. Recog.， pp. 1251-1255 (1986))、 Gatos方 法(B. Gatos, I. Pratikakis, and S.丄Perantonis, Adaptive degraded document image binarization， Pattern Recognition 39 (2006), 317-327)、 Stroke Mode方法(Stroke-model-based character extraction from gray-level document images, by Xiangyun Ye， Mohamed Cheriet' Senior Member, Ching Y. Suen IEEE Trans. Image Process)等，局部 閾值方法的優(yōu)勢在于能較準(zhǔn)確地把握目標(biāo)區(qū)域的空間分布特點，對前景與 背景的區(qū)分能力較全局閾值方法有了很大提高。但不足之處在于局部窗口 的大小較難把握，參數(shù)難調(diào)節(jié)，且計算量非常大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種運算速度 快，計算量小，具有較強的抗背景干擾能力，穩(wěn)定性好的磁碼字符區(qū)域的
二值化方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述磁碼字符區(qū)域的二值化方法的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn) 一種磁碼字符區(qū)域的二值化方 法，包括下述步驟
(1) 輸入磁碼字符區(qū)域(2) 對所述磁碼字符區(qū)域圖中所有像素的灰度值或色彩值進(jìn)行量化， 然后作直方圖統(tǒng)計；
(3) 基于直方圖統(tǒng)計信息尋找目標(biāo)像素的種子點；
(4) 基于種子點自身的灰度或色彩信息，在種子點空間鄰域內(nèi)尋找 目標(biāo)像素，并將新發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)像素也視為種子點像素；
(5) 將找到的所有種子點像素視為前景像素，非種子點像素視為背 景像素，完成二值化。
步驟(1)中，所述磁碼字符區(qū)域圖可為灰度磁碼字符區(qū)域圖或彩色 磁碼字符區(qū)域圖。
步驟(2)具體可為對灰度磁碼字符區(qū)域圖中所有像素的灰度值進(jìn) 行量化，并計算灰度分布數(shù)組；或?qū)Σ噬糯a字符區(qū)域所有像素的RGB (紅、綠、藍(lán))三個通道的色彩值進(jìn)行量化，并計算三通道的色彩聯(lián)合分 布數(shù)組。
步驟(2)中，對于灰度磁碼字符區(qū)域圖的情況，所述灰度值量化的系數(shù)5&值取2的冪次方，如2、 4、 8、 16、 32等；但實驗證明， 一般取8、 16、 32較為理想；所述量化的過程是將輸入像素的灰度值整除量化系數(shù)
5/"，得到量化結(jié)果；量化后的灰度分布區(qū)間為
其中，= 256/5/";
對量化后的區(qū)域所有像素灰度值作直方圖分析，得到灰度分布數(shù)組 W對/],/= 0,1,2... 15 (/2/W[/]，/ = 0，l，2...iV-l );其中/值表示量化后的灰度級別，
to,[/]為對應(yīng)灰度級別上像素的個數(shù)。
步驟(2)中，對于彩色磁碼字符區(qū)域的情況，所述色彩值量化系數(shù)5/w 值取2的冪次方，如2、 4、 8、 16、 32等； 一般取8、 16、 32較為理想； 分別對紅綠藍(lán)(RGB)三個色彩通道進(jìn)行量化，量化后的色彩聯(lián)合分布區(qū) 間為
u
u[O，yV-l]， 色彩聯(lián)合分布數(shù)組為 /n'W[/][乂][/t],其中/J,A: = 0,1,2,…7V-1 。
步驟(3)具體可為對灰度分布數(shù)組或色彩聯(lián)合分布數(shù)組進(jìn)行聚類 分析，在聚類分析結(jié)果中尋找種子點。
步驟(3)中，對灰度分布數(shù)組進(jìn)行聚類分析具體可包括下述步驟 對灰度分布數(shù)組進(jìn)行聚類。令C(/)為第/個灰度級別所隸屬的類別， 那么對每個灰度級別/，考察其鄰近灰度級別卜1與/ + 1，比較to"-l]， 順/]，闊"l]三者的值。若l]最大，貝U C(/) = C(/_1);若/z帥.+ l] 最大，則C(/)H ;若to収最大，則說明灰度級別/是波峰，此時產(chǎn) 生一個新的類別。
步驟(3)中，對色彩聯(lián)合分布數(shù)組進(jìn)行聚類分析具體可包括下述步 驟對色彩聯(lián)合分布數(shù)組to収[/P]進(jìn)行聚類。我們稱(/,/力為一個色彩 級別。令C(/，y^)為第(/，,"個色彩級別所隸屬的類別，那么對每個色彩級 別(/J,Q，考察其鄰域內(nèi)的色彩級別集合
①={(/，w,") I / = / —+ = /-1,_/，_/ + 1;" = + ，
找出色彩級另U (/'，/，/T) 使得對任意(/，,") eO ，有 /j帥'][/]lV]) 2WW[/][附]["];
若(/'，/,)恰巧等于(/,_/,"，則當(dāng)前級別在直方圖上對應(yīng)波峰，此時
產(chǎn)生一個新的類別。否則，令c(/,_M) = c(/W)。
不難看出，對色彩分布數(shù)組的聚類處理是對灰度情況的高維拓展。
步驟(3)中，對于灰度分布數(shù)組的情況，在聚類分析結(jié)果中尋找種 子點具體可包括下述步驟經(jīng)過處理得到的類別中所包含的灰度級別是逐 級上升的；絕大部分情況下，大部分磁碼字符像素均處于第一類所包含的灰度級別中，即灰度級別集合{/}={/^(/) = 1}，少數(shù)情況下，由于噪聲的影 響，在灰度級別"O上會形成一個干擾波峰，此時糾={/|^/)-1}，因此需
要設(shè)定 一 個判別條件，若第 一 個類別包含的灰度級別個數(shù) iVWm({/1 C(/) = 1}) > 1 ，則取灰度級別范圍1 C(i) = 1}中的像素作為磁碼字符的 種子點，否則，種子點的設(shè)定范圍擴(kuò)大到{/|0(^2}。
步驟(3)中，對于色彩聯(lián)合分布數(shù)組的情況，在聚類分析結(jié)果中尋 找種子點具體可包括下述步驟經(jīng)過處理得到的類別中所包含的色彩級別
是逐級上升的；絕大部分情況下，大部分磁碼字符像素均處于第一類所包
含的色彩級別中，即色彩級別集合= {(/,yu)|c(/,y," = i}，少數(shù)情
況下，由于噪聲的影響，在色彩級別(0,0，0)上會形成一個干擾波峰，此時 {(0,0,0)} = {(/，,"|C(,W," = l}，因此需要設(shè)定一個判別條件，若第一個類別
包含的色彩級別個數(shù)iv"附(他M) I c(/,M) = 1}) > i ，則取色彩級別范圍 他乂,"ic(/，,yt)4中的像素作為磁碼字符的種子點，否則，種子點的設(shè)定
范圍擴(kuò)大到I C(/，./，"《2}。
步驟(4)具體可為對磁碼字符區(qū)域圖作二值化，所有的種子點像 素置黑，其它的點置白，得到初始二值圖，在初始二值圖上作基于種子點 的區(qū)域生長，更新，得到生長后的二值圖。
步驟(4)中，更新初始二值圖具體步驟可為在初始二值圖上作基 于種子點的區(qū)域生長對于每個種子點，考察其鄰域內(nèi)的像素點，若該點 為種子點，則不作處理；否則，從初始二值圖上獲取其灰度值或者色彩值
其中附和分別是磁碼字符區(qū)
域種子點像素灰度值或色彩值的均值和方差；則將該點視為種子點，像素 置黑(r為控制系數(shù)值， 一般取值為1.0 1.5之間)。這樣生長下去， 一直 到所有的種子點鄰域中沒有符合種子條件的像素點為止。
所述區(qū)域生長的方式亦可為考察每個種子點像素固定尺寸大小的鄰 域窗口內(nèi)所有像素，若其像素灰度與種子點像素灰度偏差小于某個固定閾 值T，則認(rèn)為該像素也是種子點像素。
上述磁碼字符區(qū)域的二值化方法可應(yīng)用于票據(jù)磁碼識別系統(tǒng)、鈔票金 額識別系統(tǒng)等領(lǐng)域。
本發(fā)明的作用原理是從視覺感官上看，磁碼字符行在其鄰近區(qū)域中 一般是亮度值"最低"的那部分；反映在灰度直方圖上看，磁碼行字符像 素大部分均集中在原點附近第一個波段內(nèi)，分別如圖2和圖3所示?；谝陨咸攸c，本發(fā)明提出了一種基于直方圖聚類來尋找磁碼字符種子點，并 結(jié)合區(qū)域生長分離出磁碼行字符的二值化方法。本發(fā)明方法也同樣適用于
彩色區(qū)域，與灰度區(qū)域不同的是，聚類的空間為三維(RGB)色彩空間， 其它操作與灰度區(qū)域的情況類似。 .
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果
(1) 本發(fā)明基于目標(biāo)(磁碼字符)像素在灰度空間或RGB色彩空間 整體分布特點，即總存在一定數(shù)量的目標(biāo)像素，與背景像素在灰度空間或 RGB色彩空間上具有良好的可分離性，通過直方圖統(tǒng)計的方法先將這些與 背景分離程度較高的目標(biāo)像素提取出來作為種子點，由于剩余的目標(biāo)像素 在空間上與種子點鄰近，因此結(jié)合鄰域分析的方法可完整地提取出剩余的 目標(biāo)像素。在背景干擾程度較大的情況下，上述方法仍然能夠有效地提取 出目標(biāo)像素，具有極佳的抗背景干擾能力。
(2) 本發(fā)明方法具有良好的可操控性，僅需設(shè)定的參數(shù)為控制區(qū)域 增長的條件系數(shù)r (r取值越高，則區(qū)域增長的程度越大，反之則越小)。
(3) 本發(fā)明方法計算量小，處理速度快，可較好地適用于票據(jù)磁碼 識別系統(tǒng)、鈔票金額識別系統(tǒng)等識別精度要求較高的技術(shù)鄰域。


圖1是票據(jù)磁碼光學(xué)字符識別(OCR)系統(tǒng)實現(xiàn)方法的流程圖。
圖2是磁碼字符行區(qū)域示例圖。
圖3是對應(yīng)圖2的區(qū)域灰度直方圖。
圖4是本發(fā)明方法對于灰度磁碼字符區(qū)域圖情況的流程框圖。
圖5是圖4所示方法的效果圖；其中，(A)是原圖；(B)是生長前
的種子點圖；(C)是生長后的種子點圖。
圖6是圖4所示方法與其它方法的效果比較圖；其中(A)是原圖； (B)是Otsu方法的效果圖；(C)是Bemsen方法的效果圖；(D)是Stroke
Mode方法的效果圖；(E)是Gatos方法的效果圖；(F)是本發(fā)明方法的
效果圖。
圖7是本發(fā)明方法對于彩色磁碼字符區(qū)域圖情況的處理效果與其它方 法的效果比較圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實 施方式不限于此。 實施例1
本發(fā)明磁碼字符區(qū)域的灰度二值化方法具體步驟如圖4所示，包括下 述步驟
(1) 對輸入的灰度磁碼字符區(qū)域圖F0 (即圖5 (A)的原圖)所有像 素的灰度值進(jìn)行量化，量化系數(shù)量化系數(shù)歷"值取歷"=16，量化后原灰度
分布區(qū)間
轉(zhuǎn)化為[O， 15〗。
(2) 對量化后的區(qū)域所有像素灰度值作直方圖分析，得到灰度分布 數(shù)組/ 對/]，/ = 0,1,2...15 。其中/值表示量化后的灰度級別，/^[/]為對應(yīng)灰度
級別上像素的個數(shù)。
(3) 對灰度分布數(shù)組進(jìn)行聚類。令C(/)為第/個灰度級別所隸
屬的類別，那么對每個灰度級別/，考察其鄰近灰度級別/-1與/ + 1，比較 河/-1]， /7/,， /z縛+ l]三者的值。若l]最大，貝U C(/) = C(/-1); 若toW + l]最大，則C(/)zC(f + l);若to収最大，則說明灰度級別/是波峰， 此時產(chǎn)生一個新的類別。
(4) 在聚類結(jié)果尋找種子點。顯然經(jīng)過步驟(3)聚類得到的類別中 所包含的灰度級別是逐級上升的。絕大部分情況下，大部分磁碼字符像素 均處于第一類所包含的灰度級別中，即灰度級別集合{/} = {/|C(/) = l}，少 數(shù)情況下，由于噪聲的影響，在灰度級別,、0上會形成一個干擾波峰，此 時糾={/^(/) = 1}，因此需要設(shè)定一個判別條件，若第一個類別包含的灰 度級別個數(shù)麵 })>1，則取灰度級別范圍{/|0(/) = 1}中的像素作 為磁碼字符的種子點，否則，種子點的搜索范圍擴(kuò)大到WC(/)S2)。
(5) 統(tǒng)計所有種子點在FO圖上像素灰度值的均值附和方差cr，然后 對FO圖作二值化，所有的種子點像素置黑，其它的點置白，得到F1圖(如 圖5 (B)所示)。在F1圖上作基于種子點的區(qū)域生長對于每個種子點， 考察其鄰域內(nèi)的像素點，若該點為種子點，不變；否則，從FO圖上獲取 其灰度值/， 若滿足/</w + rxcr 且 />/w-rxo"; 其中^和a分別是所
有種子點在灰度磁碼字符區(qū)域圖上像素值的均值和方差；則將該點視為種 子點，并置黑(r為一系數(shù)值， 一般取值為L0 1.5之間)。這樣生長下去， 一直到所有的種子點鄰域中沒有符合種子條件的像素點為止。(6)輸出中值濾波去噪后的Fl圖作為二值化結(jié)果，如圖5 (C)所示。
將本實施例處理結(jié)果與現(xiàn)有多種方法的處理結(jié)果作比較，如圖6所示， 圖6 (B) — (F)中顯示了對圖6 (A)采用不同二值化方法的算法對比 效果。
(1) 圖6 (B)采用的是Otsu方法，Otsu法是在灰度空間把待處理 圖像整體上簡單看作是兩類對象(目標(biāo)和背景)的分離問題。
(2) 圖6 (C)采用的是Bersen方法，Bersen法通過計算圖像中每個 像素的窗口鄰域內(nèi)的統(tǒng)計量(最大值max與最小值min)，自適應(yīng)決定該 像素位置的閾值T。
(3) 圖6 (D)采用的是基于Stroke Mode的方法，該方法較適合提
取具有筆劃特征的目標(biāo)。 '
(4) 圖6 (E)采用的是基于Gatos的方法，該方法基于某種初始二 值化方法的結(jié)果(一般用Niblack法)估計背景平面，進(jìn)而自適應(yīng)確定閾 值平面。
(5) 圖6 (F)采用的是本發(fā)明給出的基于種子點提取的方法。不難看 出，雖然圖6 (A)的背景圖案相當(dāng)復(fù)雜，但待提取的目標(biāo)對象(磁碼字 符)，大部分像素在原圖中屬于"偏暗"的部分，通過將這些"偏暗"的 目標(biāo)像素提取出來作為種子點，然后結(jié)合鄰域分析"補充"上剩余的目標(biāo) 像素，即可提取出"完整"、"干凈"的目標(biāo)對象。
上述磁碼字符區(qū)域的二值化方法可較好地適用于票據(jù)磁碼識別系統(tǒng)、 鈔票金額識別系統(tǒng)等識別精度要求較高的技術(shù)鄰域。
實施例2
本發(fā)明磁碼字符區(qū)域的色彩二值化方法具體包括下述步驟 (O輸入彩色磁碼字符區(qū)域圖，對彩色磁碼字符區(qū)域圖所有像素的 RGB三個通道的色彩值進(jìn)行量化，量化系數(shù)所"值(歷"=8或說>7 = 16)，量 化后的色彩聯(lián)合分布區(qū)間為
u
u
，其中TV = 256 /歷"。 色彩聯(lián)合分布數(shù)組為to/[/]L/]W，其中U^ = 0,1,2,…W-l 。
(2)對色彩聯(lián)合分布數(shù)組進(jìn)行聚類分析具體可包括下述步驟對色 彩聯(lián)合分布數(shù)組to収U'P]進(jìn)行聚類。我們稱(W，"為一個色彩級別。令
11c(/,y,Q為第a/,yt)個色彩級別所隸屬的類別，那么對每個色彩級別a/,"，
考察其鄰域內(nèi)的色彩級別集合
d) = {(/，《 ,") I / = + = / —1,7，y + l;" = + ，
找出色彩級別 (/',/,*') 使得對任意(/，w,")eO ，有 /2帥'* ][/，*]) 2 ]["〗；
若(/',/，;0恰巧等于(/，y'A)，則當(dāng)前級別在直方圖上對應(yīng)波峰，此時
產(chǎn)生一個新的類別。否則，令c(/,_/," = c(r,/,);
(3) 在聚類結(jié)果尋找種子點。顯然經(jīng)過處理得到的類別中所包含的 色彩級別是逐級上升的；絕大部分情況下，大部分磁碼字符像素均處于第 一類所包含的色彩級別中，即色彩級別集合{(/，M)} = /，M)|C(/,M) = i}， 少數(shù)情況下，由于噪聲的影響，在色彩級別(o,o，o)上會形成一個干擾波峰，
此時{(0，0,0)} = {(/,#)|^/,#) = 1}，因此需要設(shè)定一個判別條件，若第一個 類別包含的色彩級別個數(shù)^謂(他,"|^/,,*) = 1})>1 ，則取色彩級別范圍
K/，/,A)lc(/，,/t)")中的像素作為磁碼字符的種子點，否則，種子點的設(shè)定
范圍擴(kuò)大到I C(/，,A:) S 2}。
(4) 對磁碼字符區(qū)域圖作二值化，所有的種子點像素置黑，其它的 點置白，得到初始二值圖，在初始二值圖上作基于種子點的區(qū)域生長，更 新，得到生長后的二值圖；更新初始二值圖具體步驟為在初始二值圖上 作基于種子點的區(qū)域生長對于每個種子點，考察其鄰域內(nèi)的像素點，若 該點為種子點，則不作處理;否則，從初始二值圖上獲取其色彩值/，若
其中m和分別是磁碼字符區(qū)域種子點
像素色彩值的均值和方差；則將該點視為種子點，像素置黑(/"為控制系 數(shù)值， 一般取值為1.0~1.5之間)。這樣生長下去， 一直到所有的種子點鄰 域中沒有符合種子條件的像素點為止。
(5) 輸出中值濾波去噪后的二值化圖作為二值化結(jié)果，如圖7 (F)所示。
將本實施例處理結(jié)果與現(xiàn)有多種方法的處理結(jié)果作比較，如圖7所示， 比較結(jié)果與實施例1相類似。
上述磁碼字符區(qū)域的二值化方法可較好地適用于票據(jù)磁碼識別系統(tǒng)、 鈔票金額識別系統(tǒng)等識別精度要求較高的技術(shù)鄰域。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上 述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改 變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明
的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種磁碼字符區(qū)域的二值化方法，其特征在于包括下述步驟(1)輸入磁碼字符區(qū)域圖；(2)對所述磁碼字符區(qū)域圖中所有像素的灰度值或色彩值進(jìn)行量化，然后作直方圖統(tǒng)計；(3)基于直方圖統(tǒng)計信息尋找目標(biāo)像素的種子點；(4)基于種子點自身的灰度或色彩信息，在種子點空間鄰域內(nèi)尋找目標(biāo)像素，并將新發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)像素也視為種子點像素；(5)將找到的所有種子點像素視為前景像素，非種子點像素視為背景像素，完成二值化。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁碼字符區(qū)域的二值化方法，其特征在于: 步驟(1)中，所述磁碼字符區(qū)域圖為灰度磁碼字符區(qū)域圖或彩色磁碼字 符區(qū)域圖。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁碼字符區(qū)域的二值化方法，其特征在于 步驟(2)具體為對灰度磁碼字符區(qū)域圖中所有像素的灰度值進(jìn)行量化， 并計算灰度分布數(shù)組；或?qū)Σ噬糯a字符區(qū)域所有像素的RGB三個通道 的色彩值進(jìn)行量化，并計算三通道的色彩聯(lián)合分布數(shù)組。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁碼字符區(qū)域的二值化方法，其特征在于 步驟(2)中，對于灰度磁碼字符區(qū)域圖的情況，所述灰度值量化的系數(shù)歷w 值取2的冪次方；所述量化的過程是將輸入像素的灰度值整除量化系數(shù) S/"，得到量化結(jié)果；量化后的灰度分布區(qū)間為[O,iV-1]其中，iV = 256/5/";對量化后的區(qū)域所有像素灰度值作直方圖分析，得到灰度分布數(shù)組 to肌/ = 0，1，2…15 ( to肌/ = 0，1，2.』-1 );其中/值表示量化后的灰度級另U，to^l為對應(yīng)灰度級別上像素的個數(shù)；對于彩色磁碼字符區(qū)域的情況，所述 色彩值量化系數(shù)5/"值取2的冪次方;分別對RGB三個色彩通道進(jìn)行量化， 量化后的色彩聯(lián)合分布區(qū)間為
u
u [O.,iV -1]，色彩聯(lián)合分布數(shù) 組為[刀[A:]，其中/, j', A: = 0,1,2,... iV -1 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁碼字符區(qū)域的二值化方法，其特征在于: 步驟(3)具體為對灰度分布數(shù)組或色彩聯(lián)合分布數(shù)組進(jìn)行聚類分析， 在聚類分析結(jié)果中尋找種子點。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁碼字符區(qū)域的二值化方法，其特征在于:步驟(3)中，對灰度分布數(shù)組進(jìn)行聚類分析具體包括下述步驟對灰度 分布數(shù)組/2W[/]進(jìn)行聚類；令C(0為第/個灰度級別所隸屬的類別，那么對每個灰度級別/，考察其鄰近灰度級別/-1與/ + 1，比較to屮-i]， to,[/]，W對,+ l]三者的值；若&對/-1]最大，貝lj C(/) = C(/-1);若/ '對/ + 1〗最大， 則C(/^C("1);若/^[/]最大，則說明灰度級別z'是波峰，此時產(chǎn)生一個 新的類別；對色彩聯(lián)合分布數(shù)組進(jìn)行聚類分析具體包括下述步驟對色彩 聯(lián)合分布數(shù)組fe'沖][7'P]進(jìn)行聚類；為一個色彩級別；令C(/,力Q為 第(/，,"個色彩級別所隸屬的類別，那么對每個色彩級別考察其鄰 域內(nèi)的色彩級別集合<formula>formula see original document page 3</formula>若(/',/,F)恰巧等于(/J，"，則當(dāng)前級別在直方圖上對應(yīng)波峰，此時 產(chǎn)生一個新的類別；否則，令C(/，#) = C(/*,/,)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁碼字符區(qū)域的二值化方法，其特征在于 步驟(3)中，對于灰度分布數(shù)組的情況，在聚類分析結(jié)果中尋找種子點 具體包括下述步驟經(jīng)過處理得到的類別中所包含的灰度級別是逐級上升 的；絕大部分情況下，大部分磁碼字符像素均處于第一類所包含的灰度級 別中，即灰度級別集合{/} = {/^(0 = 1}，少數(shù)情況下，由于噪聲的影響，在 灰度級別/ = 0上會形成一個干擾波峰，此時糾={/^(/) = 1}，設(shè)定一個判別 條件，若第一個類別包含的灰度級別個數(shù)^"附({/^(/) = 1})>1，則取灰度級 別范圍WC(0"》中的像素作為磁碼字符的種子點，否則，種子點的設(shè)定范 圍擴(kuò)大到(/IC(/)^2》；對于色彩聯(lián)合分布數(shù)組的情況，在聚類分析結(jié)果中尋找種子點具體包括下述步驟經(jīng)過處理得到的類別中所包含的色彩級別 是逐級上升的；絕大部分情況下，大部分磁碼字符像素均處于第一類所包 含的色彩級別中，即色彩級別集合{aM)}={(/，M)|C(/,M) = l}，少數(shù)情 況下，由于噪聲的影響，在色彩級別(0,0,0)上會形成一個干擾波峰，此時 {(0,0，0)} = {(zW,"|C(/,," = l}，設(shè)定一個判別條件，若第一個類別包含的色 彩級另U個數(shù)M^({(/J,"|C(/,y'," = l})>l ，貝U取色彩級另U范圍 {(/，,&)|(^(/,_/," = 1}中的像素作為磁碼字符的種子點，否則，種子點的設(shè)定 范圍擴(kuò)大到I C(/,M) S 2}。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁碼字符區(qū)域的二值化方法，其特征在于步驟(4)具體為對磁碼字符區(qū)域圖作二值化，所有的種子點像素置黑， 其它的點置白，得到初始二值圖，在初始二值圖上作基于種子點的區(qū)域生 長，更新，得到生長后的二值圖。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁碼字符區(qū)域的二值化方法，其特征在于: 步驟(4)中，更新初始二值圖具體步驟為:在初始二值圖上作基于種子 點的區(qū)域生長對于每個種子點，考察其鄰域內(nèi)的像素點，若該點為種子 點，則不作處理；否則，從初始二值圖上獲取其灰度值或者色彩值/，若 滿足 /〈附+ 7-xct 且/〉附一rxcr; 其中m和7分別是磁碼字符區(qū)域種子點像素灰度值或色彩值的均值和方差；則將該點視為種子點，像素置黑； r為控制系數(shù)值；這樣生長下去， 一直到所有的種子點鄰域中沒有符合種 子條件的像素點為止；所述區(qū)域生長的方式為考察每個種子點像素固定 尺寸大小的鄰域窗口內(nèi)所有像素，若其像素灰度與種子點像素灰度偏差小 于某個固定閾值T，則認(rèn)為該像素也是種子點像素。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1 9任一項所述磁碼字符區(qū)域的二值化方法的應(yīng) 用，其特征在于用于票據(jù)磁碼識別系統(tǒng)、鈔票金額識別系統(tǒng)對票據(jù)或鈔票進(jìn)行識別。
全文摘要
本發(fā)明公開一種磁碼字符區(qū)域的二值化方法，包括下述步驟(1)輸入磁碼字符區(qū)域圖；(2)對所述磁碼字符區(qū)域圖中所有像素的灰度值或色彩值進(jìn)行量化，然后作直方圖統(tǒng)計；(3)基于直方圖統(tǒng)計信息尋找目標(biāo)像素的種子點；(4)基于種子點自身的灰度或色彩信息，在種子點空間鄰域內(nèi)尋找目標(biāo)像素，并將新發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)像素也視為種子點像素；(5)將找到的所有種子點像素視為前景像素，非種子點像素視為背景像素，完成二值化。本發(fā)明具有極佳的抗背景干擾能力，穩(wěn)定性好，手動設(shè)定的參數(shù)少，方便控制，速度快，計算量小等優(yōu)點，可較好地應(yīng)用于票據(jù)磁碼識別系統(tǒng)、鈔票金額識別系統(tǒng)。
文檔編號G06K9/38GK101447027SQ20081022038
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者郭曉威, 陳友斌 申請人:東莞市微模式軟件有限公司