1.一種基于局部二值模式的歐元硬幣國別識(shí)別方法,包括以下步驟:
步驟一:獲取硬幣的灰度圖像,對(duì)獲取的硬幣圖像提取待檢測目標(biāo)區(qū)域,并做尺寸歸一化處理;
步驟二:將目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行環(huán)狀空間分解;
步驟三:提取每一個(gè)環(huán)狀區(qū)域的統(tǒng)一旋轉(zhuǎn)不變局部二值模式,并統(tǒng)計(jì)其直方圖分布特征,然后按照從內(nèi)環(huán)到外環(huán)的順序進(jìn)行組裝,得到最終的硬幣圖像描述特征;
步驟四:利用支持向量機(jī)設(shè)計(jì)分類器,分別按不同幣值設(shè)計(jì)多個(gè)分類器對(duì)不同幣值的歐元硬幣進(jìn)行檢測與識(shí)別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于局部二值模式的歐元硬幣國別識(shí)別方法,其特征在于:所述步驟一具體步驟為
1-1:采用同軸光照明方案,獲取歐元硬幣的灰度圖像I;
1-2:根據(jù)背景灰度值確定閾值th,令
其中IBW為分割后的圖像,I(x,y)為1中坐標(biāo)(x.y)的像素值;
1-3:將二值圖像IBW用大小為10×10像素的均值濾波器進(jìn)行濾波計(jì)算,隨后使用孔洞填充操作;
填充過程公式如下
其中X表示被填充的所有孔洞,迭代k次時(shí)結(jié)束,表示膨脹操作,B為對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)元素,AC表示孔洞區(qū)域的取反;
1-4:濾波后的二值圖像用半徑為10像素的圓形結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行腐蝕操作后,得到掩膜圖像M,通過掩膜圖像M計(jì)算出目標(biāo)區(qū)域面積S、中心O與半徑R;計(jì)算公式如下:
式中m,n為M的邊長,Ox,Oy為O的坐標(biāo),表示M(x,y)值為1的x和y坐標(biāo)值;
1-5:將掩膜圖像M與原圖I進(jìn)行掩膜計(jì)算,得到目標(biāo)區(qū)域圖像I*,表示為I*=I.*M,其中.*為點(diǎn)乘算子;
1-6:在I*中以O(shè)為中心,2*R為邊長提取正方形區(qū)域,并將其歸一化為200×200像素大小的圖像IROI。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于局部二值模式的歐元硬幣國別識(shí)別方法,其特征在于:所述步驟二具體步驟為:在200×200的區(qū)域中,以點(diǎn)(100,100)作為圓心,重疊地生成W=24個(gè)等面積的圓環(huán)模板Ψi,其中第i個(gè)圓環(huán)半徑范圍為其中
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于局部二值模式的歐元硬幣國別識(shí)別方法,其特征在于:所述步驟三具體步驟為:
3-1:將每個(gè)圓環(huán)模板Ψi與原圖I進(jìn)行掩膜處理,得到環(huán)形圖像區(qū)域Ii,Ii=I.*Ψi;
3-2:在Ii中對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)的P個(gè)鄰域的灰度值gp與該點(diǎn)灰度值gc作比較,并做二值化處理得到與gp對(duì)應(yīng)鄰域點(diǎn)的值Sp,計(jì)算如下:
3-3:選取某一鄰域點(diǎn)為起始點(diǎn),按順時(shí)針方向組成當(dāng)前像素點(diǎn)的紋理描述T=[S1 S2S3 S4 S5 S6 S7 S8],隨后通過下式計(jì)算U值,U值為紋理T一個(gè)移位周期內(nèi)值的變化次數(shù)
3-4:將U>2的點(diǎn)劃分為模式值P+1,對(duì)U≤2的點(diǎn)計(jì)算統(tǒng)一旋轉(zhuǎn)不變模式計(jì)算公式如下,
3-5:對(duì)第i個(gè)環(huán)狀空間的模式值作直方圖統(tǒng)計(jì)Hi,按照從內(nèi)環(huán)到外環(huán)的順序進(jìn)行組裝,得到最終的硬幣圖像描述特征F=[H1 H2 H3,...,H24]。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于局部二值模式的歐元硬幣國別識(shí)別方法,其特征在于:所述步驟四具體步驟為:
4-1:使用支持向量機(jī)進(jìn)行分類器設(shè)計(jì),其中支持向量機(jī)的核函數(shù)選用線性核函數(shù);
4-2:采用面積S作為特征,區(qū)分2歐、1歐、50歐分、20歐分、10歐分共5種不同幣值的歐元硬幣;
4-3:采用最終提取的圖像描述特征F,對(duì)不同幣值的歐元硬幣分別選取足夠的訓(xùn)練樣本學(xué)習(xí)得到5個(gè)支持向量機(jī)分類器;
4-4:利用訓(xùn)練好的支持向量機(jī)分類器對(duì)待檢測歐元硬幣圖像進(jìn)行檢測與識(shí)別。