冠字号图像处理方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明实施例涉及图像处理技术，尤其涉及一种冠字号图像处理方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

现有的点钞机、验钞机、atm机等通常具有验钞功能，即识别纸币冠字号，以鉴别纸币真伪。对冠字号进行识别，需要从纸币图像中截取冠字号区域的图像，然后从中提取出冠字号以进行识别。

但是，在截取冠字号图像时，往往会截取到冠字号之外的其他前景点，例如，延伸到冠字号区域的图案，这样在提取前景点时，会受到这些边缘前景点的影响，导致无法准确分离出需要的冠字号，进而影响字符边界的准确定位，导致冠字号识别错误甚至无法识别，为纸币识别或鉴伪带来一定的困难。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种冠字号图像处理方法、装置、设备及存储介质，可以区分出边缘前景点，消除边缘前景点对冠字号分割和识别的影响。

第一方面，本发明实施例提供了一种冠字号图像处理方法，包括：

获取冠字号区域的二值图像；

对所述二值图像的预设区域中各前景像素点进行连通域分析，得到所述预设区域的连通域；

根据连通域的个数及所述预设区域的图像特点，确定所述连通域中的噪声连通域；

将所述噪声连通域中的像素点更改为背景像素点，得到更新后的图像。

进一步地，在获取冠字号区域的二值图像之前，所述方法还包括：根据噪声位置设置所述预设区域，其中所述预设区域至少包括部分字符。

进一步地，根据连通域的个数及所述预设区域的图像特点，确定所述连通域中的噪声连通域，包括：

如果连通域的个数是一个，则确定不存在噪声连通域；

如果连通域的个数是两个及两个以上，则对所述预设区域扩展预设个数的像素，对扩展后的区域进行连通域分析，根据新的连通域分析结果确定噪声连通域。

进一步地，根据新的连通域分析结果确定噪声连通域，包括：

在原连通域的个数是两个的情况下，如果新连通域的个数是一个，则确定不存在噪声连通域；如果新连通域的个数是两个，则根据预设区域的图像特点确定噪声连通域；

在原连通域的个数是三个及三个以上的情况下，根据新连通域判断所述原连通域的交集情况；如果存在交集，则确定原连通域中没有交集的连通域为噪声连通域；如果不存在交集，则根据所述预设区域的图像特点确定噪声连通域。

进一步地，对所述二值图像的预设区域中各前景像素点进行连通域分析，包括：采用八连通域或者四连通域对所述二值图像的预设区域中各前景像素点进行连通域分析。

进一步地，获取冠字号区域的二值图像，包括：从纸币灰度图上截取冠字号区域的灰度图；对所述冠字号区域的灰度图进行二值化，得到所述冠字号区域的二值图像。

第二方面，本发明实施例还提供了一种冠字号图像处理装置，包括：

图像获取模块，用于获取冠字号区域的二值图像；

连通域分析模块，用于对所述二值图像的预设区域中各前景像素点进行连通域分析，得到所述预设区域的连通域；

噪声连通域确定模块，用于根据连通域的个数、所述预设区域的图像特点及预设规则，确定所述连通域中的噪声连通域；

图像更新模块，用于将所述噪声连通域中的像素点更改为背景像素点，得到更新后的图像。

进一步地，所述噪声连通域确定模块包括：

第一连通域确定单元，用于在连通域的个数是一个的情况下，确定不存在噪声连通域；

第二连通域确定单元，用于在连通域的个数是两个及两个以上的情况下，对所述预设区域扩展预设个数的像素，对扩展后的区域进行连通域分析，根据新的连通域分析结果确定噪声连通域。

第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例所提供的冠字号图像处理方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所提供的冠字号图像处理方法。

本发明实施例的冠字号图像处理方法、装置、设备及存储介质，利用连通域分析，结合预设区域本身的图像特点以及该区域中连通域的个数，能够确定边缘噪声位置，并将边缘噪声更改为背景像素，由此消除了边缘噪声对冠字号分割和识别的影响。同时，该方案针对预设区域进行处理，而非直接对整个图像进行处理，时间复杂度低，处理效率高。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的冠字号图像处理方法的流程图；

图2是本发明实施例三提供的冠字号图像处理装置的结构框图；

图3是本发明实施例四提供的设备的结构示意图；

图4是本发明实施例六提供的纸币的部分灰度图示意图；

图5是本发明实施例六提供的冠字号区域的灰度图示意图；

图6是本发明实施例六提供的冠字号区域的二值图像示意图；

图7是本发明实施例六提供的预设区域及连通域示意图；

图8是本发明实施例六提供的更新后的二值图像示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的冠字号图像处理方法的流程图，本实施例可适用于冠字号区域存在边缘前景点(也称为边缘噪声)的情况，边缘前景点是指在冠字号区域中除冠字号之外的处于图像边缘的前景点，边缘前景点一般与冠字号字符没有连接，边缘前景点可能会影响冠字号分割与识别，例如，由于纸币本身特点截取冠字号区域时截取到的其他图案，如图5所示图像中左上角的前景点即为边缘前景点。该方法可以由冠字号图像处理装置来执行，可以是具有计算和处理功能的装置，例如计算机等。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤110，获取冠字号区域的二值图像。

本步骤中，可以从纸币灰度图上截取冠字号区域的灰度图，对冠字号区域的灰度图进行二值化，得到冠字号区域的二值图像。具体的，根据纸币本身的特点可以知道冠字号在纸币灰度图上的大概位置，由此可以从纸币灰度图上截取冠字号区域的灰度图。可以采用现有的二值化算法进行二值化，例如，双峰法、p参数法、otsu法、最大熵阈值法、迭代法(最佳阈值法)等，本发明实施例对二值化过程不进行详述。

步骤120，对二值图像的预设区域中各前景像素点进行连通域分析，得到预设区域的连通域。

本步骤中，预设区域是指二值图像中可能包含边缘噪声的那部分区域，预设区域的位置和大小可以根据纸币实际情况(如边缘噪声位置)进行设置，例如，对于某种币种和/或面值的纸币，其边缘噪声出现的位置一般是固定的且与冠字号字符没有连接，那么就可以设置包含该位置和部分字符的区域作为预设区域进行后续的处理。本发明实施例对预设区域的形状不作限定，一般可为矩形、正方形等。连通域是指图像中具有相同像素值且位置相邻的前景像素点组成的图像区域。连通域分析是指按行或者按列访问图像的所有前景像素点，找出所有连通域并进行标记。具体的，可以采用八连通域或者四连通域对二值图像的预设区域中各前景像素点进行连通域分析。连通域分析过程与现有技术中相同，本发明实施例对此不进行详细说明。

步骤130，根据连通域的个数及预设区域的图像特点，确定连通域中的噪声连通域。

本步骤中，图像特点可以包括：边缘噪声一般处于图像边缘位置、冠字号中每个字符均可以看做是一个连通域、边缘噪声与字符没有连接、预设区域至少包括部分字符。结合预设区域本身的图像特点以及连通域个数，能够确定该预设区域是否包含噪声，如果包含噪声，可以确定哪个连通域是噪声连通域，也就是说，在二值图像中确定边缘噪声的位置。

步骤140，将噪声连通域中的像素点更改为背景像素点，得到更新后的图像。

本步骤中，连通域是针对二值图像中的前景像素，将噪声连通域中的像素点更改为背景像素点，就是将噪声连通域中的前景像素的值更改为背景像素对应的值，例如，二值图像中背景像素值为0，前景像素值为1，将噪声连通域中的像素点的值改为0，实现了将边缘噪声设置为背景，由此得到的图像中不包含边缘噪声。

本实施例的冠字号图像处理方法，利用连通域分析，结合预设区域本身的图像特点以及该区域中连通域的个数，能够确定边缘噪声位置，并将边缘噪声更改为背景像素，由此消除了边缘噪声对冠字号分割和识别的影响。同时，该方法针对预设区域进行处理，而非直接对整个图像进行处理，时间复杂度低，处理效率高。

优选的，在步骤110之前，可以根据噪声位置设置预设区域，其中预设区域至少包括部分字符。对于截取图像时不包含边缘噪声的冠字号区域，预设区域仅包括部分字符；对于截取图像时包含边缘噪声的冠字号区域，预设区域包括边缘噪声和部分字符。

对于同样币种和/或面值的纸币，一般在截取图像时，截取的边缘噪声位置基本一致。具体的，可以通过试验统计容易截取到的边缘噪声位置，然后根据边缘噪声位置提前设置预设区域的位置、大小和形状。也可以根据纸币的币种和/或面值确定对应的边缘噪声位置，在实际应用中，针对不同的币种和/或面值的纸币，可以通过输入装置预先设置好对应的预设区域，存储其对应关系，在纸币检验时，根据币种和/或币值，读取对应的预设区域，进行边缘噪声的确定和消除，然后进行冠字号的分割和识别。或者，在使用过程中，针对当前要检验的币种和/或面值，通过输入装置重新设置一下对应的预设区域，之后再执行采集图像、图像处理及冠字号分割识别的步骤。

上述优选实施方式中，可以自行设置预设区域，增加了方法的灵活性，提高消除边缘噪声的准确度。

以验钞机为例，验钞机会接收很多纸币，接收的纸币中可能有的存在边缘噪声，有的不存在边缘噪声，在处理过程中，对接收的所有纸币均按照预设区域执行本实施例所述的方法，根据预设区域本身的图像特点以及该区域中连通域的个数，能够确定该纸币冠字号区域是否存在边缘噪声，如果存在边缘噪声，则确定边缘噪声的位置，并将边缘噪声更改为背景像素，消除边缘噪声对冠字号分割和识别的影响。

实施例二

本实施例在上述实施例一的基础上，优选的，步骤130可以包括以下步骤：如果连通域的个数是一个，则确定不存在噪声连通域；如果连通域的个数是两个及两个以上，则对预设区域扩展预设个数的像素，对扩展后的区域进行连通域分析，根据新的连通域分析结果确定噪声连通域。

由于预设区域至少包含部分字符，对于没有边缘噪声的冠字号区域，得到的连通域应该是部分字符对应的连通域，因此，如果仅有一个连通域，表示该预设区域没有边缘噪声。如果连通域的个数是两个及两个以上，扩展预设区域，再次进行连通域分析，由于单个字符是连通的，如果新的连通域分析结果表示原连通域存在交集，那么存在交集的这几个连通域可能是字符，而不是边缘噪声，由此可以确定没有任何交集的原连通域是对应于边缘噪声的连通域。其中，预设个数的像素可以根据需要进行设置。本发明对扩展的方向不作限定，以图5为例，如果边缘噪声处于字符3和4之间靠近图像边缘的位置，对预设区域进行扩展时，可以沿着左侧、右侧及下方均进行扩展。

优选的，根据新的连通域分析结果确定噪声连通域可以包括以下情况：

(1)在原连通域的个数是两个的情况下，如果新连通域的个数是一个，则确定不存在噪声连通域；如果新连通域的个数是两个，则根据预设区域的图像特点确定噪声连通域。

例如，如图5所示的边缘噪声，预设区域的位置为左上角，对扩展后的预设区域进行连通域分析，得到两个新连通域，根据边缘噪声处于图像边缘且与字符没有连接、单个字符是一个连通域的特点，标号为1的连通域可以确定为噪声连通域；又如，边缘噪声位于冠字号区域的右下角，预设区域是右下角大小为20×20的区域，如果新连通域的个数是两个，则根据图像特点，标号为2的连通域可以确定为噪声连通域。

(2)在原连通域的个数是三个及三个以上的情况下，根据新连通域判断原连通域的交集情况。如果存在交集，则确定原连通域中没有交集的连通域为噪声连通域。如果不存在交集，则根据预设区域的图像特点确定噪声连通域，例如，继续扩展区域后进行连通域分析判断交集，或者，确定靠近预设区域边缘的连通域为噪声连通域，以图7为例，确定标号1和3的连通域为噪声连通域。

上述根据连通域个数及预设区域的图像特点确定边缘噪声的方法，实现简单。

实施例三

图2是本发明实施例三提供的冠字号图像处理装置的结构框图，本实施例可适用于冠字号区域存在边缘噪声的情况，如图2所示，该装置包括：图像获取模块210、连通域分析模块220、噪声连通域确定模块230和图像更新模块240。

图像获取模块210，用于获取冠字号区域的二值图像；

连通域分析模块220，用于对二值图像的预设区域中各前景像素点进行连通域分析，得到预设区域的连通域；

噪声连通域确定模块230，用于根据连通域的个数、预设区域的图像特点及预设规则，确定连通域中的噪声连通域；

图像更新模块240，用于将噪声连通域中的像素点更改为背景像素点，得到更新后的图像。

本实施例的冠字号图像处理装置，利用连通域分析，结合预设区域本身的图像特点以及该区域中连通域的个数，能够确定边缘噪声位置，并将边缘噪声更改为背景像素，由此消除了边缘噪声对冠字号分割和识别的影响。同时，该装置针对预设区域进行处理，而非直接对整个图像进行处理，时间复杂度低，处理效率高。

优选的，上述装置还可以包括：预设区域设置模块，用于根据噪声位置设置预设区域，其中预设区域至少包括部分字符。

噪声连通域确定模块230可以包括：第一连通域确定单元和第二连通域确定单元，其中，第一连通域确定单元，用于在连通域的个数是一个的情况下，确定不存在噪声连通域；第二连通域确定单元，用于在连通域的个数是两个及两个以上的情况下，对预设区域扩展预设个数的像素，对扩展后的区域进行连通域分析，根据新的连通域分析结果确定噪声连通域。

第二连通域确定单元具体用于：在原连通域的个数是两个的情况下，如果新连通域的个数是两个，则根据预设区域的图像特点确定噪声连通域；如果新连通域的个数是一个，则确定不存在噪声连通域；在原连通域的个数是三个及三个以上的情况下，根据新连通域判断原连通域的交集情况；如果存在交集，则确定原连通域中没有交集的连通域为噪声连通域；如果不存在交集，则根据预设区域的图像特点确定噪声连通域。

优选的，连通域分析模块220具体可以采用八连通域或者四连通域对二值图像的预设区域中各前景像素点进行连通域分析。

图像获取模块210具体用于：从纸币灰度图上截取冠字号区域的灰度图；对冠字号区域的灰度图进行二值化，得到冠字号区域的二值图像。

上述冠字号图像处理装置可执行本发明任意实施例所提供的冠字号图像处理方法，具备执行该方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图3是本发明实施例四提供的设备的结构示意图，如图3所示，该设备包括：处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340。该设备中处理器310的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器310为例；该设备中处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

存储器320作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的冠字号图像处理方法对应的程序指令/模块(例如，冠字号图像处理装置中的图像获取模块210、连通域分析模块220、噪声连通域确定模块230和图像更新模块240)。处理器310通过运行存储在存储器320中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例一和二的冠字号图像处理方法。

存储器320可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器320可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器320可进一步包括相对于处理器310远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置330可用于接收输入的信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，例如，接收用户关于预设区域设置的信息。输出装置340可包括显示屏等显示设备，例如，显示灰度图、二值图像、冠字号识别结果等。上述设备还可以包括图像采集装置，用于采集纸币图像。

实施例五

本发明实施例五提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如实施例一和二所述的冠字号图像处理方法。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述冠字号图像处理装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

实施例六

本实施例以上述实施例一至五为基础，提供了一种具体实例，下面结合附图对冠字号图像处理过程进行说明。

如图4所示，冠字号附近存在其他图案，根据纸币图像及冠字号在纸币上的位置可以从图4中截取冠字号区域的灰度图，如图5所示。对图5所示的冠字号区域的灰度图进行二值化，得到图6所示的二值图像，显然，图像左上角存在边缘噪声，可能会影响冠字号分割。

提前设置的预设区域是从二值图像左上角开始的大小为12×12的正方形区域，如图7所示，采用八连通域对预设区域进行连通域分析，得到三个连通域，标号分别为1、2、3。将预设区域扩展n个像素点，例如，扩展5个像素点得到17×17的区域，对17×17的区域进行连通域分析，得到两个新的连通域，表示标号为2的像素点与标号为3的像素点有交集，即这两个连通域是字符“3”中的两个部分，由此可以确定标号为1的像素点是边缘噪声，将标号为1的像素点标记为背景点。重新标记完的图像如图8所示，消除了边缘前景点。假如新的连通域分析结果仍然没有交集，根据冠字号区域本身的特性，可以将靠近图像边缘的标号为1与3的像素点记为背景点。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。