一种计算钞票偏转角度的方法

技术领域

本发明属于薄片类纸质介质图像处理领域，特别是适用于计算图像中钞票的偏转角度。

背景技术

由于客观原因，利用传感器扫描得到的钞票在图像中往往是倾斜的，影响后面的图像处理过程；我们想要求得钞票的偏转角度，并按照这个角度旋转图像得到一幅钞票是挺直的新图像。因为面值面向识别、钞票鉴伪以及冠字号识别等过程都要使用钞票区域的某个相对位置，如果旋转后的新图像中钞票还是倾斜的，那么钞票的边界就无法确定，相对位置更不会准确。因此对图像中钞票偏转角度的计算，一直是各大银行比较关注的点。

计算偏转角度的常规方法是通过上边界或下边界所在直线的斜率得到，而现有技术通过指定上边界查找范围来求取两个上边界上的点。这样计算得到的偏转角度可能是不准确的，未解决上述问题。

因此为了更加精准计算钞票偏转角度，需要设计一种新的上边界斜率的求取方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种计算钞票偏转角度的方法，能准确反馈钞票的偏转角度，从而满足高速存取款过程的要求。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种计算钞票偏转角度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，假设得到的扫描图像偏斜角度小于45°，再将图像做二值化处理；

第二步，获得钞票上边界所在直线的斜率：满足公式1条件中的点

其中：

第三步，使用上边界所在直线的斜率求得偏转角度。

作为优选的，第二步中，采用公式2通过最小二乘法做线性拟合求得上边界所在直线的斜率，

其中：

作为优选的，通过公式3计算得到偏转角度theta，

theta=arctan(phi) 公式3

其中：phi是上边界所在直线的斜率。

本发明的有益效果在于：

本发明改了常规仅采用两个点来确定上边界直线斜率的方法，通过新设计的公式作为限制条件，保证筛选出的点既满足位于上边界上的要求，又保证点的数量处于合理范围内，从而在保证计算准确度的基础上保证了计算时间。

附图说明

图1是扫描图像原图。

图2是图1的二值化图像。

图3是以图像左上角为原点建立的直角坐标系。

图4是以图像中心点为原点建立的数学坐标系。

图5是背景技术中寻找上边界的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。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。

第一步，假设得到的扫描图像偏斜角度小于45°，再将图像做二值化处理；

在存取款设备的存钞口上有止逆轮和磨钞轮，若设置两侧的限宽缝大小一致，则钞票在存钞的传送过程中就不会出现特别严重的倾斜，钞票图像也就不会有那么大的倾斜角度，出现轻微倾斜是由于钞票在存钞口存放倾斜或者钞票表面有褶皱等原因造成的。因此本申请的技术方案针对的是这种轻微倾斜的钞票。

给定一幅扫描得到的图像（如图1所示），钞票的背景是黑色的，且钞票的边缘比较清晰。将扫描得到的图像进行二值化得到二值化图像（如图2所示）。

第二步，获得钞票上边界所在直线的斜率；上边界所在直线的斜率准确度直接影响了偏转角度，因此必须寻找一种可靠的方法使得得到的直线斜率误差尽可能小。

现有技术中的做法是：分别从二值化图像第

注意到，图像坐标应转换为数学坐标。

如图3所示，以图像左上角为原点建立的直角坐标系，其中，点

图像上的数学坐标系以图像中心点为原点，如图4所示，因此，图像坐标与数学坐标按关系转换：

然后根据公式计算得到偏转角度，

然而，这样计算得到的偏转角度可能是不准确的，一方面，二值化图像的第

为了减小误差，我们需要使用上边界的多个点来拟合一条直线，多点拟合出的直线斜率误差更小。

本方案中提出了一种新的方法，能够快速寻找到上边界上多个点，且可靠度高。按照下面的条件筛选上边界上的点：

假设二值化图像的部分像素信息如表1所示：

则根据筛选条件得到的上边界上的点如黑色加粗部分所示，对于上边界斜率的准确度来说这些点越多越好，但是考虑到钞票是不间断实时传送的，也要保证效率，留给钞票偏转角度的计算时间有限，因此需要在有限的时间内找到尽可能多的点来用于下步的线性拟合。本算法的优势在于可以快速准确获取钞票的上边界信息。

将筛选得到的点的数学坐标依次记录到数组X和数组Y中，

其中，

本步骤中采用了公式1筛选出上边界的点，公式1中含有5个子公式，同时满足5个子公式才是符合要求的像素点，在公式1中要求筛选出的点其正上方、右上方和左上方的像素值为255，筛选出的点以及其正下方的像素值为0，仅限制5个点的像素值，就可以准确得到上边界上的点，不需要额外计算其他方向的像素值，降低了计算时间。且通过多次反复试验，验证通过所述5个点的像素值限制筛选出的点均位于上边界上。

而再降低限制条件，也可以考察4个点甚至3个点的像素值，筛选出的点数量将大大增多，严重降低了计算时间，在实际应用中并不适用。

首先，通过筛选三个连续的白色(像素值为255)像素点可以初步断定背景区域，接着，从三个连续点的中点出发查找黑色(像素值为0)像素点，从快速性和准确性出发，设置查找两个点即为符合要求的条件。虽然这个限制条件可能查找到噪点，但是因为线性拟合的特性，噪点对直线的斜率影响极小。通过本方法计算出的斜率准确度极高。

第三步，计算偏转角度；使用上边界所在的直线的斜率来求偏转角度。

通过上步骤得到的数组，使用最小二乘法做线性拟合，得到上边界直线斜率。

再通过上边界直线斜率计算得到偏转角度，theta=arctan(phi)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。