纸币错位检测方法、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，尤其涉及一种纸币错位检测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

纸币在流通过程中，会出现折痕、断裂等情况，例如，纸币断成两半，用户用透明胶带将纸币粘贴起来，纸币仍然可以继续流通使用，但实际上重新粘贴的纸币需要回收进行统一处理。

目前，针对上述异常纸币，可以依靠人工检测，耗费人力和时间。对于纸币上最常见的竖向折痕(即垂直于纸币长边的折痕)，可以通过阈值分割或边缘提取等方法来获取折痕位置，实现异常纸币的检测。

但是，对于纸币横向折痕、横向裂痕或者横向断裂(横向是指平行于纸币长边的方向)的情况，目前尚未提出有效的检测方案。

技术实现要素：

本发明提供一种纸币错位检测方法、装置、设备及存储介质，能够检测纸币在特征竖线区域是否具有横向折痕、裂痕或断裂的情况。

第一方面，本发明实施例提供了一种纸币错位检测方法，包括：

获取纸币的特征竖线区域的图像；

按照平行于纸币长边的方向将所述图像划分为至少两个图像段；

分别计算每个图像段中每列的前景点个数；

根据图像段中每列的前景点个数确定该图像段的特征竖线位置；

根据相邻图像段的特征竖线位置检测所述纸币是否存在错位。

第二方面，本发明实施例还提供了一种纸币错位检测装置，包括：

图像获取模块，用于获取纸币的特征竖线区域的图像；

图像段划分模块，用于按照平行于纸币长边的方向将所述图像划分为至少两个图像段；

前景点个数计算模块，用于分别计算每个图像段中每列的前景点个数；

特征竖线位置确定模块，用于根据图像段中每列的前景点个数确定该图像段的特征竖线位置；

错位检测模块，用于根据相邻图像段的特征竖线位置检测所述纸币是否存在错位。

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述的纸币错位检测方法。

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述的纸币错位检测方法。

本发明通过检测特征竖线位置是否错位，能够判断纸币在特征竖线区域是否具有横向折痕、裂痕或断裂导致的纸币错位情况；利用每列的前景点个数进行错位检测，方法简单，易于实现，效率高。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的纸币错位检测方法的流程图；

图2是本发明实施例一提供的纸币特征竖线区域的灰度图像示意图；

图3是本发明实施例一提供的图2所示灰度图像的二值图像示意图；

图4是本发明实施例一提供的错位纸币的特征竖线区域的灰度图像示意图；

图5是本发明实施例一提供的图4所示灰度图像的二值图像示意图；

图6是本发明实施例三提供的纸币错位检测装置的结构框图；

图7是本发明实施例四提供的设备的结构示意图。

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。

本发明实施例的检测对象是具有特征竖线的纸币，例如，百元纸币。本发明实施例主要是根据纸币本身特征检测特征竖线是否错位，如果特征竖线存在错位，即纸币存在错位，表示该纸币有较大的横向折痕、横向裂痕或者该纸币是横向断裂后重新粘贴的，应该对该纸币进行回收处理。其检测原理是纸币特征竖线区域存在横向折痕、裂痕或断裂时，其交接处会出现特征竖线的错位。本发明实施例中的横向指的是平行于纸币长边的方向，竖向或纵向指的是垂直于纸币长边的方向，其中平行可以是完全平行或近似平行，垂直可以是完全垂直或近似垂直。本发明实施例中的特征竖线是指纸币的固有特征，是纸币图案中垂直于纸币长边的竖向线条特征。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的纸币错位检测方法的流程图，本实施例可适用于检测纸币是否存在错位的情况，具体用于检测纸币在特征竖线区域是否具有横向折痕、裂痕或断裂。该方法可以由纸币错位检测装置来执行，例如，具有计算和处理功能的设备。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤110，获取纸币的特征竖线区域的图像。

其中，特征竖线是指纸币的固有特征，是纸币图案中垂直于纸币长边的竖向线条特征。特征竖线区域是指纸币上包括特征竖线的那部分区域。本步骤所获取的图像可以是二值图像，具体的二值化方法可以使用现有方法，例如，百分比阈值法、otsu方法等，本发明对二值化过程不进行详细说明。

步骤120，按照平行于纸币长边的方向将上述图像划分为至少两个图像段。

其中，特征竖线区域的图像按照与纸币图像相同的方位摆放，这样按照平行于纸币长边的方向划分图像段，就对特征竖线进行横向分割。

步骤130，分别计算每个图像段中每列的前景点个数。

其中，前景点为二值图像中的白色像素点。

步骤140，根据图像段中每列的前景点个数确定该图像段的特征竖线位置。

其中，特征竖线位置是指特征竖线中的某一列，例如，可以是特征竖线的边界所在的列。针对纸币，其特征竖线周围的像素也存在固有的像素分布特点。根据特征竖线周围的像素分布特点，可以确定纸币的特征竖线位置。

步骤150，根据相邻图像段的特征竖线位置检测纸币是否存在错位。

其中，对于不存在横向折痕、裂痕或断裂的纸币，其特征竖线是不存在错位的，因此，通过检测特征竖线的错位，可以判断纸币是否错位，即纸币是否存在横向折痕、裂痕或断裂。

本实施例的技术方案，通过检测特征竖线位置是否错位，能够判断纸币在特征竖线区域是否具有横向折痕、裂痕或断裂导致的纸币错位情况；利用每列的前景点个数进行错位检测，方法简单，易于实现，效率高。

参见图2，为纸币特征竖线区域的灰度图像，图3为图2所示灰度图像的二值图像，其中，图2中的3块黑色竖线区域均可以看做特征竖线，具体的特征竖线位置可以是黑色竖线区域中的某一列，图2中的黑色竖线区域对应于图3中的3块白色竖线区域。较优的，可以预先设定图2中间偏右的黑色竖线区域为特征竖线进行错位检测，具体的特征竖线位置可以是该黑色竖线区域最左侧的那一列(即黑色区域与灰色区域分界处)。图4为错位纸币的特征竖线区域的灰度图像，图5为图4所示灰度图像的二值图像，如图4和5所示，划分图像段后，相邻图像段的特征竖线位置会存在偏移。

在上述技术方案的基础上，优选的，步骤150可以包括：计算相邻图像段的特征竖线位置相差的列数，作为偏移程度；如果偏移程度超过预设阈值，则确定纸币存在错位。

其中，特征竖线位置是具体的第几列。预设阈值是正整数，其取值范围可以为x≥3，可以根据精度需求设定具体取值。较优的，预设阈值取值为5。考虑到计算特征竖线位置的误差，预设阈值的取值范围设置为x≥3，具有一定的容错性。

如果划分为3个或3个以上的图像段，则任意相邻图像段的特征竖线位置的偏移程度超过预设阈值，则认为纸币存在错位。

实施例二

在上述实施例一的基础上，本实施例提供了步骤140中确定特征竖线位置的优选实施方式，具体包括：按照预设规则，遍历当前图像段中的所有列，计算当前列右侧第一预设列的前景点个数之和以及当前列左侧第二预设列的前景点个数之和；根据第一预设列的前景点个数之和以及第二预设列的前景点个数之和，确定当前图像段的特征竖线位置。

其中，预设规则是根据样本图像特征竖线区域的像素分布特点预先设定的，其中包括设定特征竖线位置基准，第一预设列，第二预设列，计算前景点个数之和的方法，与所设定的第一预设列、第二预设列对应的确定特征竖线位置的具体方法。特征竖线位置基准设定以后，对于所检测的每一张纸币，均按照预设规则在该纸币上查找相应的特征竖线位置。第一预设列和第二预设列均可以是多个列，例如，当前列右侧10列和当前列左侧15列。如果当前列的左侧或右侧没有其他列，则认为其对应的前景点个数为0；如果当前列的左侧或右侧没有足够的列数，则有多少列就计算多少列的前景点个数之和。

基于如图2至图5所示的特征竖线区域的像素分布特点，可以根据当前列周围某些列的前景点个数的差值或加和确定特征竖线位置，具体的，根据选取的列的不同，结果可能是最大值对应的列为特征竖线位置或者最小值对应的列为特征竖线位置。

本实施例通过遍历特征竖线区域的所有列，计算当前列周围前景点个数的差值或加和，选取最值对应的列作为特征竖线位置，计算简便且只需遍历一次，计算速度快。同时通过最值确定特征竖线位置，无需设定阈值，能够避免噪点影响，抗干扰能力强。

下面以特征竖线位置是图3中间偏右的白色竖线区域最左侧的边界为例，举例说明几种确定特征竖线位置的具体实施方式。

(1)在第一预设列、第二预设列及当前列构成连续区间的情况下，根据第一预设列的前景点个数之和以及第二预设列的前景点个数之和确定当前图像段的特征竖线位置这一步骤可以通过以下方式实现：

针对每一当前列，计算第一预设列的前景点个数之和与第二预设列的前景点个数之和的差值；

在各列对应的差值中选取最大差值；

确定最大差值所对应的列作为当前图像段的特征竖线位置。

基于图3所示特征竖线区域的像素分布特点，特征竖线位置右侧相邻区域为一些前景点，左侧相邻区域(即图像中间的黑色区域)为一些背景点，显然在特征竖线区域中，特征竖线位置右侧相邻区域的前景点个数(a)与左侧相邻区域的前景点个数(b)的差值是最大的，因为其他列的左右两侧相邻区域不存在这样的特点，其差值会小一些，例如，图像最右侧的白色竖线区域的左边界这列，其右侧相邻区域的前景点个数明显小于a，其左侧相邻区域的前景点个数明显大于b，因此，其差值会小于a－b。

因此，本方式(1)的预设规则是第一预设列、第二预设列及当前列构成连续区间，也就是说，第一预设列可以是当前列右侧的紧挨当前列的多个列，第二预设列可以是当前列左侧的紧挨当前列的多个列。第一预设列与第二预设列的取值根据样本图像特征竖线位置左右两侧相邻区域的实际列数设定，例如，第一预设列是当前列右侧10列，第二预设列是当前列左侧20列。

其中，计算第一预设列的前景点个数之和可以是将对应列的前景点个数相加，同样的，计算第二预设列的前景点个数之和可以是将对应列的前景点个数相加，计算二者差值则直接对两个“前景点个数之和”做减法。

优选的，可以采用以下公式计算第一预设列的前景点个数之和与第二预设列的前景点个数之和的差值：

(aicolsum[i+m]-aicolsum[i])-(aicolsum[i]-aicolsum[i-n])，

其中，aicolsum[i]表示第i列的积分列和，积分列和表示当前列及其之前所有列的前景点个数之和，即aicolsum[i]表示前i列的前景点个数之和；i取值为大于等于0的整数，例如，一共n列，则i的取值为0至n-1，0表示第1列；m表示当前列右侧第一预设列的列数；n表示当前列左侧第二预设列的列数；aicolsum[i+m]表示第i+m列的积分列和；aicolsum[i-n]表示第i-n列的积分列和。

积分列和aicolsum的计算可以用下列公式表示：

aicolsum[0]＝aicol[0]，

aicolsum[i]＝aicolsum[i-1]+aicol[i]，

其中，aicol[i]表示第i列的前景点个数；aicolsum[i]表示第i列的积分列和。

上述通过积分列和的方式计算前后相邻部分前景点个数的差值，计算简单，计算速度快，易于实现。

(2)在第一预设列、第二预设列及当前列构成非连续区间的情况下，根据第一预设列的前景点个数之和以及第二预设列的前景点个数之和确定当前图像段的特征竖线位置这一步骤可以通过以下方式实现：

针对每一当前列，计算第一预设列的前景点个数之和与第二预设列的前景点个数之和的加和；

在各列对应的加和中选取最大值；

确定最大值所对应的列作为当前图像段的特征竖线位置。

基于图3所示特征竖线区域的像素分布特点，特征竖线位置右侧相邻区域为一些前景点，左侧间隔一定列的区域(即图像左侧的白色竖线区域)存在大量前景点，显然在特征竖线区域中，特征竖线位置右侧相邻区域的前景点个数(a)与左侧间隔一定列的区域的前景点个数(c)的加和是最大的，因为其他列的同样位置关系的区域不存在这样的特点，其加和会小，例如，图像最右侧的白色竖线区域的左边界这列，其右侧相邻区域的前景点个数明显小于a，其左侧间隔一定列的区域(即图像中间偏右的白色竖线区域)的前景点个数明显小于c，因此，其加和会小于a+c。

因此，本方式(2)的预设规则是第一预设列、第二预设列及当前列构成非连续区间，也就是说，第一预设列可以是当前列右侧的紧挨当前列的多个列，第二预设列可以是当前列左侧的与当前列有一定间隔的多个列。第一预设列与第二预设列的取值根据样本图像特征竖线位置左右两侧符合上述条件的区域的实际列数设定，例如，第一预设列是当前列右侧第1至10列，第二预设列是当前列左侧第21至40列。

需要说明的是，除了上述两种方式，还可以设定其他预设规则去确定特征竖线位置，例如，连续若干列的前景点个数之和的最大值、多个不连续区间的前景点个数之和的最小值(如根据特征竖线位置周围的黑色区域前景点个数进行计算)等。另外，如果预先设定的特征竖线位置基准与上述方式不同，则具体的预设规则也会根据其具体像素分布特点去设定，对此，本领域技术人员能够按照具体图像去变化实现，本发明不进行详细说明。本发明不仅仅限于以上方式，还可以包括更多其他等效方式，在不脱离本发明构思的情况下，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代的方式，均不会脱离本发明的保护范围。

另外，本发明任意实施例所述的纸币错位检测方法，也可以是基于特征竖线区域的灰度图像实现，与二值图像相比，其区别在于计算的是前景点个数或者背景点个数，对此，本领域技术人员能够根据二值图像的方法去变化实现，此处不进行详细说明。

实施例三

本实施例三提供了一种纸币错位检测装置，可以用于实现上述实施例一和二所述的纸币错位检测方法。如图6所示，该装置包括：图像获取模块610、图像段划分模块620、前景点个数计算模块630、特征竖线位置确定模块640和错位检测模块650。

图像获取模块610，用于获取纸币的特征竖线区域的图像；

图像段划分模块620，用于按照平行于纸币长边的方向将上述图像划分为至少两个图像段；

前景点个数计算模块630，用于分别计算每个图像段中每列的前景点个数；

特征竖线位置确定模块640，用于根据图像段中每列的前景点个数确定该图像段的特征竖线位置；

错位检测模块650，用于根据相邻图像段的特征竖线位置检测纸币是否存在错位。

本实施例的技术方案，通过检测特征竖线位置是否错位，能够判断纸币在特征竖线区域是否具有横向折痕、裂痕或断裂导致的纸币错位情况；利用每列的前景点个数进行错位检测，方法简单，易于实现，效率高。

优选的，特征竖线位置确定模块640可以包括：遍历单元，用于按照预设规则，遍历当前图像段中的所有列，计算当前列右侧第一预设列的前景点个数之和以及当前列左侧第二预设列的前景点个数之和；位置确定单元，用于根据第一预设列的前景点个数之和以及第二预设列的前景点个数之和，确定当前图像段的特征竖线位置。

在第一预设列、第二预设列及当前列构成连续区间的情况下，位置确定单元具体用于：针对每一当前列，计算第一预设列的前景点个数之和与第二预设列的前景点个数之和的差值；在各列对应的差值中选取最大差值；确定最大差值所对应的列作为当前图像段的特征竖线位置。

优选的，位置确定单元可以采用以下公式计算第一预设列的前景点个数之和与第二预设列的前景点个数之和的差值：

(aicolsum[i+m]-aicolsum[i])-(aicolsum[i]-aicolsum[i-n])，

其中，aicolsum[i]表示第i列的积分列和，积分列和表示当前列及其之前所有列的前景点个数之和；m表示当前列右侧第一预设列的列数；n表示当前列左侧第二预设列的列数。

在第一预设列、第二预设列及当前列构成非连续区间的情况下，位置确定单元具体用于：针对每一当前列，计算第一预设列的前景点个数之和与第二预设列的前景点个数之和的加和；在各列对应的加和中选取最大值；确定最大值所对应的列作为当前图像段的特征竖线位置。

优选的，错位检测模块650可以包括：偏移程度计算单元，用于计算相邻图像段的特征竖线位置相差的列数，作为偏移程度；错位检测单元，用于在偏移程度超过预设阈值的情况下，确定纸币存在错位。

本发明实施例所提供的纸币错位检测装置可执行本发明任意实施例所提供的纸币错位检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图7是本发明实施例四提供的设备的结构示意图，如图7所示，该设备包括：处理器710、存储器720、输入装置730和输出装置740；设备中处理器710的数量可以是一个或多个，图7中以一个处理器710为例；设备中的处理器710、存储器720、输入装置730和输出装置740可以通过总线或其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。

存储器720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纸币错位检测方法对应的程序指令/模块(例如，纸币错位检测装置中的图像获取模块610、图像段划分模块620、前景点个数计算模块630、特征竖线位置确定模块640和错位检测模块650)。处理器710通过运行存储在存储器720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，即实现上述的纸币错位检测方法。

存储器720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720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720可进一步包括相对于处理器710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730可用于接收输入的数字或字符信息，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。输出装置740可包括显示屏等显示设备。

本实施例的设备可以是atm机、验钞机、点钞机等纸币识别设备。

实施例五

本发明实施例五还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序(也称为计算机可执行指令)，该程序在被处理器执行时用于执行一种纸币错位检测方法，该方法包括：

获取纸币的特征竖线区域的图像；

按照平行于纸币长边的方向将上述图像划分为至少两个图像段；

分别计算每个图像段中每列的前景点个数；

根据图像段中每列的前景点个数确定该图像段的特征竖线位置；

根据相邻图像段的特征竖线位置检测纸币是否存在错位。

当然，本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，其程序不限于执行如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的纸币错位检测方法中的相关操作。

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，上述纸币错位检测装置的实施例中，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。

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。