專利名稱：在對(duì)應(yīng)于金融票券的圖像中辨識(shí)多個(gè)區(qū)域的色彩處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，尤其涉及一種在對(duì)應(yīng)于金融票券(monetary banknote)的圖像中辨識(shí)出多個(gè)區(qū)域的色彩處理方法。
背景技術(shù)：
一般眾所周知的貨幣鈔票的自動(dòng)辨識(shí)與驗(yàn)證是應(yīng)用于零售交易市場(chǎng)以 及商業(yè)環(huán)境的一種實(shí)際應(yīng)用，而眾所周知的各種貨幣鈔票類型的電子驗(yàn)證機(jī) 制有助于提升金融交易的安全性，也可以避免販賣(mài)貨品的商家收到偽造的貨 幣鈔票，另外，目前市面上所能取得的貨幣鈔票檢測(cè)器一般都是先掃描樣本 貨幣鈔票的圖像，其中該樣本貨幣鈔票的有效性是通過(guò)一連串的測(cè)試來(lái)決 定，而其所使用的這些測(cè)試可以包含針對(duì)公知的貨幣鈔票區(qū)段(section) 或標(biāo)記(landmark)、全像圖(hologram)、反射區(qū)域(reflective area)、 印刷樣式(printing pattern)或是文字樣式(texture pattern)的驗(yàn) 證。然而，隨著印刷技術(shù)的快速進(jìn)步以及可利用性提髙，偽造或是 非法復(fù)制的貨幣鈔票的流通情況已經(jīng)愈來(lái)愈嚴(yán)重，而且現(xiàn)在的偽造者有渠 道可以取得高度精密的設(shè)備與方法來(lái)復(fù)制一些眾所周知的貨幣鈔票，并且可 以產(chǎn)生人類視覺(jué)與觸覺(jué)都無(wú)法分辨真假的復(fù)制品。除了在辨識(shí)合法的貨幣鈔票方面具有愈來(lái)愈多的困難之外，還希望能從 比被掃描的樣本貨幣還大的圖像中檢測(cè)出這些樣本貨幣，如此一來(lái)就可以使 用任何普通的掃描儀掃描一張鈔票(或是復(fù)數(shù)張鈔票)，同時(shí)也有可能一次 掃描與辨識(shí)多張鈔票，然而，這樣做會(huì)在鈔票放在任意背景上以及具有位移與旋轉(zhuǎn)的變動(dòng)性時(shí)造成更多問(wèn)題，而目前的許多貨幣鈔票檢測(cè)器一般只能一 次掃描一張鈔票，并且只能掃描最接近鈔票的區(qū)域，以省略對(duì)于鈔票的背景、 旋轉(zhuǎn)與對(duì)齊的考慮。此外，當(dāng)金融票券(monetary banknote)是在內(nèi)嵌于復(fù)雜圖像背景的情
形下被掃描的時(shí)候，要將實(shí)際的金融票券與此圖像背景區(qū)分出來(lái)就會(huì)變得非 常困難，同時(shí)，此圖像背景也會(huì)提供額外的噪聲及/或圖案，使得檢測(cè)過(guò)程 變得更加復(fù)雜，并且還會(huì)造成非預(yù)期的結(jié)果與判斷錯(cuò)誤。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種在對(duì)應(yīng)于金融票券(monetary banknote)的圖像中辨識(shí)出多個(gè)區(qū)域的色彩處理方法，以解決前述的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求，其是揭示一種在對(duì)應(yīng)于金融票券(monetary banknote)的圖像中辨識(shí)多個(gè)區(qū)域的色彩處理方法，而該色彩處理方法包含 有將該圖像劃分為多個(gè)區(qū)段；對(duì)于該圖像的各區(qū)段取得色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù) 據(jù)；依據(jù)該圖像的各區(qū)段的該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)于該圖像的各區(qū)段指 派色彩向量；將該圖像的各區(qū)段的該色彩向量與色彩查詢表進(jìn)行比較，以決 定該圖像的各區(qū)段對(duì)應(yīng)于該金融票券的幾率；以及選擇具有超過(guò)第一預(yù)設(shè)臨 界值的該幾率的多個(gè)具有可能性的區(qū)段。從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明可以達(dá)到高度精確的檢測(cè)率，與此同 時(shí)，本發(fā)明也具有足夠的強(qiáng)健度與彈性以應(yīng)用在不同的圖像類型以及運(yùn)作條 件。


圖1是舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的色彩處理方法所實(shí)行的區(qū)段層次的 處理步驟以及像素層次的處理歩驟的示意圖。圖2是舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例將圖像劃分為包含有一可能的區(qū)段 以及多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段的多個(gè)區(qū)段的示意圖。圖3是舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)于圖2所示的區(qū)段的第一顏色通 道、第二顏色通道以及第三顏色通道所取得的色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)的示意 圖。圖4是舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在圖1所示的色彩處理中各個(gè)階段 的處理結(jié)果的示意圖。圖5是舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例在圖1所示的色彩分析中各個(gè)階段的處理結(jié)果的示意圖。圖6是舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在對(duì)應(yīng)于金融票券的圖像中辨識(shí)多 個(gè)區(qū)域的色彩后置處理步驟的流程圖。圖7為圖6所示的目標(biāo)對(duì)象分離步驟的處理結(jié)果的示意圖。圖8是舉例說(shuō)明關(guān)于圖6所示的孔洞填補(bǔ)步驟的示意圖。圖9是舉例說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的色彩處理方法應(yīng)用于包含有金融票券的 圖像時(shí)各個(gè)階段的示意圖。圖10為概述本發(fā)明在對(duì)應(yīng)于金融票券的圖像中辨識(shí)多個(gè)區(qū)域的色彩處 理方法的實(shí)施例的流程圖。圖11是舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例將圖像劃分為多個(gè)部分重疊的區(qū) 段的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下100色彩處理方法110區(qū)段層次的處理歩驟112單一區(qū)段的檢驗(yàn)步驟114周?chē)鷧^(qū)段的檢驗(yàn)歩驟116色彩查詢表120像素層次的處理歩驟122像素層次的檢驗(yàn)步驟124像素査詢表200圖像210多個(gè)區(qū)段212中心區(qū)段214周?chē)鷧^(qū)段300色彩統(tǒng)計(jì)分布圖310第一顏色320第二顏色330第三顏色600色彩后置處理步驟602目標(biāo)對(duì)象分離步驟604噪聲移除步驟606孔洞填補(bǔ)步驟608二元決策圖710第一標(biāo)示值720第二標(biāo)示值730第三標(biāo)示值740第四標(biāo)示值具體實(shí)施方式
因此本發(fā)明是提供一種在對(duì)應(yīng)于金融票券(monetary banknote)的圖像 中辨識(shí)多個(gè)區(qū)域的色彩處理方法，在一實(shí)施例中，圖像是從圖像掃描中所取
得，而該圖像掃描是包含有眾所周知的貨幣形式的金融票券，其中該金融票 券可以包含有美國(guó)與日本的鈔票或是其它知名國(guó)家的鈔票，而本發(fā)明方法可 以應(yīng)用于偽造貨幣的檢測(cè)，并且該圖像也可以在任意的旋轉(zhuǎn)軸與平移對(duì)準(zhǔn)(shiftalignment)下產(chǎn)生，此外，該圖像可以包含有該金融票券重疊在任意 背景上，或是包括在該圖像中有多個(gè)隔離的或獨(dú)立的金融票券、或是多個(gè)具 有部分重疊的金融票券，另外，本方法還可以與基本的獨(dú)立掃描儀、復(fù)印機(jī)、 獨(dú)立打印機(jī)以及其它相關(guān)的掃描或檢測(cè)裝置結(jié)合來(lái)共同運(yùn)作。在本發(fā)明中所描述的色彩處理方法是運(yùn)用公知技術(shù)中所沒(méi)有教導(dǎo)的創(chuàng) 新方式，本發(fā)明不但提供了一種可以提高安全性的方法，而且本發(fā)明還可以 輕易地與一般常見(jiàn)的硬件裝置整合運(yùn)用，也就是說(shuō)，本發(fā)明提供了一種可用 低成本來(lái)達(dá)成所要目的的方法。另外，各種層次的色彩處理、色彩后置處理(post-color processing)以及統(tǒng)計(jì)幾率的分析是結(jié)合運(yùn)用于此多方面的方法 過(guò)程中，因此可以得到精確的檢測(cè)率與非常低的警示錯(cuò)誤率，與此同時(shí)，本 發(fā)明也具有足夠的強(qiáng)健度(robust)與彈性以應(yīng)用在各種不同的圖像類型以 及運(yùn)作條件，此外，通過(guò)色彩分析的使用，所掃描的該圖像可以包含有該金 融票券以平移以及旋轉(zhuǎn)的各種不同方式所呈現(xiàn)的狀態(tài)。在簡(jiǎn)要的描述本發(fā)明色彩處理方法之前，必須先了解到在說(shuō)明書(shū)及所附 權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱特定的過(guò)程或步驟，而所屬領(lǐng)域中具有 通常知識(shí)的技術(shù)人員應(yīng)可理解，設(shè)計(jì)者可能會(huì)用不同的名詞來(lái)稱呼這些類型 的過(guò)程，并且在本說(shuō)明書(shū)及所附權(quán)利要求中并不以名稱的差異來(lái)作為區(qū)分元 件的方式，而是以元件在功能上的差異來(lái)作為區(qū)分的基準(zhǔn)，此外，在通篇說(shuō) 明書(shū)及所附權(quán)利要求當(dāng)中所提及的"包含有"為開(kāi)放式的用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成"包含有但不限定于"。另外，"貨幣鈔票"、"金融票券"以及"鈔票" 等詞匯在此可相互表示同樣的意思。請(qǐng)參考圖1，圖1是概要地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種在對(duì)應(yīng)于金融 票券的圖像中辨識(shí)出多個(gè)區(qū)域的色彩處理方法。色彩處理方法ioo包含有兩 個(gè)主要功能步驟區(qū)段層次的處理步驟110以及像素層次的處理步驟120， 其中，區(qū)段層次的處理步驟110是利用對(duì)于該圖像的較為宏觀(macroscopic) 的較大規(guī)模檢驗(yàn)來(lái)進(jìn)行分析，如此一來(lái)，在后續(xù)的像素層次的檢驗(yàn)過(guò)程中決要花費(fèi)較低的計(jì)算成本，而區(qū)段層次的處理步驟iio還包含有兩個(gè)子處理步驟單一區(qū)段的檢驗(yàn)步驟112以及周?chē)鷧^(qū)段的檢驗(yàn)步驟114，其中，這兩個(gè)子處理步驟112與114均利用色彩査詢表116來(lái)査詢受 檢驗(yàn)的區(qū)段，而關(guān)于區(qū)段層次的處理步驟110以及兩個(gè)子處理歩驟112與114 還有色彩査詢表116的詳細(xì)說(shuō)明會(huì)在后續(xù)的段落中簡(jiǎn)短描述。像素層次的處理步驟120是取得區(qū)段層次的處理步驟110的輸出結(jié)果并 且對(duì)于通過(guò)區(qū)段層次的處理步驟110所決定的多個(gè)區(qū)段來(lái)進(jìn)行較為微觀 (microscopic)(即像素層次)的檢驗(yàn)，而像素層次的處理步驟120還包含 有一個(gè)主要處理步驟像素層次的檢驗(yàn)步驟122，其中，像素層次的檢驗(yàn)步 驟122是利用像素查詢表124來(lái)査詢受檢驗(yàn)的像素，而關(guān)于像素層次的處理 步驟120、像素層次的檢驗(yàn)步驟122以及像素查詢表124的詳細(xì)說(shuō)明會(huì)在后 續(xù)的段落中描述。l.區(qū)段層次的處理步驟如圖1所示，色彩處理方法100的第一個(gè)步驟包含有區(qū)段層次的處理步 驟110，其中，任意選取的圖像是由相關(guān)的硬件裝置所掃描、數(shù)字化以及應(yīng) 用于色彩處理方法100中，而判斷所掃描的該圖像是否包含有某一預(yù)定貨幣 種類的金融票券是色彩處理方法100的一個(gè)目的。1.1單一區(qū)段的檢驗(yàn)歩驟區(qū)段層次的處理步驟110的第一個(gè)步驟包含有單一區(qū)段的檢驗(yàn)步驟112， 而所掃描的該圖像是被劃分為多個(gè)區(qū)段，然后再分析該多個(gè)區(qū)段，開(kāi)始先將 該圖像劃分為肉眼可見(jiàn)的多個(gè)區(qū)段，使得在決定該圖像的有效與無(wú)效區(qū)段哪 一個(gè)可能對(duì)應(yīng)于該金融票券的檢驗(yàn)過(guò)程中，只需要花費(fèi)較低的計(jì)算成本即 可。請(qǐng)參考圖2，在一實(shí)施例中，圖像200被劃分為多個(gè)區(qū)段210，而多個(gè) 區(qū)段210實(shí)際上為以格子狀的方式來(lái)排列的多個(gè)區(qū)塊(block)，如圖2所示， 然而，在其它實(shí)施例中可以使用不同的幾何形狀，只要可以同樣達(dá)到將該圖 像劃分為多個(gè)區(qū)段以用于初步肉眼檢驗(yàn)的目的即可，此外，這些區(qū)段可以是 隔離的、互相配合的、部分重疊的或互不相交的，例如圖11所示。多個(gè)區(qū) 段210是為部分重疊的區(qū)段214， 一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明并不限制于這些區(qū)段所 用的形狀、形式或精確的配置方式，因?yàn)楸景l(fā)明均同樣可應(yīng)用于所有的組合 以及排列。一旦當(dāng)該圖像被劃分為多個(gè)區(qū)段之后，接著就對(duì)于該圖像的各區(qū)段取得 色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)，該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖用來(lái)表示利用在計(jì)算機(jī)繪圖中計(jì)算每一像素的色彩類型所取得的圖像，例如圖3所示，色彩統(tǒng)計(jì)分布圖300通常都具有常態(tài)分布曲線(即鐘型曲線)，而該常態(tài)分布曲線具有中間值以及 分布寬度值，其中該中間值標(biāo)示該常態(tài)分布曲線的最高點(diǎn)位置，而該分布寬 度值則定義該常態(tài)分布曲線所涵蓋的區(qū)域的百分比，此外，該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖300可以具有任何維度(dimension)的色彩空間，舉例來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明的 實(shí)施例中是使用三維色彩空間，而該三維色彩空間具有第一顏色310、第二 顏色320以及第三顏色330，并且該中間值與該分布寬度值都可以從上述個(gè) 別的顏色中取得，而這種色彩空間的一個(gè)例子可以包含有紅(即圖3所示的 第一顏色310)、綠(即圖3所示的第二顏色320)、藍(lán)(即圖3所示的第 三顏色330)三原色的色彩統(tǒng)計(jì)分布圖，另外，由于色彩統(tǒng)計(jì)分布圖300的 特性為此相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)的技術(shù)人員所熟悉，所以不在此另行 贅述。在對(duì)于該圖像的各區(qū)段取得色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)之后，接著就可以依據(jù) 該圖像的各區(qū)段的該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)于該圖像的各區(qū)段建構(gòu)色彩 向量，而該色彩向量對(duì)于計(jì)算機(jī)處理中該圖像的各區(qū)段而言是提供了一種方 便表示色彩信息的機(jī)制，此外，在本發(fā)明的一實(shí)施例中是使用六度空間的色 彩向量來(lái)概括從該圖像的各區(qū)段的該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)中取得的關(guān)鍵數(shù) 據(jù)點(diǎn)，而在此實(shí)施例中的該色彩向量表示如下色彩向量[第一顏色310的分布寬度值][第二顏色320的分布寬度值] [第三顏色330的分布寬度值][第一顏色310的中間值][第一顏色310的中 間值減去第二顏色320的中間值[第一顏色310的中間值減去第三顏色330 的中間值]在第五與第六數(shù)組里中間值的差額的使用是為了降低整體內(nèi)存空間的 限制條件，另外在此請(qǐng)注意，當(dāng)使用紅綠藍(lán)三原色的色彩統(tǒng)計(jì)分布圖時(shí)，這 些中間值彼此之間都會(huì)非常接近，所以如果有需要的話，當(dāng)已經(jīng)得知第一顏
色310的中間值時(shí)，第二顏色320以及第三顏色330的中間值可以利用上述 的特性來(lái)取得。在對(duì)于該圖像的各區(qū)段定義色彩向量之后，接著就可以將該圖像的各區(qū) 段的該色彩向量與色彩査詢表進(jìn)行比較，以決定該圖像的各區(qū)段對(duì)應(yīng)于有效 金融票券的幾率，而該圖像的各區(qū)段對(duì)應(yīng)于該有效金融票券的幾率是依據(jù)在 該色彩査詢表中的出現(xiàn)頻率來(lái)計(jì)算產(chǎn)生。該色彩査詢表是利用將有效金融票券所對(duì)應(yīng)的圖像劃分為多個(gè)區(qū)段來(lái) 產(chǎn)生，其中，依據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，這些區(qū)段可以是隔離的、互相配合 的、或部分重疊的，分別例如圖2以及圖11所示，此外，這些區(qū)段的表面 配置也可以依據(jù)對(duì)于該色彩查詢表的所想要形成的格式而具有平移或旋轉(zhuǎn) 的變化，或是也可能具有多重層次的繪制。接著，對(duì)于該有效金融票券的各區(qū)段取得色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)，并且依 據(jù)該有效金融票券的各區(qū)段的該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)于該有效金融票 券的各區(qū)段指派色彩向量，然后，再對(duì)于該有效金融票券所指派的各色彩向 量計(jì)算出現(xiàn)頻率。如果某一區(qū)段對(duì)應(yīng)該有效金融票券的幾率超過(guò)第一預(yù)設(shè)臨界值時(shí)，那么 該區(qū)段就會(huì)被選定為可能的區(qū)段，而這個(gè)步驟會(huì)重復(fù)地對(duì)所有的區(qū)段持續(xù)進(jìn) 行，直到完成確認(rèn)這些區(qū)段都是可能的區(qū)段為止，因此，在這個(gè)階段中，該 多個(gè)可能的區(qū)段分別只是一個(gè)具有對(duì)應(yīng)該有效金融票券的一可接受出現(xiàn)頻 率的色彩向量的區(qū)段。1.2周?chē)鷧^(qū)段的檢驗(yàn)步驟在區(qū)段層次的處理步驟110中，緊接在單一區(qū)段的檢驗(yàn)步驟112之后的 是周?chē)鷧^(qū)段的檢驗(yàn)步驟114，而周?chē)鷧^(qū)段的檢驗(yàn)步驟114對(duì)于單一區(qū)段的檢 驗(yàn)步驟112而言是更為全面性的一個(gè)步驟，利用從單一區(qū)段的檢驗(yàn)步驟112 所得到的幾率信息，就可以檢驗(yàn)每一個(gè)可能的區(qū)段所對(duì)應(yīng)的多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段的 幾率。首先，將該圖像的各個(gè)可能的區(qū)段的多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段的色彩向量與該色彩 查詢表進(jìn)行比較，然后再?zèng)Q定該多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段對(duì)應(yīng)于該有效金融票券的平均 幾率，而與前一個(gè)歩驟類似，該多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段對(duì)應(yīng)于該有效金融票券的該平
均幾率是依據(jù)在該色彩査詢表中的該多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段的色彩向量的出現(xiàn)頻率 來(lái)計(jì)算產(chǎn)生，如果該平均幾率大于第二預(yù)設(shè)臨界值，那么相對(duì)應(yīng)的可能的區(qū) 段就會(huì)被選定為鈔票(bill)區(qū)段，并且在下一個(gè)步驟中被進(jìn)一步利用。圖2用于對(duì)這個(gè)步驟提供一個(gè)范例說(shuō)明，而在此實(shí)施例中，可能的區(qū)段標(biāo)示為一中心區(qū)段212，并且有多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段214圍繞在中心區(qū)段212外側(cè)， 其中，多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段214的多個(gè)色彩向量用于跟色彩査詢表116進(jìn)行比較， 以決定多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段214對(duì)應(yīng)于該有效金融票券的平均幾率，而如果該平均 幾率大于該第二預(yù)設(shè)臨界值，那么可能的區(qū)段212就會(huì)被選定為鈔票區(qū)段。雖然圖2是舉例說(shuō)明多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段214在中心區(qū)段212外側(cè)形成環(huán)繞型 態(tài)，但是其它變化以及不同實(shí)施例也可以有不同的方式，而這些不同的方式 仍然是依照本發(fā)明所教導(dǎo)的原理與精神，舉例來(lái)說(shuō)，該多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段可以用 部分重疊的、旋轉(zhuǎn)的、互不相交的、偏移的或是平移的方式來(lái)排列，無(wú)論如 何，在上述各種情況中，本發(fā)明方法同樣都可以用來(lái)達(dá)到其所想要完成的功 能性目的。2. 像素層次的處理步驟等到在前一個(gè)步驟決定多個(gè)鈔票區(qū)段之后，接著就是進(jìn)行像素層次的處 理步驟120來(lái)在每一個(gè)鈔票區(qū)段中檢驗(yàn)多個(gè)像素，而這是在像素層次的檢驗(yàn) 步驟122中進(jìn)行，這個(gè)步驟的主要目的在于檢査是否有大部分的像素都來(lái)自 于同一類型的金融票券，其中，將該多個(gè)鈔票區(qū)段所包含的多個(gè)像素與像素 查詢表124進(jìn)行比較，以決定多個(gè)匹配像素，而該多個(gè)匹配像素是依據(jù)該多 個(gè)像素的色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)在該像素査詢表中的出現(xiàn)頻率來(lái)決定，如果在 一鈔票區(qū)段中發(fā)現(xiàn)該多個(gè)匹配像素，那么本發(fā)明方法就會(huì)在色彩處理圖上記 錄該多個(gè)匹配像素的位置，以作為對(duì)應(yīng)于該有效金融票券的多個(gè)可能的區(qū) 域。與該色彩查詢表類似，像素查詢表124是利用對(duì)于一有效金融票券中多 個(gè)像素取得其色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)而產(chǎn)生，然后再對(duì)于該有效金融票券中該 多個(gè)像素來(lái)計(jì)算該多個(gè)色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)中不同數(shù)值的出現(xiàn)頻率，而伴隨 著相關(guān)像素的色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)的出現(xiàn)頻率便可以用來(lái)決定匹配像素。3. 色彩后置處理
在這個(gè)處理階段中，基于在宏觀(區(qū)塊)層次以及在微觀(像素)層次 所作的精細(xì)結(jié)果，該色彩處理圖是顯示出區(qū)段對(duì)應(yīng)于該有效金融票券的多個(gè) 可能的區(qū)域，然而，由于圖像質(zhì)量的不確定性、背景的差異性以及一些噪聲效應(yīng)等， 一般所產(chǎn)生的是粗略調(diào)整后的色彩處理圖，請(qǐng)參考圖4與圖5以了 解關(guān)于這方面的范例說(shuō)明，圖4是舉例說(shuō)明在色彩處理的各個(gè)階段的處理結(jié) 果，其中，左手邊的圖像是包含有欲檢測(cè)的金融票券的掃描圖像，中間的圖 像是區(qū)段層次的處理步驟110 (辨識(shí)多個(gè)鈔票區(qū)段)的輸出圖像，而其中較 大區(qū)域的多個(gè)區(qū)段是為了色彩辨識(shí)而被檢驗(yàn)，右手邊的圖像是在較高分辨率 的像素層次的處理步驟120之后的輸出圖像，而其中的多個(gè)可能的區(qū)域是在 該色彩處理圖中被辨識(shí)得知，在此請(qǐng)注意，雖然對(duì)應(yīng)于該金融票券的一般區(qū) 域已經(jīng)被辨識(shí)得知，但是同樣也已經(jīng)辨識(shí)出數(shù)量相當(dāng)多的噪聲以及不規(guī)則的 背景成分，同時(shí)在該鈔票區(qū)域中會(huì)有明顯的孔洞，并且在該鈔票區(qū)域的周?chē)?會(huì)有背景噪聲。另外，圖5是利用不具金融票券的輸入圖像來(lái)舉例說(shuō)明，在 此請(qǐng)注意，每一個(gè)相繼的步驟會(huì)進(jìn)一歩縮小潛在的金融票券所在區(qū)域，然而， 盡管沒(méi)有金融票券，但是由噪聲以及背景的一些效應(yīng)，圖5所顯示的像素層 次的處理步驟的輸出圖像仍然會(huì)辨識(shí)出一些可能的金融票券區(qū)域，即使在原 本的掃描圖像中并沒(méi)有任何金融票券。為了清除上述與該色彩處理圖相關(guān)的背景效應(yīng)以及噪聲，可以進(jìn)一步使 用色彩后置處理步驟600，請(qǐng)參考圖6的舉例說(shuō)明，如圖6所示，色彩后置 處理步驟600包含有目標(biāo)對(duì)象分離步驟602、噪聲移除步驟604以及孔洞填 補(bǔ)步驟606，此外，只要沒(méi)有改變本發(fā)明的目的或所教導(dǎo)的原理，均可以進(jìn) 一步在本發(fā)明的其它實(shí)施例中利用不同排列或順序來(lái)進(jìn)行上述這些步驟。上述這三個(gè)子處理步驟會(huì)在后續(xù)的段落中進(jìn)一步闡明。目標(biāo)對(duì)象分離步驟在色彩后置處理步驟600中的第一個(gè)步驟涉及到目標(biāo)對(duì)象分離步驟602， 之所以進(jìn)行目標(biāo)對(duì)象分離步驟602是為了使該色彩處理圖處于良好的狀態(tài)， 其中，本發(fā)明的一實(shí)施例是利用洪水填充算法(flood-fill algorithm)來(lái)將該 色彩處理圖中的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象分開(kāi)，雖然有許多不同的洪水填充算法，但是 本發(fā)明較偏好的一實(shí)施例是使用具有三個(gè)循環(huán)(iteration)的基本八鄰的(8-neighbor)洪水填充算法，然而，只要沒(méi)有改變本發(fā)明的目的或所教導(dǎo) 的原理精神，本發(fā)明的其它實(shí)施例也可以使用其它不同的算法。首先，目標(biāo)對(duì)象分離算法是用于將在該色彩處理圖中的每一個(gè)孤立的目 標(biāo)對(duì)象作標(biāo)示，請(qǐng)參考圖7的舉例說(shuō)明，圖7為該目標(biāo)對(duì)象分離算法的各個(gè) 不同階段，開(kāi)始時(shí)，背景會(huì)被標(biāo)示為第一標(biāo)示值710，如圖7 (a)所示，接 著再于垂直與水平的方向進(jìn)行圖像掃描操作，如果在該圖像掃描操作期間中 有一個(gè)區(qū)塊(即可能的區(qū)域)符合，則該可能的區(qū)域會(huì)被標(biāo)示為第二標(biāo)示值 720，如圖7 (a)所示，在這個(gè)步驟中會(huì)遭遇到兩個(gè)目標(biāo)對(duì)象，而這兩個(gè)目 標(biāo)對(duì)象均被標(biāo)示為第二標(biāo)示值720，接著再繼續(xù)該圖像掃描操作，然而這次 當(dāng)遭遇到每一個(gè)具有第二標(biāo)示值720的目標(biāo)對(duì)象時(shí)，其會(huì)進(jìn)行洪水填充，然 后再被標(biāo)示為第三標(biāo)示值730，如圖7 (b)所示，當(dāng)遭遇到上方具有第二標(biāo) 示值720的目標(biāo)對(duì)象時(shí)，該目標(biāo)對(duì)象就會(huì)被重新標(biāo)示為第三標(biāo)示值730，以 此類推，每一個(gè)具有第二標(biāo)示值720的目標(biāo)對(duì)象都會(huì)因而被洪水填充，然后 再被標(biāo)示為逐次增加的標(biāo)示值，直到?jīng)]有剩下任何具有第二標(biāo)示值720的目 標(biāo)對(duì)象。在圖7 (c)中，當(dāng)遭遇到下方具有第二標(biāo)示值720的目標(biāo)對(duì)象時(shí)， 該目標(biāo)對(duì)象就會(huì)因而被重新標(biāo)示為第四標(biāo)示值740，而當(dāng)此處理步驟完成時(shí)， 每一個(gè)不同的目標(biāo)對(duì)象以及該背景都會(huì)被標(biāo)示為一個(gè)不同的標(biāo)示值，如圖7 所示，有兩個(gè)經(jīng)過(guò)確認(rèn)的目標(biāo)對(duì)象(第三標(biāo)示值730、第四標(biāo)示值740)伴 隨著該背景(第一標(biāo)示值710)。噪聲移除步驟噪聲移除步驟604是用于依據(jù)區(qū)域的判斷標(biāo)準(zhǔn)(region area criteria)來(lái) 移除噪聲，也就是說(shuō)，接下來(lái)的步驟是進(jìn)行噪聲移除步驟604來(lái)降低圍繞在 鈔票區(qū)域外側(cè)的背景噪聲，另夕卜，由于噪聲移除算法(noise removal algorithm) 的原理為此相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)的技術(shù)人員所熟悉，所以便不在此 另行贅述?？锥刺钛a(bǔ)步驟接著，可以在噪聲移除步驟604之后進(jìn)行孔洞填補(bǔ)步驟606，其中，孔 洞填補(bǔ)步驟606是利用孔洞填充算法(hole-filling algorithm)以在被包圍住 的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象中確保具有同一數(shù)值，以改善該色彩處理圖，而該孔洞填充合來(lái)使用，例如在目標(biāo)對(duì)象分離步驟602中所 描述的那種洪水填充算法，請(qǐng)參考圖8的舉例說(shuō)明，圖8是為孔洞填補(bǔ)歩驟 606的操作，從該色彩處理圖中可以看到，多個(gè)可能的區(qū)域以及多個(gè)不可能 的區(qū)域(即背景或多個(gè)孔洞目標(biāo)對(duì)象)分別被標(biāo)示為第一孔洞標(biāo)記(即點(diǎn)狀 標(biāo)示)以及第二孔洞標(biāo)記(即條紋狀標(biāo)示)，如圖8 (a)所示。接著，該多 個(gè)可能的區(qū)域以及該多個(gè)不可能的區(qū)域各自的孔洞標(biāo)記會(huì)被互相對(duì)調(diào)(即原 本的條紋狀標(biāo)示會(huì)被改變?yōu)辄c(diǎn)狀標(biāo)示，而原本的點(diǎn)狀標(biāo)示會(huì)被改變?yōu)闂l紋狀 標(biāo)示)，如圖8 (b)所示。然后，再利用洪水填充算法來(lái)將該背景標(biāo)示為第 三孔洞標(biāo)記(如圖8 (c)所示，其顯示為白色標(biāo)示)，所以，現(xiàn)在對(duì)應(yīng)于該 多個(gè)可能的區(qū)域中該多個(gè)孔洞的第一孔洞標(biāo)記，接著便會(huì)被改變?yōu)樵摰诙?洞標(biāo)記以對(duì)應(yīng)該多個(gè)可能性的區(qū)域，如圖8 (d)所示，如此一來(lái)，該多個(gè)孔 洞就會(huì)被填滿，最后，再將該第二孔洞標(biāo)記改變?yōu)樵瓉?lái)的該第一孔洞標(biāo)記(即 將原本的條紋狀標(biāo)示改變?yōu)辄c(diǎn)狀標(biāo)示)來(lái)辨識(shí)該多個(gè)可能的區(qū)域，并且將該 第三孔洞標(biāo)記改變?yōu)樵摰诙锥礃?biāo)記(即將原本的白色標(biāo)示改變?yōu)闂l紋狀標(biāo) 示)，如圖8 (e)所示。因此，為了進(jìn)一步改善該色彩處理圖以及精確的辨識(shí)與分離有可能對(duì)應(yīng) 于該金融票券的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象，在本發(fā)明的一實(shí)施例中是使用洪水填充算法 以及孔洞填充算法的組合。請(qǐng)參考圖9，圖9是舉例說(shuō)明本發(fā)明色彩處理方法應(yīng)用于包含有金融票 券的圖像時(shí)各個(gè)階段的示意圖，其中，在圖9 (a)中所示的原始的圖像包含 有欲檢測(cè)的該金融票券放置于背景圖像上，而在進(jìn)行區(qū)段層次的處理歩驟 110以及像素層次的處理步驟120之后，對(duì)應(yīng)于該金融票券的區(qū)域會(huì)被粗略 的辨識(shí)于該色彩處理圖中，如圖9 (b)所示，然而，從該背景圖像以及該金 融票券的一些特定區(qū)域中的多個(gè)孔洞會(huì)出現(xiàn)一些額外的噪聲，所以接下來(lái)會(huì) 利用色彩后置處理步驟600以進(jìn)一步使該色彩處理圖變得較為清晰，其中色 彩后置處理步驟600包含有目標(biāo)對(duì)象分離步驟602 (如圖9 (c)所示)以及 孔洞填補(bǔ)步驟606 (如圖9 (d)所示)，而其所產(chǎn)生的圖像接著可以被記錄 到二元決策圖608上，以清楚的定義對(duì)應(yīng)于該金融票券的多個(gè)區(qū)域。圖10為概述本發(fā)明在對(duì)應(yīng)于金融票券的圖像中辨識(shí)出多個(gè)區(qū)域的色彩
處理方法的實(shí)施例的流程圖。假如大體上可以得到相同的結(jié)果，流程iooo 中的步驟不一定需要照?qǐng)D10所示的順序來(lái)執(zhí)行，也不一定需要是連續(xù)的， 也就是說(shuō)，這些步驟的間是可以插入其它的步驟，本發(fā)明方法包含有 步驟1010:將該圖像劃分為多個(gè)區(qū)域。步驟1020:對(duì)于該圖像的各區(qū)段取得色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)。 步驟1030:依據(jù)該圖像的各區(qū)段的該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)于該圖像 的各區(qū)段指派色彩向量。步驟1040:將該圖像的各區(qū)段的該色彩向量與色彩査詢表進(jìn)行比較，以 決定該圖像的各區(qū)段對(duì)應(yīng)于該金融票券的幾率。歩驟1050:選擇具有超過(guò)第一預(yù)設(shè)臨界值的幾率的多個(gè)可能的區(qū)段。 利用上述的實(shí)施例，本發(fā)明提供一種在對(duì)應(yīng)于金融票券的圖像中辨識(shí)出 多個(gè)區(qū)域的色彩處理方法，而本發(fā)明方法可以應(yīng)用于偽造貨幣鈔票的檢測(cè)， 并且同樣可以適用于任意的旋轉(zhuǎn)以及平移對(duì)準(zhǔn)的圖像，此外，該圖像可以包 含金融票券放置在任意的背景上，包括在該圖像內(nèi)有多個(gè)隔離的或獨(dú)立的金 融票券或是具有部分重疊的金融票券，而通過(guò)上述的具有多重階段的流程， 本發(fā)明方法可以將不同的金融票券以及背景圖像隔離出來(lái)，以在掃描圖像中 提供對(duì)應(yīng)于想要金融票券的位置的一個(gè)清楚且簡(jiǎn)要的結(jié)果，因此，本發(fā)明可 以達(dá)到高度精確的檢測(cè)率，與此同時(shí)，本發(fā)明也具有足夠的強(qiáng)健度與彈性以 應(yīng)用在不同的圖像類型以及運(yùn)作條件。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變 化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種在對(duì)應(yīng)于金融票券的圖像中辨識(shí)多個(gè)區(qū)域的色彩處理方法，其特征在于，該色彩處理方法包含有將該圖像劃分為多個(gè)區(qū)段；對(duì)于該圖像的各區(qū)段取得色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)；依據(jù)該圖像的各區(qū)段的該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)于該圖像的各區(qū)段指派色彩向量；將該圖像的各區(qū)段的該色彩向量與色彩查詢表進(jìn)行比較，以決定該圖像的各區(qū)段對(duì)應(yīng)于該金融票券的幾率；以及選擇具有超過(guò)第一預(yù)設(shè)臨界值的幾率的多個(gè)可能的區(qū)段。
2. 如權(quán)利要求1所述的色彩處理方法，其特征在于，還包含有 將該圖像的各個(gè)可能的區(qū)段所對(duì)應(yīng)的多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段的色彩向量與該色彩查詢表進(jìn)行比較；決定該多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段對(duì)應(yīng)于該金融票券的平均幾率；從該多個(gè)可能的區(qū)段中選擇多個(gè)鈔票區(qū)段，而該多個(gè)鈔票區(qū)段的多個(gè)周 圍區(qū)段具有大于第二預(yù)設(shè)臨界值的平均幾率；將該多個(gè)鈔票區(qū)段所包含的多個(gè)像素與像素査詢表進(jìn)行比較，以決定多 個(gè)匹配像素；以及在色彩處理圖上記錄該多個(gè)匹配像素的位置，以作為對(duì)應(yīng)于該金融票券 的多個(gè)可能的區(qū)域。
3. 如權(quán)利要求2所述的色彩處理方法，其特征在于，還包含有 通過(guò)洪水填充算法來(lái)將該色彩處理圖中的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象分離； 依據(jù)噪聲移除算法來(lái)將該色彩處理圖中的噪聲移除； 利用孔洞填充算法來(lái)確保被包圍住的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象具有同一數(shù)值；以及 將修改后的該色彩處理圖記錄到二元決策圖上。
4. 如權(quán)利要求2所述的色彩處理方法，其特征在于，該多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段圍 繞于該圖像的各個(gè)可能的區(qū)段的外側(cè)。
5. 如權(quán)利要求2所述的色彩處理方法，其特征在于，還包含有依據(jù)該多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段的色彩向量在該色彩査詢表中的出現(xiàn)頻率來(lái)決定 該多個(gè)周?chē)鷧^(qū)段的該平均幾率。
6. 如權(quán)利要求2所述的色彩處理方法，其特征在于，還包含有 利用對(duì)于有效金融票券中多個(gè)像素取得其色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生該像素查詢表，以及對(duì)于該有效金融票券中該多個(gè)像素來(lái)計(jì)算該多個(gè)色彩統(tǒng) 計(jì)分布圖數(shù)據(jù)中不同數(shù)值的出現(xiàn)頻率。
7. 如權(quán)利要求2所述的色彩處理方法，其特征在于，還包含有 依據(jù)該多個(gè)像素的色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)在該像素查詢表中的出現(xiàn)頻率來(lái)決定該多個(gè)匹配像素。
8. 如權(quán)利要求1所述的色彩處理方法，其特征在于，該多個(gè)區(qū)段是以部 分重疊的方式來(lái)排列。
9. 如權(quán)利要求5所述的色彩處理方法，其特征在于，該區(qū)段為多個(gè)區(qū)塊。
10. 如權(quán)利要求1所述的色彩處理方法，其特征在于，該色彩統(tǒng)計(jì)分布 圖數(shù)據(jù)為紅綠藍(lán)RGB三原色統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)。
11. 如權(quán)利要求1所述的色彩處理方法，其特征在于，對(duì)于該圖像的各區(qū)段取得該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)的步驟還包含有取得對(duì)應(yīng)于第一顏色的色彩統(tǒng)計(jì)分布圖的分布寬度、對(duì)應(yīng)于該第一顏色 的該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖的中間值、對(duì)應(yīng)于第二顏色的色彩統(tǒng)計(jì)分布圖的分布寬 度、對(duì)應(yīng)于該第二顏色的該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖的中間值、對(duì)應(yīng)于第三顏色的色 彩統(tǒng)計(jì)分布圖的分布寬度以及對(duì)應(yīng)于該第三顏色的該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖的中 間值。
12. 如權(quán)利要求ll所述的色彩處理方法，其特征在于，該圖像的各區(qū)段的該色彩向量是依據(jù)該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)并通過(guò)六度空間來(lái)被定義，且該 六度空間包含有該第一顏色的該分布寬度、該第二顏色的該分布寬度、該第 三顏色的該分布寬度、該第一顏色的該中間值、該第一顏色的該中間值減去 該第二顏色的該中間值以及該第一顏色的該中間值減去該第三顏色的該中 間值。
13. 如權(quán)利要求1所述的色彩處理方法，其特征在于，還包含有利用將有效金融票券的圖像劃分為多個(gè)區(qū)段來(lái)產(chǎn)生該色彩查詢表； 對(duì)于該有效金融票券的各區(qū)段取得色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)； 依據(jù)該有效金融票券的各區(qū)段的該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)于該有效 金融票券的各區(qū)段指派色彩向量；以及計(jì)算該有效金融票券的各區(qū)段所被指派的色彩向量的出現(xiàn)頻率。
14. 如權(quán)利要求13所述的色彩處理方法，其特征在于，還包含有依據(jù)區(qū)段在該色彩査詢表中的出現(xiàn)頻率來(lái)決定該區(qū)段對(duì)應(yīng)于該有效金 融票券的幾率。
15. 如權(quán)利要求13所述的色彩處理方法，其特征在于，該多個(gè)區(qū)段是以 部分重疊的方式來(lái)排列。
16. 如權(quán)利要求1所述的色彩處理方法，其特征在于，該金融票券為美 國(guó)的貨幣。
17. 如權(quán)利要求1所述的色彩處理方法，其特征在于，該金融票券為曰 本的貨幣。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種在對(duì)應(yīng)于金融票券的圖像中辨識(shí)多個(gè)區(qū)域的色彩處理方法，該色彩處理方法包含有將該圖像劃分為多個(gè)區(qū)段；對(duì)于該圖像的各區(qū)段取得色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)；依據(jù)該圖像的各區(qū)段的該色彩統(tǒng)計(jì)分布圖數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)于該圖像的各區(qū)段指派色彩向量；將該圖像的各區(qū)段的該色彩向量與色彩查詢表進(jìn)行比較，以決定該圖像的各區(qū)段對(duì)應(yīng)于該金融票券的幾率；以及選擇具有超過(guò)第一預(yù)設(shè)臨界值的幾率的多個(gè)可能的區(qū)段。因此，本發(fā)明可以達(dá)到高度精確的檢測(cè)率，與此同時(shí)，本發(fā)明也具有足夠的強(qiáng)健度與彈性以應(yīng)用在不同的圖像類型以及運(yùn)作條件。
文檔編號(hào)G06T7/00GK101149837SQ200710103908
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日
發(fā)明者劉旭華, 吳秉泰, 郭宗杰, 郭永民, 黃英杰 申請(qǐng)人:致伸科技股份有限公司