一種紙幣拼接信號的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種紙幣拼接信號的檢測方法，包括以下幾個步驟：定位紙幣的檢測區(qū)域，獲取檢測區(qū)域的圖像像素；求取檢測區(qū)域內(nèi)的掃面線；求取檢測區(qū)域的像素的灰度分布圖；求取并分析所有掃面線的特征，找出黑色信號和白色信號最明顯的線并標記；預(yù)設(shè)真鈔的經(jīng)驗差值閾值，和檢測結(jié)果對比，得出結(jié)論。本發(fā)明通過圓周掃面能夠準確地定位到白色異常線與黑色異常線，通過白色異常線與黑色異常線的特征差異來度量是否是拼接信號。不需要進行二值化與hough變換，使得時間復(fù)雜度大大降低。因為二值化和hough檢測需要對圖像的每一個點進行計算，而本方法只需對特性數(shù)量的直線進行計算，所以減低了算法的復(fù)雜度，減少了拼接鈔識別的時間，提高了紙幣識別效率。
【專利說明】一種紙幣拼接信號的檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紙幣檢測方法，特別涉及一種紙幣拼接信號的檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在市面上流通中的紙幣存在著大量的拼接鈔，所謂拼接鈔就是真鈔拼接真鈔，假鈔拼接真鈔，以及假鈔拼接假鈔。拼接鈔是驗鈔識別的難點，尤其是對于真鈔拼接真鈔的拼接鈔更是如此?，F(xiàn)有技術(shù)中，對紙幣的檢測方法是通過對紙幣的掃描圖像的所有像素點進行二值化，之后進行hough變換(hough檢測是為了檢測拼接處的直線，是處理圖像通用的方法)，在hough空間檢測異常的線性信號。但是該算法時間復(fù)雜度極高，而且二值化的噪聲點對hough空間的參數(shù)會產(chǎn)生影響，特別是hough變換兩空間的點不是一一對應(yīng)的關(guān)系，增加了算法的復(fù)雜度，因為需要把hough變換后的數(shù)據(jù)映射到圖像數(shù)據(jù)中，這樣會比較耗時。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種紙幣拼接信號的檢測方法，該方法能夠準確檢測出拼接信號，且不需要進行二值化與hough變換，使得紙幣拼接信號檢測的時間復(fù)雜度大大降低。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種紙幣拼接信號的檢測方法，包括以下步驟:
[0006](I)定位待檢測紙幣的檢測區(qū)域，獲取檢測區(qū)域的圖像像素，在紙幣長度方向的左部、中部與右部上定位若干個均勻分布的直徑一致的圓形檢測區(qū)域，所述圓形檢測區(qū)域的圓周貼近紙幣的邊緣，并將各個圓周等分為60份以上，求取各個等分點的坐標，并將各個等分點之間互相連接起來成為圓周掃面線；
[0007](2)以檢測區(qū)域的灰度值和(灰度的)像素數(shù)量值分別為橫坐標和縱坐標，制作紙幣檢測區(qū)域的灰度分布圖一一直方圖，并在直方圖上確定背景區(qū)域、白色區(qū)域及黑色區(qū)域，并預(yù)設(shè)背景區(qū)域的像素閾值，以及根據(jù)直方圖確定白色區(qū)域和黑色區(qū)域的灰度閾值；
[0008](3)求取并分析檢測區(qū)域內(nèi)圓周掃面線的特征，找出所有掃面線中，黑色信號和白色信號最明顯的線，并進行標記；
[0009](4)度量拼接鈔信號與正常鈔之間的差異，并設(shè)置真鈔的經(jīng)驗差值閾值，進行鈔票的信號檢測，若被測鈔票的黑白兩條標記線像素均值之差值大于所述真鈔的經(jīng)驗差值閾值，則該被測鈔票為拼接鈔。
[0010]優(yōu)選地，在步驟(I)中，若是可以肯定待檢測紙幣在左部、中部或右部不可能為拼接處，則只劃分可能拼接的部位作為檢測區(qū)域。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述圓形檢測區(qū)域為3個且各個圓的圓心在同一直線上，所述圓周等分點為72個，坐標用像素點表示。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟(2)的背景區(qū)域根據(jù)背景灰度來確定，所述背景灰度為檢測區(qū)域內(nèi)像素數(shù)量最多的灰度值，所述背景區(qū)域像素的閾值為背景灰度像素數(shù)量與預(yù)設(shè)比例的乘積。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟(3)的圓周掃面線特征為，掃面線上低于黑色區(qū)域灰度閾值和高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值，所述掃面線的像素均值為該掃面線上像素點的像素之和除以像素點數(shù)量。
[0014]優(yōu)選地，所述黑色信號和白色信號最明顯的線，分別為低于黑色區(qū)域像素閾值的像素點的像素均值最小的掃面線和高于白色區(qū)域像素閾值的像素點的像素均值最大的掃面線。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明通過圓周掃面能夠準確地定位到白色異常線與黑色異常線，通過白色異常線與黑色異常線的特征差異來度量是否是拼接信號。不需要進行二值化與hough變換，使得時間復(fù)雜度大大降低。因為二值化和hough檢測需要對圖像的每一個點進行計算，而本方法只需對特性數(shù)量的直線進行計算，所以減低了算法的復(fù)雜度，減少了拼接鈔識別的時間，提高了紙幣識別效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一個實施例的紙幣檢測流程圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的一個實施例的紙幣檢測區(qū)域劃分圖；
[0019]圖3是本發(fā)明一個實施例的背景區(qū)域、黑色區(qū)域和白色區(qū)域的坐標劃分圖；
[0020]圖4是本發(fā)明一個實施例的掃面線像素均值示意圖。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明進一步說明。
[0022]如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種紙幣拼接信號的檢測方法，包括以下幾個步驟:定位紙幣I的檢測區(qū)域，獲取檢測區(qū)域的圖像像素；求取檢測區(qū)域內(nèi)的掃面線；求取檢測區(qū)域的像素的灰度分布圖，即直方圖；求取并分析所有掃面線的特征，找出所有掃面線中黑色信號和白色信號最明顯的線并標記；預(yù)設(shè)真鈔的經(jīng)驗差值閾值，和檢測結(jié)果對比，得出結(jié)論。
[0023]本實施例的具體檢測過程如下:
[0024]首先在待檢測的紙幣I上定位檢測區(qū)域，根據(jù)實際情況，判斷出需要檢測紙幣的哪一塊，或者是紙幣的左半部，或者是紙幣的中部和右半部，對于只需要檢測紙幣的一部分的情況，則只掃描其這一部分。對于整張紙幣都要檢測的情況，本實施例在紙幣的長度方向上定位3個均勻分布的圓形檢測區(qū)域，圓心2分別在紙幣的左部、中部和右部，且圓心2在同一條直線上。因為紙幣I的邊緣為黑色，可能會在后續(xù)的識別過程中誤檢為拼接處，為了避免紙幣I邊緣的誤檢，圓形檢測區(qū)域的圓周直徑略小于紙幣寬度，各個圓周的邊緣距離紙幣I的邊緣有一預(yù)設(shè)距離。
[0025]如圖1所示，本實施例以人民幣100元的紙幣I作為例子來說明。人民幣100元紙幣I的像素為604X298,604為紙幣I長邊方向的像素個數(shù)，298為紙幣I短邊方向的像素個數(shù)，其圓形的直徑為290，為紙幣I的寬度減去一個偏置8。本實施例中設(shè)左部圓形區(qū)域3的圓心2為(147，149)，中部圓形檢測區(qū)域4的圓心2為(302，149)，右部圓形檢測區(qū)域5的圓心2為(457，149)。設(shè)置好圓心2和半徑后，將各個圓周等為數(shù)十份，并求取等分圓周點的像素坐標。原則上等分點越多，檢測精度越高，本實施例將圓等分為72個點，求得每個圓周上的72個點的像素坐標。根據(jù)所得到的圓周等分點，將各等分點兩兩之間分別連接起來，根據(jù)組合定律計算所有可能的直線，即圓周掃面線。圓周掃面線以圓周上某一點為起點，依次與其他點配合成直線，能窮舉出所有的直線。
[0026]獲取圓周掃面線之后，接下來就是求取檢測區(qū)域的灰度分布圖，即直方圖，根據(jù)直方圖劃分背景區(qū)域、黑色區(qū)域和白色區(qū)域。圖像的灰度就是圖像的明亮程度，最暗黑色為0，最亮白色為225，從O依次增加，每次增加I。具體的做法是，對于灰度在0-225的圖像，計算每一個灰度有多少個像素點，以灰度值為橫坐標，以像素數(shù)量值為縱坐標，建立灰度分布圖即直方圖。把所有灰度的像素數(shù)量對應(yīng)點連接起來作圖，就制作成直方圖。我們規(guī)定背景灰度為像素數(shù)量最多的灰度值，如圖2所示，灰度為170的像素數(shù)量最多(2000個)，灰度170就為背景灰度。背景區(qū)域灰度閾值的確定是根據(jù)背景灰度的像素數(shù)量與一預(yù)設(shè)比例進行設(shè)定，黑色區(qū)域和白色區(qū)域像素閾值的數(shù)量=背景灰度像素數(shù)量X預(yù)設(shè)比例。本實施例中，設(shè)定預(yù)設(shè)比例為0.1，則黑色區(qū)域與白色區(qū)域的像素閾值對應(yīng)的數(shù)量為2000X0.1 =200，再根據(jù)直方圖得到黑色區(qū)域的灰度閾值為10，白色區(qū)域的灰度閾值為225。如圖2所示，白色區(qū)域為灰度大于背景區(qū)域灰度閾值的區(qū)域，黑色區(qū)域為灰度小于背景區(qū)域灰度閾值的區(qū)域。
[0027]劃分好背景區(qū)域、白色區(qū)域和黑色區(qū)域之后，接下來是求取圓周掃面的的特征，即獲取掃面線上低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的個數(shù)以及像素值的和，得到該條掃面線上低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值；以及獲取掃面線上高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的個數(shù)以及像素值的和，得到該條掃面線上高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值。從而得到每條掃面線上低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值和高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值。
[0028]低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值=低于黑色區(qū)域灰度閾值的所有像素點的像素值之和除以低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點數(shù)量。例如某條掃面線上低于黑色區(qū)域灰度閾值的點有10個，這10個點的像素值之和為90，那么該條掃面線上低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值位90 + 10 = 9。高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值=高于白色區(qū)域灰度閾值的所有像素點的像素值之和除以高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點數(shù)量。例如某條掃面線上高于區(qū)域灰度閾值的點有10個，這10個點的像素值之和為2350，那么該條掃面線上低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值位2350 + 10 = 235。
[0029]求取圓周掃面線的特征后，下一步是分析圓周掃面線的特征，目的是找出所有掃面線中，黑色信號和白色信號最明顯的兩條線，并進行標記，以供后續(xù)的分析。根據(jù)上一步驟得到的每條圓周掃面線的低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值和高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值，將這些均值進行排列之后，找出其中低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值最小的線以及高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值最大的線。其中低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值最小的線為黑色信號最明顯的線，高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值最大的線為白色信號最明顯的線。根據(jù)上述步驟找到的白色信號最明顯的線和黑色信號最明顯的線，獲取白色信號最明顯的線的高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值與黑色信號最明顯的線的低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值之差值。為了和真鈔進行比較進而得出結(jié)論，我們事先設(shè)置真鈔經(jīng)驗差值閾值，真鈔經(jīng)驗差值閾值是通過對大量的真鈔按照本發(fā)明的檢測方法得出來的，即真鈔的白色信號最明顯的線的高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值與黑色信號最明顯的線的低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值之差值，它是一個經(jīng)驗值，不同的真鈔紙幣，其經(jīng)驗值也不同。若檢測得到的差值大于設(shè)置的差值閾值，則檢測識別為拼接鈔，反之則不識別為拼接鈔。
[0030]如圖4所示，以有10條掃面圓周線為例，找到10條線中黑色信號最明顯的線和白色信號最明顯的線，其中線7低于黑色區(qū)域像素閾值的像素點的像素均值為3，10條線中最小，其為黑色信號最明顯的線，線5高于白色區(qū)域像素閾值的像素點的像素均值為250，10條線中最大，其為白色信號最明顯的線。在這里，白色信號最明顯的線的高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值與黑色信號最明顯的線的低于黑色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值之差值為:250-7 = 243，而根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置差值閾值為240，243大于240，所以該鈔識別為拼接鈔。
[0031]以上所述只是本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，其并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種紙幣拼接信號的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)定位待檢測紙幣的檢測區(qū)域，獲取檢測區(qū)域的圖像像素，在紙幣長度方向的左部、中部與右部上定位若干個均勻分布的直徑一致的圓形檢測區(qū)域，所述圓形檢測區(qū)域的圓周貼近紙幣的邊緣，并將各個圓周等分為60份以上，求取各個等分點的坐標，并將各個等分點之間互相連接起來成為圓周掃面線； (2)以檢測區(qū)域的灰度值和(灰度的)像素數(shù)量值分別為橫坐標和縱坐標，制作紙幣檢測區(qū)域的灰度分布圖一一直方圖，并在直方圖上確定背景區(qū)域、白色區(qū)域及黑色區(qū)域，并預(yù)設(shè)背景區(qū)域的像素閾值，以及根據(jù)直方圖確定白色區(qū)域和黑色區(qū)域的灰度閾值； (3)求取并分析檢測區(qū)域內(nèi)圓周掃面線的特征，找出所有掃面線中，黑色信號和白色信號最明顯的線，并進行標記； (4)度量拼接鈔信號與正常鈔之間的差異，并設(shè)置真鈔的經(jīng)驗差值閾值，進行鈔票的信號檢測，若被測鈔票的黑白兩條標記線像素均值之差值大于所述真鈔的經(jīng)驗差值閾值，則該被測鈔票為拼接鈔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于，在步驟(I)中，若是可以肯定待檢測紙幣在左部、中部或右部不可能為拼接處，則只劃分可能拼接的部位作為檢測區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述圓形檢測區(qū)域為3個且各個圓的圓心在同一直線上，所述圓周等分點為72個，坐標用像素點表示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟(2)的背景區(qū)域根據(jù)背景灰度來確定，所述背景灰度為檢測區(qū)域內(nèi)像素數(shù)量最多的灰度值，所述背景區(qū)域像素的閾值為背景灰度像素數(shù)量與預(yù)設(shè)比例的乘積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟(3)的圓周掃面線特征為，掃面線上低于黑色區(qū)域灰度閾值和高于白色區(qū)域灰度閾值的像素點的像素均值，所述掃面線的像素均值為該掃面線上像素點的像素之和除以像素點數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測方法，其特征在于，所述黑色信號和白色信號最明顯的線，分別為低于黑色區(qū)域像素閾值的像素點的像素均值最小的掃面線和高于白色區(qū)域像素閾值的像素點的像素均值最大的掃面線。
【文檔編號】G07D7/20GK104504802SQ201410571533
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】越榮中 申請人:深圳怡化電腦股份有限公司, 深圳市怡化時代科技有限公司, 深圳市怡化金融智能研究院