驗鈔裝置及驗鈔方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紙幣檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種驗鈔裝置及驗鈔方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有紙幣檢驗?zāi)K中，常采用接觸式傳感器(CIS)對紙幣進(jìn)行掃描，接觸式傳感器通常是采用行掃描或者列掃描的方式采集圖像，接觸式傳感器由于其本身常存在像素不一致的問題，掃描出來的圖像會出現(xiàn)橫紋或者縱紋。一般接觸式傳感器掃描出來的紙幣UV圖像上有明顯的豎直縱紋，由于紙幣在進(jìn)入紙幣檢驗?zāi)K時存在傾斜角度，因此該豎直縱紋并不完全平行于紙幣的短邊，而是與短邊呈一定的角度。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)是對紙幣UV圖像二值化處理后對連通域進(jìn)行結(jié)構(gòu)識別來判斷是否拼接紙幣。然而，拼接紙幣與普通紙幣對應(yīng)的識別結(jié)構(gòu)差異很細(xì)微，也即接觸式傳感器本身缺陷產(chǎn)生的豎直縱紋嚴(yán)重影響了對紙幣是否有拼接裂紋的判斷，難以區(qū)分出拼接紙幣和普通紙幣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種驗鈔裝置及驗鈔方法，大大提高了拼接紙幣的識別率。
[0005]本發(fā)明實施例的驗鈔方法包括:圖像獲取步驟:獲取紙幣掃描圖像；
傾斜度校正步驟:獲取對應(yīng)紙幣的傾斜角度，并根據(jù)所述傾斜角度對所述紙幣掃描圖像進(jìn)行傾斜度校正；
二值化步驟:對傾斜度校正后的紙幣掃描圖像進(jìn)行二值化處理，生成二值圖；
斜率獲取步驟:查找二值圖中的每個連通域并對每個連通域中的目標(biāo)像素進(jìn)行回歸分析，得出每個連通域的所對應(yīng)的回歸線y=ax+b的斜率a并計算出對應(yīng)回歸線傾斜的角度；及
識別步驟:比較紙幣的傾斜角度與回歸線傾斜的角度，如果角度差大于角度閾值，則認(rèn)為該連通域?qū)?yīng)的是拼接紙幣的裂紋，當(dāng)前紙幣為拼接紙幣，否則是豎直縱紋，當(dāng)前紙幣為普通紙幣。
[0006]進(jìn)一步地，所述二值化步驟包括:
第一二值化子步驟:對傾斜度校正后的紙幣掃描圖像進(jìn)行二值化預(yù)處理，以生成第一二值圖；及
第二二值化子步驟:對所述第一二值圖采用閥值或模板屏蔽冠字號、光變油墨、單點噪聲以及邊緣陰影處理，生成第二二值圖。
[0007]進(jìn)一步地，斜率獲取步驟中采用兩遍掃描法和/或種子填充法查找所述二值圖中的每個連通域。
[0008]進(jìn)一步地，斜率獲取步驟中采用最小二乘法的線性回歸對每個連通域中的目標(biāo)像素進(jìn)行回歸分析。
[0009]進(jìn)一步地，所述角度閾值為大于等于0.1至小于等于0.5之間的一數(shù)值。
[0010]進(jìn)一步地，傾斜度校正步驟中獲取紙幣的傾斜角度具體包括:
像素均值處理子步驟:任意選擇當(dāng)前圖像中的N行作為采樣行，分別獲取被選取行中每行的每M個相鄰像素點的像素均值，將所有平均值保存于第一均值數(shù)組中；任意選擇當(dāng)前圖像中的N列作為采樣列，分別獲取被選取行中每列的每M個相鄰像素點的像素均值，將所有平均值保存于第二均值數(shù)組中；
第一圖像背景確定子步驟:按照從左到右的順序，對第一均值數(shù)組的所有平均值進(jìn)行掃描；尋找平均值小于閾值D的像素點位置，將這些像素點確定為有效的第一圖像背景；左右邊界確定子步驟:分別獲取N個采樣行的最左端的采樣點，將這N個采樣點進(jìn)行最小二乘法擬合，獲取其最接近的直線，該直線作為當(dāng)前圖像的左邊界；分別獲取N個采樣列的最右端的采樣點，將這N個采樣點進(jìn)行最小二乘法擬合，獲取其最接近的直線，該直線作為當(dāng)前圖像的右邊界；
第二圖像背景確定子步驟:按照從上到下的順序，對第二均值數(shù)組的所有平均值進(jìn)行掃描；尋找平均值小于閾值D的像素點位置，將這些像素點確定為有效的第二圖像背景；上下邊界確定子步驟:分別獲取N個采樣列的最上端的采樣點，將這N個采樣點進(jìn)行最小二乘法擬合，獲取其最接近的直線，該直線作為當(dāng)前圖像的上邊界；分別獲取N個采樣列的最下端的采樣點，將這N個采樣點進(jìn)行最小二乘法擬合，獲取其最接近的直線，該直線作為當(dāng)前圖像的下邊界；
頂點位置確定子步驟:根據(jù)獲取左邊界直線、右邊界直線、上邊界直線和下邊界直線形成的四個交點，這四個交點作為紙幣圖像的頂點位置；
縮放校正子步驟:以四個頂點位置作為已知量，將縱向坐標(biāo)縮放系數(shù)作為未知數(shù)，求解使四個頂點向量積為O的系數(shù)值，利用該系數(shù)值對頂點位置進(jìn)行縮放校正；及傾斜角度獲取子模塊:根據(jù)縱向縮放校正的結(jié)果，獲取圖像的傾斜角度。
[0011]本發(fā)明實施例還同時提供了一種驗鈔裝置，所述驗鈔裝置包括:
采用接觸式傳感器對紙幣進(jìn)行掃描以獲取紙幣掃描圖像的圖像獲取模塊；
獲取對應(yīng)紙幣的傾斜角度，并根據(jù)所述傾斜角度對所述紙幣掃描圖像進(jìn)行傾斜度校正的傾斜度校正模塊；
對傾斜度校正后的紙幣掃描圖像進(jìn)行二值化處理，生成二值圖的二值化模塊；
查找二值圖中的每個連通域并對每個連通域中的目標(biāo)像素進(jìn)行回歸分析，得出每個連通域的所對應(yīng)的回歸線y=aX+b的斜率a并計算出對應(yīng)回歸線傾斜的角度的斜率獲取模塊；及
比較紙幣的傾斜角度與回歸線傾斜的角度，如果角度差大于角度閾值，則認(rèn)為該連通域?qū)?yīng)的是拼接紙幣的裂紋，當(dāng)前紙幣為拼接紙幣，否則是豎直縱紋，當(dāng)前紙幣為普通紙幣的識別模塊。
[0012]進(jìn)一步地，所述二值化模塊包括:
第一二值化子模塊:對傾斜度校正后的紙幣掃描圖像進(jìn)行二值化預(yù)處理，以生成第一二值圖；及
第二二值化子模塊:對所述第一二值圖采用閥值或模板屏蔽冠字號、光變油墨、單點噪聲以及邊緣陰影處理，生成第二二值圖。
[0013]本發(fā)明實施例通過比較紙幣的傾斜角度與回歸線傾斜的角度，并設(shè)定角度差值的閾值作為判斷當(dāng)前紙幣是否為拼接紙幣的基礎(chǔ)，當(dāng)差值大于閾值時，說明回歸線為拼接裂痕，即可判斷出當(dāng)前紙幣為拼接紙幣，大大提高了拼接紙幣的識別率。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實施例的接觸式傳感器掃描紙幣產(chǎn)生UV圖像的示意圖；
圖2是對圖1所示的UV圖像經(jīng)過傾斜度校正后的UV圖像示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例的連通域的示意圖；
圖4是本發(fā)明實施例的驗鈔方法流程圖；
圖5是本發(fā)明實施例的傾斜度校正步驟的流程示意圖；
圖6是本發(fā)明實施例的驗鈔裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。為了便于理解和描述本申請的實施方式，先對以下技術(shù)術(shù)語進(jìn)行說明。
[0016]連通區(qū)域即連通域(Connected Component) —般是指圖像中具有相同像素值且位置相鄰的前景像素點組成的圖像區(qū)域(Reg1n，Blob)。
[0017]連通區(qū)域分析(ConnectedComponent Analysis, Connected ComponentLabeling)是指將圖像中的各個連通域找出并標(biāo)記。
[0018]角度的比較是指計算角度的差值。
[0019]如圖1所示的接觸式傳感器掃描紙幣產(chǎn)生UV圖像的示意圖，箭頭為進(jìn)鈔方向，P為接觸式傳感器掃描紙幣產(chǎn)生的豎直縱紋。由于進(jìn)鈔時，紙幣本身與進(jìn)鈔方向不平行而導(dǎo)致紙幣UV圖像上豎直縱紋與紙幣短邊L之間存在肉眼不易察覺的微小角度；而拼接紙幣由于其拼接部位、角度的不確定性(例如拼接縫隙呈S型)，拼接裂紋和紙幣短邊L之間的夾角(圖未示出)與豎直縱紋P和紙幣短邊L之間的夾角B的存在不一致性，拼接裂紋與紙幣短邊L之間的夾角通常比豎直縱紋P與紙幣短邊L之間的夾角B大，本發(fā)明則利用這一發(fā)現(xiàn)來實現(xiàn)拼接紙幣的鑒別。
[0020]具體的，在紙幣鑒別時，首先對紙幣的UV圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)提取，該旋轉(zhuǎn)的角度與豎直縱紋P與紙幣短邊L之間的夾角B —致即將紙幣的UV圖像擺正，如圖2所示；再對紙幣UV圖像進(jìn)行二值化，采用閥值或模板屏蔽冠字號、光變油墨、單點噪聲以及邊緣陰影處理，生成二值圖；再查找二值圖中的每個連通域C，如圖3所示，對每個連通域C的目標(biāo)像素進(jìn)行回歸統(tǒng)計，得出每個連通域C的所對應(yīng)的回歸線y=ax+b的斜率a，并根據(jù)該斜率a得到該回歸線與紙幣短邊L之間的夾角即回歸線傾斜的角度。最后對比該豎直縱紋P與紙幣短邊L之間的夾角B與回歸線傾斜的角度，如果角度差大于閾值，則認(rèn)為該連通域C對應(yīng)的是拼接紙幣的裂紋即當(dāng)前紙幣為拼接紙幣，否則是豎直縱紋P即當(dāng)前紙幣為普通紙幣。
[0021]下面結(jié)合具體實施例對進(jìn)行詳細(xì)描述，請參閱圖4，本發(fā)明實施例的驗鈔方法包括以下幾個步驟。
[0022]圖像獲取步驟S1:獲取接觸式傳感器發(fā)來的紙幣掃描圖像。
[0023]傾斜度校正步驟S2:獲取對應(yīng)紙幣的傾斜角度，即豎直縱紋P與紙幣短邊L之間的夾角B，并根據(jù)所述傾斜角度對紙幣掃描圖像(UV圖像)進(jìn)行傾斜度校正。
[0024]請參閱圖5，傾斜度校正步驟中獲取傾斜角度具體包括以下所述的幾個子步驟。
[0025]像素均值處理子步驟S21:選擇當(dāng)前UV圖像中的N行作為采樣行，分別獲取被選取行中每行的每M個相鄰像素點的像素均值，將所有平均值保存于第一均值數(shù)組中；在圖中任意選擇當(dāng)前UV圖像中的N列作為采樣列，分別獲取被選取行中每列的每M個相鄰像素點的像素均值，將所有平均值保存于第二均值數(shù)組中；這里N、M的值為大于零小于等于對應(yīng)極限值的整數(shù)。
[0026]第一圖像背景確定子步驟S22:按照從左到右的順序，對第一均值數(shù)組的所有平均值進(jìn)行掃描；尋找平均值小于閾值D的像素點位置，將這些像素點確定為有效的第一圖像背景。
[0027]左右邊界確定子步驟S23:分別獲取N個采樣行的最左端的采樣點，將這N個采樣點進(jìn)行最小二乘法擬合，獲取其最接近的直線，該直線作為當(dāng)前圖像的左邊界。分別獲取N個采樣列的最右端的采樣點，將這N個采樣點進(jìn)行最小二乘法擬合，獲取其最接近的直線，該直線作為當(dāng)前圖像的右邊界。
[0028]第二圖像背景確定子步驟S24:按照從上