一种确定图像处理阈值的方法及装置与流程

本发明实施例涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种确定图像处理阈值的方法及装置。

背景技术：

目前，在银行金融交易设备对纸币进行鉴伪检测的过程中，图像传感器被用于采集纸币的图像数据，然而传感器在不同的环境下工作，所采集的图像亮度差异较大。具体的，不管是环境温度的变化还是传感器工作发热导致的温度上升，对纸币的图像数据采集都存在着较大影响。比如，传感器在高温环境下采集的纸币图像数据的整体亮度会比在常温环境下采集的纸币图像数据的整体亮度强，因此，对纸币的图像数据处理时需要考虑传感器的工作环境差异带来的处理方式差异，而如何根据传感器的工作环境差异调整纸币的图像数据的处理方式是亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种确定图像处理阈值的方法及装置，以实现传感器基于工作环境对图像处理阈值的动态调整。

第一方面，本发明实施例提供一种确定图像处理阈值的方法，包括：

采集纸币图像并确定所述纸币图像中纸币的上下边界；

根据所述纸币的上下边界和所述纸币图像的边界确定所述纸币图像的目标背景区域；

根据所述目标背景区域内特定比例范围的图像像素值的平均值与阈值设定规则确定图像处理阈值。

进一步地，上述方法中，所述根据所述纸币的上下边界和所述纸币图像的边界确定所述纸币图像的目标背景区域，包括：

根据所述纸币的上边界、所述纸币图像的上边界确定所述纸币图像的第一背景区域；

根据所述纸币图像的第一背景区域和第一阈值确定目标背景区域的第一起始位置；

根据所述纸币图像的第一背景区域和第二阈值确定目标背景区域的第一结束位置；

根据所述第一起始位置和所述第一结束位置确定所述纸币图像的第一目标背景区域。

进一步地，上述方法中，所述根据所述纸币的上下边界和所述纸币图像的边界确定所述纸币图像的目标背景区域，包括：

根据所述纸币的下边界、所述纸币图像的下边界确定所述纸币图像的第二背景区域；

根据所述纸币图像的第二背景区域和第三阈值确定目标背景区域的第二起始位置；

根据所述纸币图像的第二背景区域和第四阈值确定目标背景区域的第二结束位置；

根据所述第二起始位置和所述第二结束位置确定所述纸币图像的第二目标背景区域。

进一步地，上述方法中，所述根据所述目标背景区域内特定取值比例范围的图像像素值的平均值与阈值设定规则确定图像处理阈值，包括：

统计所述目标背景区域内的图像像素值直方图；

选取所述图像像素值直方图中特定比例范围的像素值，并计算其平均值；

基于阈值设定规则，根据所述平均值匹配对应的图像处理阈值。

进一步地，上述方法中，所述特定比例范围为0.7～0.9。

第二方面，本发明实施例还提供一种确定图像处理阈值的装置，包括：

上下边界确定模块，用于采集纸币图像并确定所述纸币图像中纸币的上下边界；

目标区域确定模块，用于根据所述纸币的上下边界和所述纸币图像的边界确定所述纸币图像的目标背景区域；

阈值确定模块，用于根据所述目标背景区域内特定比例范围的图像像素值的平均值与阈值设定规则确定图像处理阈值。

进一步地，上述装置中，所述目标区域确定模块包括：

第一区域确定单元，用于根据所述纸币的上边界、所述纸币图像的上边界确定所述纸币图像的第一背景区域；

第一起始位置确定单元，用于根据所述纸币图像的第一背景区域和第一阈值确定目标背景区域的第一起始位置；

第一结束位置确定单元，用于根据所述纸币图像的第一背景区域和第二阈值确定目标背景区域的第一结束位置；

第一目标区域确定单元，用于根据所述第一起始位置和所述第一结束位置确定所述纸币图像的第一目标背景区域。

进一步地，上述装置中，所述目标区域确定模块包括：

第二区域确定单元，用于根据所述纸币的下边界、所述纸币图像的下边界确定所述纸币图像的第二背景区域；

第二起始位置确定单元，用于根据所述纸币图像的第二背景区域和第三阈值确定目标背景区域的第二起始位置；

第二结束位置确定单元，用于根据所述纸币图像的第二背景区域和第四阈值确定目标背景区域的第二结束位置；

第二目标区域确定单元，用于根据所述第二起始位置和所述第二结束位置确定所述纸币图像的第二目标背景区域。

进一步地，上述装置中，所述阈值确定模块包括：

像素值统计单元，用于统计所述目标背景区域内的图像像素值直方图；

平均值计算单元，用于选取所述图像像素值直方图中特定比例范围的像素值，并计算其平均值；

阈值确定单元，用于基于阈值设定规则，根据所述平均值匹配对应的图像处理阈值。

进一步地，上述装置中，所述特定比例范围为0.7～0.9。

本发明实施例所提供的一种确定图像处理阈值的方法及装置，通过采集背景区域图像并计算该区域特定比例范围内图像的像素值的平均值，与根据阈值设定规则比较，可以实现图像处理阈值的合理调用，能够保证传感器根据不同的工作环境调用图像处理阈值，极大程度地降低所采集图像的亮度差异。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种确定图像处理阈值的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种确定图像处理阈值的方法的结构示意图。

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

请参阅附图1，为本发明实施例一的一种确定图像处理阈值的方法的流程示意图，该方法适用于诸如利用图像像素值及阈值相关的算法对纸币进行处理，而传感器被用于采集纸币图像数据，并需要确定图像处理阈值的场景，该方法由确定图像处理阈值的装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件实现，可集成于图像处理器或金融交易设备内部。该方法具体包括如下步骤：

S110、采集纸币图像并确定所述纸币图像中纸币的上下边界。

需要说明的是，本实施例S110中通过传感器采集的纸币图像确定图像中纸币的上下边界的方法，优选的，可以是通过获取图像的每行中亮度高于预先设置的亮度阈值的点数(示例性的，亮度阈值可以为40)，并每隔预先设置的行间隔获取下一行中亮度高于预先设置的亮度阈值的点数(示例性的，预先设置的行间隔可以是100行)；再根据相邻两行获取的点数确定纸币的上边界和下边界；然后分别根据上下边界对应的相邻两行的信息，缩短预先设置的行间隔，在所述相邻两行中进一步获取上边界的位置和下边界的位置，从而实现有效快速的定位出纸币和背景的边界。

S120、根据所述纸币的上下边界和所述纸币图像的边界确定所述纸币图像的目标背景区域。

需要说明的是，由于传感器在采集纸币图像时，难以避免地存在定位误差，因此在纸币的上下边界和纸币图像的边界限定的背景区域中选取中间的区域部分，可以排除图像边缘处亮度异常的影响及边界计算误差的影响，而中间区域部分的选择可通过根据经验设定的固定分割阈值的方式实现。示例性的，如果采集的纸币图像高100，纸币位于图像中心，即下边界高25，上边界高75，则目标背景区域可以是0～25和75～100之间的中间区域部分，例如可以是5～20和80～95，排除了纸币上下边界以及纸币图像上下边界的异常区域部分。

优选的，所述根据所述纸币的上下边界和所述纸币图像的边界确定所述纸币图像的目标背景区域，第一方面包括：根据所述纸币的上边界、所述纸币图像的上边界确定所述纸币图像的第一背景区域；根据所述纸币图像的第一背景区域和第一阈值确定目标背景区域的第一起始位置；根据所述纸币图像的第一背景区域和第二阈值确定目标背景区域的第一结束位置；根据所述第一起始位置和所述第一结束位置确定所述纸币图像的第一目标背景区域。

第二方面还包括：根据所述纸币的下边界、所述纸币图像的下边界确定所述纸币图像的第二背景区域；根据所述纸币图像的第二背景区域和第三阈值确定目标背景区域的第二起始位置；根据所述纸币图像的第二背景区域和第四阈值确定目标背景区域的第二结束位置；根据所述第二起始位置和所述第二结束位置确定所述纸币图像的第二目标背景区域。

需要说明的是，上述内容中的第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值可以根据实际需要进行设置，示例性的，当采集的纸币图像高100，纸币位于图像中心，即下边界高25，上边界高75时，第一阈值可以为80、第二阈值可以为95，则所述第一目标背景区域为80～95；第三阈值可以为5，第四阈值可以为20，则所述第三目标背景区域为5～20。

基于上述第一方面和第二方面确定的第一目标背景区域和第二目标背景区域，所述纸币图像的目标背景区域可以为所述第一目标背景区域，也可以为所述第二目标背景区域，还可以为所述第一目标背景区域和所述第二目标背景区域的结合，根据实际情况而定。

S130、根据所述目标背景区域内特定比例范围的图像像素值的平均值与阈值设定规则确定图像处理阈值。

具体的，统计所述目标背景区域内的图像像素值直方图；选取所述图像像素值直方图中特定比例范围的像素值，并计算其平均值；基于阈值设定规则，根据所述平均值匹配对应的图像处理阈值。

优选的，所述特定比例范围可以为0.7～0.9。这样确定的依据是仅关注于传感器所处的工作环境变化引起的较亮的部分，并且排除了最亮的异物的影响(比如传感器上的灰尘在图像采集时造成的白线)

更一步具体的，统计所述目标背景区域内的所有图像像素值的个数，示例性的，比如统计图像像素值为50的个数为5，图像像素值为60的个数为6，并以直方图的形式表示出所述目标背景区域内每个图像像素值在整体的占比。示例性的，如果其中图像像素值为50到60的个数刚好落在所述特定比例范围0.7-0.9内，则统计图像像素值为50到60的像素值平均值，在通过阈值设定规则确定最终的图像处理阈值。

需要说明的是，由于传感器在不同的环境下工作，所采集的图像亮度差异较大(比如环境温度的不同，高温下图像会较常温下图像整体变亮)，因此在对纸币的图像处理时需要考虑工作环境差异带来的处理方式差异，比如跟像素值相关的一些算法其阈值便需要调整(诸如新旧清分算法，污损算法，缺损检测算法等，在新旧等级中，相同的等级，高温下其判断区间要高于常温；高温下的新旧清分需要基于高温下的统计值给出，不再采用常温下的值)。

所述阈值设定规则可以通过获取不同工作环境下，传感器对应采集到的纸币图像亮度，再根据工作环境温度、图像亮度和实际调整后的图像处理阈值的对应关系建立阈值设定规则，并存储以实现传感器基于工作环境对图像处理阈值的动态调整。

进一步需要说明的是，本发明实施例中，图像处理阈值的确定环节存在于纸币图像处理的整个流程中，以便实时把控传感器工作环境的温度变化。

综上所述，本发明实施例所提供的技术方案，通过采集背景区域图像并计算该区域特定比例范围内图像的像素值的平均值，与根据阈值设定规则比较，可以实现图像处理阈值的合理调用，能够保证传感器根据不同的工作环境调用图像处理阈值，极大程度地降低所采集图像的亮度差异。

实施例二

请参阅附图2，为本发明实施例二提供的一种确定图像处理阈值的装置的结构示意图，该装置具体包含如下模块：

上下边界确定模块21，用于采集纸币图像并确定所述纸币图像中纸币的上下边界；

目标区域确定模块22，用于根据所述纸币的上下边界和所述纸币图像的边界确定所述纸币图像的目标背景区域；

阈值确定模块23，用于根据所述目标背景区域内特定比例范围的图像像素值的平均值与阈值设定规则确定图像处理阈值。

优选的，所述目标区域确定模块包括：

第一区域确定单元，用于根据所述纸币的上边界、所述纸币图像的上边界确定所述纸币图像的第一背景区域；

第一起始位置确定单元，用于根据所述纸币图像的第一背景区域和第一阈值确定目标背景区域的第一起始位置；

第一结束位置确定单元，用于根据所述纸币图像的第一背景区域和第二阈值确定目标背景区域的第一结束位置；

第一目标区域确定单元，用于根据所述第一起始位置和所述第一结束位置确定所述纸币图像的第一目标背景区域。

优选的，所述目标区域确定模块包括：

第二区域确定单元，用于根据所述纸币的下边界、所述纸币图像的下边界确定所述纸币图像的第二背景区域；

第二起始位置确定单元，用于根据所述纸币图像的第二背景区域和第三阈值确定目标背景区域的第二起始位置；

第二结束位置确定单元，用于根据所述纸币图像的第二背景区域和第四阈值确定目标背景区域的第二结束位置；

第二目标区域确定单元，用于根据所述第二起始位置和所述第二结束位置确定所述纸币图像的第二目标背景区域。

优选的，所述阈值确定模块包括：

像素值统计单元，用于统计所述目标背景区域内的图像像素值直方图；

平均值计算单元，用于选取所述图像像素值直方图中特定比例范围的像素值，并计算其平均值；

阈值确定单元，用于基于阈值设定规则，根据所述平均值匹配对应的图像处理阈值。

优选的，所述特定比例范围为0.7～0.9。

本发明实施例通过采集纸币图像并确定所述纸币图像中纸币的上下边界；根据所述纸币的上下边界和所述纸币图像的边界确定所述纸币图像的目标背景区域；根据所述目标背景区域内特定比例范围的图像像素值的平均值与阈值设定规则确定图像处理阈值。基于上述方法及装置，通过采集背景区域图像并计算该区域特定比例范围内图像的像素值的平均值，与根据阈值设定规则比较，可以实现图像处理阈值的合理调用，能够保证传感器根据不同的工作环境调用图像处理阈值，极大程度地降低所采集图像的亮度差异。

上述装置可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

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。