纸币识别方法及系统与流程

本发明涉及一种数字图像处理领域，尤其涉及一种纸币识别方法及系统。

背景技术：

随着我国国民经济的发展，各种经济活动日趋频繁，市场上纸币现金流通量不断增加，流通的周期越来越短，纸币作为主要的流通货币在人们的生活中承担着重要角色。然而假币与真币朝夕相随，出现在流通领域的各个环节。假币的泛滥不仅会对人民群众的财产安全带来威胁，而且会严重干扰货币流通的各个环节，造成国家金融秩序的混乱，甚至波及政治领域，酿成经济和社会危机。因此，对纸币真假进行有效鉴别是金融防假、反假工作中必不可少的重要工作。

纸币的冠字号码是用来记录纸币发行序列的，由于冠字号码具有唯一性，因此在纸币出入库时记录每张纸币的号码，建立币码档案，可以使金融部门等有效跟踪纸币在社会的流通情况，并进行有效监管，从而有利于解决类似抢劫运钞车、洗钱等重大社会问题。依靠纸币上的“冠字”与“号码”，再辅以银行和印钞厂的存档资料，可以追溯任何一张纸币的印刷时间、印刷地点、印刷人员、检查封装人员等等相关信息。在我国人民币一般实行“一票一号”，也是说冠字号码代表每张人民币独一无二的身份。

而在对纸币的冠字号字符进行提取时，需要经过图像数据二值化处理和字符切分等程序，现有方案在对冠字号字符进行切分时，一般是将二值化后的冠字号图像进行水平或者垂直投影，然后设置一个合适的阈值来截取字符的投影，大于阈值的区域被认为是字符区域，这样就可以将冠字号字符从图像中切分出来。

如图1所示，为二值化后的冠字号图像以及冠字号图像垂直投影后得到的冠字号投影图像，可以明显看到，经过投影后，字符与字符之间存在间隙，这些间隙即字符切分位置。通过设置一个合适的阈值，就可以将这些间隙切分开，从而提取出单个字符。

然而，在纸币流通过程中，纸币本身难免会有污损或折角等现象，如笔迹、油墨、折痕等，与纸币的冠字号字符切分的理想状态存在出入，验钞机对纸币上冠字号进行拍摄或扫描时，会受到一些干扰而导致字符发生粘连，则通过投影的方式不能很好地切分纸币的冠字号图像，可能会导致无法切分出粘连字符，或者把污迹切分成一个单独的字符，影响冠字号识别过程和精度。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种纸币识别方法及系统，可以提高冠字号图像的切分准确性，保证冠字号识别的可靠性和精度。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种纸币识别方法，包括：

s01、获取纸币冠字号图像，进行二值化处理，确定二值化后的冠字号图像的初始切分线，使所述初始切分线位于字符间的空白区域，其中，所述冠字号图像包括长度方向上朝向相反的第一侧和第二侧；

s02、确定除所述初始切分线外的切分线：以所述初始切分线为基准，依次朝所述第一侧和所述第二侧进行尝试切分，以确定空白区域，并使各切分线均位于空白区域；

s03、分别以所述初始切分线和所述除所述初始切分线外的切分线对冠字号图像中的冠字号字符进行切分。

作为其中一种实施方式，所述步骤s02包括：所述尝试切分的切分宽度在预定切分宽度范围内，且当以所述预定切分宽度范围尝试切分却无法获得位于空白区域的切分线时，以所述预定切分宽度范围的最小宽度值、最大宽度值之和的1/2作为实际切分宽度来确定切分线。

作为其中一种实施方式，所述步骤s01包括：

s011、从冠字号图像的中部依次朝所述第一侧和所述第二侧查找临近的一个空白区域；

s012、判断所述空白区域的宽度是否在预定字符间距范围内；

s013、若所述空白区域的宽度在所述预定字符间距范围内时，以所述空白区域的中心位置作为初始切分线。

作为其中一种实施方式，当所述步骤s01中，若查找到的所述空白区域的宽度不在预定字符间距范围内或不存在空白区域时，则以冠字号图像的冠字号字符的个数等分线作为切分线进行步骤s03。

作为其中一种实施方式，所述步骤s02包括：

将上一条切分线作为基准，以所述最小宽度值作为切分宽度尝试切分；

判断尝试切分的切分线是否位于空白区域：若是，则记录所述切分线，作为下一次切分的基准；若否，重新尝试以所述最小宽度值递增预定宽度作为新的切分宽度进行切分，直至尝试切分的切分线位于空白区域，并记录所述切分线；

当尝试的切分宽度增大至大于或等于所述最大宽度值，且尝试切分的切分线仍不是位于空白区域时，以所述最小宽度值、所述最大宽度值之和的1/2作为实际切分宽度来确定切分线。

作为其中一种实施方式，所述预定宽度为一个像素的宽度。

作为其中一种实施方式，所述步骤s02还包括：

判断是否存在连续两个相邻字符的切分宽度都是所述最小宽度值的情况，若是，则增大下一次切分的所述预定切分宽度范围的最大宽度值。

本发明的另一目的在于提供一种纸币识别系统，包括：

初始切分线确定单元，用于获取纸币冠字号图像，进行二值化处理，确定二值化后的冠字号图像的初始切分线，使所述初始切分线位于字符间的空白区域，其中，所述冠字号图像包括长度方向上朝向相反的第一侧和第二侧；

其余切分线确定单元，用于以所述初始切分线为基准，依次朝所述第一侧和所述第二侧进行尝试切分，以确定空白区域，并使各切分线均位于空白区域；

切分单元，用于以所述初始切分线和除所述初始切分线外的切分线对冠字号图像中的冠字号字符进行切分；

作为其中一种实施方式，所述其余切分线确定单元包括逻辑处理单元，用于令每次尝试切分的切分宽度在预定切分宽度范围内，且当以所述预定切分宽度范围尝试切分却无法获得位于空白区域的切分线时，以所述预定切分宽度范围的最小宽度值、最大宽度值之和的1/2作为实际切分宽度来确定切分线。

作为其中一种实施方式，所述初始切分线确定单元包括：

查找单元：用于从冠字号图像的中部依次朝所述第一侧和所述第二侧查找临近的空白区域；

判断单元，用于判断所述空白区域的宽度是否在预定字符间距范围内；

确定单元，用于当所述空白区域的宽度在所述预定字符间距范围内时，以所述空白区域的中心位置作为初始切分线。

本发明首先确定二值化后的冠字号图像的初始切分线，然后依次朝初始切分线两侧确定其余的切分线后对冠字号图像进行切分，通过对纸币冠字号字符发生粘连的非空白区域进行识别和确定切分线，可以保证字符切分的成功率和切分精度，为纸币识别提供有利条件。

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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的冠字号图像及其垂直投影图像的示意图；

图2为本发明实施例的一种纸币识别方法示意图；

图3为本发明实施例的初始切分线的确定方法示意图；

图4为本发明实施例的确定除所述初始切分线外的切分线的方法示意图；

图5为本发明实施例的一种冠字号字符污损后的纸币的示意图；

图6为图5的冠字号弹性切分后的示意图；

图7为本发明实施例的一种折角的纸币的局部示意图；

图8为图7的冠字号弹性切分后的示意图；

图9为本发明实施例的一种纸币识别系统示意图。

具体实施方式

在本发明中，术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图2，本发明实施例的纸币识别方法主要包括：

s01、获取纸币冠字号图像，进行二值化处理，确定二值化后的冠字号图像的初始切分线，使初始切分线位于字符间的空白区域，其中，冠字号图像包括长度方向上朝向相反的第一侧和第二侧。

为方便描述，下面，以冠字号字符横向排列为例的方式进行说明，这里，第一侧和第二侧即分别为左侧和右侧，可以理解的是，在冠字号字符纵向排列的方式中，第一侧和第二侧则可以分别是上侧和下侧。

结合图3所示，为本发明实施例的初始切分线的确定方法示意图。步骤s01包括：

s011、从冠字号图像的中部依次朝左侧和右侧查找临近的空白区域；

s012、判断查找到的空白区域的宽度是否在预定字符间距范围w内，该预定字符间距范围w是通过统计适量的样本得到的合理区间值，通过该预定字符间距范围w可以排除2个字符间有污渍、噪音等情况带来的干扰；

s013、当查找到的空白区域的宽度在预定字符间距范围w内时，则认为该空白区域为两个字符间的空白区域，以查找到的该空白区域的中心位置作为初始切分线。

在步骤s01中，先从冠字号图像的中部朝左侧开始查找空白区域，当左侧并未查找到合适的空白区域，则从冠字号图像的中部朝右侧开始查找，直至找到合适的空白区域。当查找到的所有空白区域的宽度都不在预定字符间距范围内或不存在空白区域时，则认为所有的字符旁的空白区域都存在污损，则以冠字号图像的c等分线作为切分线对冠字号图像进行切分，其中c为冠字号字符的个数。

s02、确定其余切分线(即除所述初始切分线外的切分线)：以初始切分线为基准，依次朝左侧和右侧进行尝试切分，以确定空白区域，并使各切分线均位于空白区域。

如图4所示，为本发明实施例的确定其余切分线的方法示意图。这里，除初始切分线外的其余切分线的确定过程s02主要包括：

首先，预先设定一个预定切分宽度范围q，其中，该预定切分宽度范围q是通过统计适量样本得到，为字符间距(即预定字符间距范围w)与字符宽度之和的范围，该预定切分宽度范围q具有最小宽度值m和最大宽度值n。

然后，将上一次尝试切分得出的切分线作为基准(第一次尝试切分则以初始切分线c0为基准)依次朝左侧和右侧进行切分，且使每次尝试切分的切分宽度在预定切分宽度范围q内，当以预定切分宽度范围q尝试切分却无法获得位于空白区域的切分线时，以预定切分宽度范围q的最小宽度值m、最大宽度值n之和的1/2作为实际切分宽度来确定切分线，并将该切分线作为确定下一条位于同一侧的切分线的基准。

其中，需要注意的是，在以预定切分宽度范围q进行尝试切分时，主要步骤如下：

首先，以最小宽度值m作为切分宽度尝试切分；

判断尝试切分的切分线是否位于空白区域：若是，则记录该切分线，以此作为下一次切分的基准；否则，重新尝试以最小宽度值m递增预定宽度作为新的切分宽度进行切分，直至尝试切分的切分线位于空白区域，并记录该切分线，这里，优选该预定宽度为一个像素的宽度，以保证不会错过任何一个空白区域；

当尝试切分的切分宽度增大至大于或等于最大宽度值n，且尝试切分的切分线仍不是位于空白区域时，则以最小宽度值m、最大宽度值n之和的1/2作为实际切分宽度来确定切分线。

结合图6和图8所示，例如，当初始切分线c0确定后，首先以初始切分线c0为基准，预定切分宽度范围q为尝试切分的切分宽度，朝左侧进行尝试切分，如果切分线落在空白区域，则切分成功，记录该切分线为左侧的第一条切分线l1，否则，继续尝试切分直至切分线落在空白区域或尝试切分的切分宽度增大至最大宽度值n。当尝试切分的切分宽度增大至最大宽度值n，且尝试切分的切分线仍不是位于空白区域时，则以(m+n)/2作为实际切分宽度来确定切分线，记录该切分线为左侧的第一条切分线l1。然后，以左侧的第一条切分线l1为基准，重复上述的尝试切分过程，依次得出左侧的第二条切分线l2、第三条切分线l3……，直至尝试切分到冠字号图像的左边缘为止。

当初始切分线c0的左侧的切分线确定完毕，则以同样的方法，以初始切分线c0为基准，朝右侧进行尝试切分，依次得出右侧的第一条切分线r1、第二条切分线r2、第三条切分线r3……，直至尝试切分到冠字号图像的右边缘为止。

s03、以初始切分线c0和其余切分线对冠字号图像进行切分。

将确定后的初始切分线c0、左侧的第一条切分线l1、第二条切分线l2、第三条切分线l3……、右侧的第一条切分线r1、第二条切分线r2、第三条切分线r3……从左至右排列，按照这些切分线对冠字号图像中的冠字号字符进行切分。

另外，由于冠字号有可能出现多个字符都为1的情况，字符1本身的宽度明显小于其他字符，导致出现连续多个较窄的切分宽度(切分宽度都是最小宽度值m)，可能导致厚度不为1的字符切分失败，即多次累积的宽度偏差过大，如果后面仍按原来的预定切分宽度范围q来确定下一条切分线，则必定会无法找到字符旁的空白区域，导致切分出错。基于此，本实施例的步骤s02还包括纠偏步骤，该纠偏步骤首先判断是否存在连续两个相邻字符的切分宽度都是最小宽度值m的情况，若是，则增大下一次切分的预定切分宽度范围q的最大宽度值n，以消除切分偏差，保证切分准确性。

如图5和图6所示，为冠字号字符污损的纸币及其字符切分后的效果示意图，可以看出，冠字号字符污损后，仍能准确切分出各个字符，避免了污损造成的字符粘连对识别精度的影响。如图7和图8所示，为冠字号图像区域被折角遮挡的纸币及其字符切分后的效果示意图，可以看出，虽然有3个字符被折角遮挡，但根据本发明的识别方法对其进行处理后，各个字符区域可以被切分出。

如图9所示，本发明提供的纸币识别系统包括：

初始切分线确定单元1，用于获取纸币冠字号图像，进行二值化处理，确定二值化后的冠字号图像的初始切分线c0，使初始切分线c0位于字符间的空白区域，其中，冠字号图像包括长度方向上朝向相反的左侧和右侧；

其余切分线确定单元2，用于以初始切分线c0为基准，依次朝左侧和右侧进行尝试切分，以确定空白区域，并使各切分线均位于空白区域；

切分单元3，用于以初始切分线c0和其余切分线对冠字号图像中的冠字号字符进行切分；

其中，其余切分线确定单元2包括逻辑处理单元20，用于使每次尝试切分的切分宽度在预定切分宽度范围q内，且当以预定切分宽度范围q尝试切分却无法获得位于空白区域的切分线时，以预定切分宽度范围q的最小宽度值m、最大宽度值n之和的1/2作为实际切分宽度来确定切分线。

作为其中一种实施方式，初始切分线确定单元1包括：

查找单元11：用于从冠字号图像的中部依次朝左侧和右侧查找临近的一个空白区域；

判断单元12，用于判断查找到的空白区域的宽度是否在预定字符间距范围w内；

确定单元13，用于当查找到的空白区域的宽度在预定字符间距范围w内时，以查找到的空白区域的中心位置作为初始切分线c0。

初始切分线确定单元1先从冠字号图像的中部朝左侧开始查找空白区域，当左侧并未查找到合适的空白区域，则从冠字号图像的中部朝右侧开始查找，直至找到合适的空白区域。

同时，纸币识别系统还包括：

应急处理单元4，当查找到的所有空白区域的宽度都不在预定字符间距范围内或不存在空白区域时，则认为所有的字符旁的空白区域都存在污损，应急处理单元4则以在此种情况下进行特殊处理，使其余切分线确定单元2以冠字号图像的c等分线作为切分线，其中c为冠字号字符的个数，使切分单元3将冠字号图像按c等分进行切分。

其余切分线确定单元2包括：

尝试切分单元21，用于将上一条切分线作为基准，以最小宽度值m作为切分宽度尝试切分；

第一切分线确定单元22，用于判断尝试切分的切分线是否位于空白区域：若是，则记录该切分线，以此作为下一次切分的基准；若否，重新尝试以最小宽度值m递增预定宽度作为新的切分宽度进行切分，直至尝试切分的切分线位于空白区域，并记录该切分线，这里优选该预定宽度为一个像素的宽度；

第二切分线确定单元23，用于当尝试的切分宽度增大至大于或等于最大宽度值n，且尝试切分的切分线仍不是位于空白区域时，以最小宽度值m、最大宽度值n之和的1/2作为实际切分宽度来确定切分线。

由于冠字号有可能出现多个字符都为1的情况，字符1本身的宽度明显小于其他字符，导致出现连续多个较窄的切分宽度(切分宽度都是最小宽度值m)，可能导致厚度不为1的字符切分失败，即多次累积的宽度偏差过大，如果后面仍按原来的预定切分宽度范围q来确定下一条切分线，则必定会无法找到字符旁的空白区域，导致切分出错。基于此，本实施例的其余切分线确定单元2还包括纠偏单元24，纠偏单元24用于判断是否存在连续两个相邻字符的切分宽度都是最小宽度值m的情况，若是，则适当增大下一次切分的预定切分宽度范围q的最大宽度值n。

本发明首先确定二值化后的冠字号图像的初始切分线，然后依次朝初始切分线两侧确定其余的切分线后对冠字号图像进行切分，通过对纸币冠字号字符发生粘连的非空白区域进行识别和确定切分线，可以保证字符切分的成功率和切分精度，为后续的字符识别提供有利条件。由于不需要继续采用冠字号图像垂直投影的方式进行冠字号字符切分，减少了因为冠字号图像污渍、冠字号部分由于折角等原因被遮挡等而切分失败的情况，即使存在以上情形，依据本发明的识别方法能够准确地切分出各个完整的字符区域，提高了字符切分的成功率和精度，为纸币识别提供有利条件。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。