CN104574642B - 一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法的技术方案包括：获取待检测人民币的RGB图像；根据所述RGB图像识别所述待检测人民币的面值面向信息；根据所述面值面向信息定位出变色油墨字符；计算出每个变色油墨字符在红(R)、绿(G)、蓝(B)三个波段的灰度值Gray R、Gray G、Gray B；将所述每个变色油墨字符的Gray R、Gray G、Gray B转化为Lab色彩空间下的灰度值Gray a、Gray b；将所述待检测人民币的Lab色彩特征值与对应的预设条件进行一一判别，判断是否均满足所述预设条件，若至少一个不满足所述预设条件，则所述待检测人民币为假币，所述Lab色彩特征值包括每个变色油墨字符的Gray a、Gray b、字符面积。
Description
技术领域
本发明实施例涉及人民币变色油墨检测领域，具体涉及一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法和一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测装置。
背景技术
目前国内大部分银行要求能准确识别出变色油墨区受到涂污、摩擦或拼接等类型的人民币，并当成伪钞处理。但是由于市场上变色油墨区域受损伪钞在特征上具有多样性、不确定性，比如钞票的纸质产生脱色、变色、变形；或钞票票面有印油污渍、墨水污渍；或钞票票面被涂写字迹等，其检测也一直是钞票识别设备的难点。
传统人民币检测设备针对变色油墨区域检测，主要是通过采集人民币图像信号，如单通道灰度图像或多光谱图像R、G、B三个通道灰度图像，统计出每个变色油墨字符在独立通道图像上的灰度均值分布、相邻字符之间灰度值差异性或字符面积，判断其是否在一定的阈值范围内，如果超出一定阈值范围则判为变色油墨假币。
现有技术中，对于变色油墨字符受到稍微涂污或磨损的情况下，变色油墨字符在灰度值上变化并不明显或处于设定的临界阈值附近，对变色油墨字符特征的描述仅通过从单通道图像或多光谱图像R、G、B三个通道的灰度值进行判断，难以正确识别变色油墨字符受到稍微涂污或磨损的钞票的真伪，降低了变色油墨受损钞票的检测效果。
发明内容
本发明实施例提供一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法和装置，用于对受到稍微涂污或磨损的变色油墨字符的颜色属性进行量化描述，提高变色油墨受损钞票的检测效果。
本发明实施例一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法的技术方案包括：
获取待检测人民币的RGB图像；
根据所述RGB图像识别所述待检测人民币的面值面向信息；
根据所述面值面向信息定位出变色油墨字符；
计算出每个变色油墨字符在红(R)、绿(G)、蓝(B)三个波段的灰度值Gray R、GrayG、Gray B；
将所述每个变色油墨字符的Gray R、Gray G、Gray B转化为Lab色彩空间下的灰度值Gray a、Gray b；
将所述待检测人民币的Lab色彩特征值与对应的预设条件进行一一判别，判断是否均满足所述预设条件，若否，则所述待检测人民币为假币，所述Lab色彩特征值包括每个变色油墨字符的Gray a、Gray b、字符面积。
优选的，
将所述待检测人民币的Lab色彩特征值与对应的预设条件进行一一判别包括：
单个变色油墨字符判别、相邻变色油墨字符判别、单个变色油墨字符面积判别。
优选的，
所述单个变色油墨字符判别包括：
判断所述每个变色油墨字符的Gray a与Gray b的大小、Gray a是否满足对应的预设条件，若否，则为假币。
优选的，
所述相邻变色油墨字符判别包括：
判断一个变色油墨字符的Gray a与另一个变色油墨字符的Gray a的大小、一个变色油墨字符的Gray b与另一个变色油墨字符Gray b的大小是否满足对应的预设条件，若否，则为假币。
优选的，
所述单个变色油墨字符面积判别包括：
判断每个变色油墨字符的字符面积是否满足对应的预设条件，若否，则为假币。
本发明实施例还提供一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测装置，技术方案包括：
获取模块，用于获取待检测人民币的RGB图像；
识别模块，用于识别所述获取模块获取的RGB图像中的面值面向信息；
定位模块，用于根据识别模块识别出的面值面向信息定位出变色油墨字符；
计算模块，用于计算出每个变色油墨字符在红(R)、绿(G)、蓝(B)三个波段的灰度值Gray R、Gray G、Gray B；
转化模块，用于将Gray R、Gray G、Gray B转化为Lab色彩空间下的灰度值Gray a、Gray b；
判断模块，将所述待检测人民币的Lab色彩特征值与对应的预设条件进行一一判别，判断是否均满足所述预设条件，所述Lab色彩特征值包括每个变色油墨字符的Gray a、Gray b、字符面积；
执行模块，若至少一个不满足所述预设条件，则所述待检测人民币为假币。
优选的，
所述判断模块包括单个变色油墨字符判别单元、相邻变色油墨字符判别单元、单个变色油墨字符面积判别单元。
优选的，
所述单个变色油墨字符判别单元包括：
第一判断子单元，判断所述每个变色油墨字符的Gray a与Gray b的大小、Gray a是否满足对应的预设条件；
第一执行子单元，若否，则为假币。
优选的，
所述相邻变色油墨字符判别单元包括：
第二判断子单元，判断一个变色油墨字符的Gray a与另一个变色油墨字符的Graya的大小、一个变色油墨字符的Gray b与另一个变色油墨字符Grayb的大小是否满足对应的预设条件；
第二执行子单元，若否，则为假币。
优选的，
所述单个变色油墨字符面积判别单元包括：
第三判断子单元，判断每个变色油墨字符的字符面积是否满足对应的预设条件；
第三执行子单元，若否，则为假币。
本发明实施例的有益效果是：
通过获取的待检测人民币的RGB图像，识别出待检测人民币的面值面向信息，根据面值面向信息定位出变色油墨字符，计算出每个变色油墨字符在红、绿、蓝三个波段的灰度值Gray R、Gray G、Gray B，然后将计算出的Gray R、Gray G、Gray B转化为Lab色彩空间下的灰度值Gray a、Gray b，由于Lab色彩空间包括亮度分量L、从绿到红的a分量和从蓝到黄的b分量，所以Gray a、Gray b对变色油墨字符的颜色属性进行了量化描述，然后将Gray a、Gray b与对应的预设条件进行一一判别，判断是否均满足对应的预设条件，由于真币和假币的变色油墨的颜色属性差别大，通过对比变色油墨的颜色属性，对于变色油墨稍微涂污或摩擦的情况下，依然具有较强的检测效果，提高设备对正常真钞的接受率。
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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法的一个实施例流程示意图；
图2是本发明实施例一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法和装置，用于对受到稍微涂污或磨损的变色油墨字符的颜色属性进行量化描述，提高变色油墨受损钞票的检测效果。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法的一个实施例包括：
101、获取待检测人民币的RGB图像；
本实施例中，可以通过多光谱识别装置采集待检测人民币在RGB光谱下的图像，也可以通过其它方式获取RGB图像，此处具体不做限定。
102、根据RGB图像识别待检测人民币的面值面向信息；
本实施例中，待检测人民币的面值包括100、50、20等，面向可以分为四种：正面向上，正面向下，背面向上和背面向下。通过不同面额钞票图案特征的差异性实现待检测人民币的面值面向识别。
103、根据面值面向信息定位出变色油墨字符；
本实施例中，根据识别出的面值面向信息，定位出变色油墨字符所在的区域。
104、计算出每个变色油墨字符在红(R)、绿(G)、蓝(B)三个波段的灰度值Gray R、Gray G、Gray B；
本实施例中，对变色油墨字符进行分割，计算出每个变色油墨字符在红(R)、绿(G)、蓝(B)三个波段的灰度值Gray R、Gray G、Gray B，也就是计算出每个变色油墨字符在红(R)、绿(G)、蓝(B)三个通道的灰度值Gray R、Gray G、Gray B。
105、将每个变色油墨字符的Gray R、Gray G、Gray B转化为Lab色彩空间下的灰度值Gray a、Gray b；
本实施例中，将每个变色油墨字符的Gray R、Gray G、Gray B按照转化公式转化为Lab色彩空间下的灰度值Gray a、Gray b。
106、将待检测人民币的Lab色彩特征值与对应的预设条件进行一一判别，判断是否均满足预设条件，若否，则执行步骤107。
本实施例中，Lab色彩特征值包括每个变色油墨字符的Gray a、Gray b、字符面积；将待检测人民币的Lab色彩特征值与对应的预设条件进行一一判别，若至少一个不满足预设条件，则执行步骤107。
107、待检测人民币为假币。
本实施例中，一一判别是指待检测人民币的Lab色彩特征值是否满足对应的预设条件，若其中一个不满足，则待检测人民币为假币。
本实施例中，通过获取的待检测人民币的RGB图像，识别出待检测人民币的面值面向信息，根据面值面向信息定位出变色油墨字符，计算出每个变色油墨字符在红、绿、蓝三个波段的灰度值Gray R、Gray G、Gray B，然后将计算出的Gray R、Gray G、Gray B转化为Lab色彩空间下的灰度值Gray a、Gray b，由于Lab色彩空间包括亮度分量L、从绿到红的a分量和从蓝到黄的b分量，所以Gray a、Gray b对变色油墨字符的颜色属性进行了量化描述，然后将Gray a、Gray b与对应的预设条件进行一一判别，判断是否均满足对应的预设条件，由于真币和假币的变色油墨的颜色属性差别大，通过对比变色油墨的颜色属性，对于变色油墨稍微涂污或摩擦的情况下，依然具有较强的检测效果，提高设备对正常真钞的接受率。
需要说明的是，将待检测人民币的Lab色彩特征值与对应的预设条件进行一一判别可以包括单个变色油墨字符判别、相邻变色油墨字符判别、单个变色油墨字符面积判别，下面分别进行说明：
(1)单个变色油墨字符判别
判断每个变色油墨字符的Gray a与Gray b的大小、Gray a是否满足对应的预设条件，若否，则为假币。
(2)相邻变色油墨字符判别
判断一个变色油墨字符的Gray a与另一个变色油墨字符的Gray a的大小、一个变色油墨字符的Gray b与另一个变色油墨字符Gray b的大小是否满足对应的预设条件，若否，则为假币。
(3)单个变色油墨字符面积判别
判断每个变色油墨字符的字符面积是否满足对应的预设条件，若否，则为假币。
采用上述方式进行一一判别，提高变色油墨受损钞票的检测效果的同时，提高了操作的灵活性。
请参阅图2，本发明实施例一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测装置的一个实施例包括：
获取模块201，用于获取待检测人民币的RGB图像；
识别模块202，用于识别获取模块201获取的RGB图像中的面值面向信息；
定位模块203，用于根据识别模块202识别出的面值面向信息定位出变色油墨字符；
计算模块204，用于计算出每个变色油墨字符在红(R)、绿(G)、蓝(B)三个波段的灰度值Gray R、Gray G、Gray B；
转化模块205，用于将Gray R、Gray G、Gray B转化为Lab色彩空间下的灰度值Graya、Gray b；
判断模块206，将待检测人民币的Lab色彩特征值与对应的预设条件进行一一判别，判断是否均满足预设条件，Lab色彩特征值包括每个变色油墨字符的Gray a、Gray b、字符面积。
执行模块207，若至少一个不满足预设条件，则待检测人民币为假币。
本实施例中，判断模块206可以进一步包括：单个变色油墨字符判别单元、相邻变色油墨字符判别单元、单个变色油墨字符面积判别单元。
单个变色油墨字符判别单元可以包括：
第一判断子单元，判断每个变色油墨字符的Gray a与Gray b的大小、Gray a是否满足对应的预设条件；
第一执行子单元，若否，则为假币。
相邻变色油墨字符判别单元可以包括：
第二判断子单元，判断一个变色油墨字符的Gray a与另一个变色油墨字符的Graya的大小、一个变色油墨字符的Gray b与另一个变色油墨字符Gray b的大小是否满足对应的预设条件；
第二执行子单元，若否，则为假币。
单个变色油墨字符面积判别单元可以包括：
第三判断子单元，判断每个变色油墨字符的字符面积是否满足对应的预设条件；
第三执行子单元，若否，则为假币。
本实施例中，首先，获取模块201获取到待检测人民币的RGB图像，然后识别模块202识别出面值面向信息，定位模块203实现变色油墨字符的定位和分割，计算模块204和转化模块205统计出每个变色油墨字符的Lab色彩特征值，实现颜色信息的量化和特征统计，最后判断模块206对量化后的颜色值进行各项一一判别，执行模块207实现对变色油墨的检测，提高变色油墨受损钞票的检测效果；
其次，判断模块206可以采用多种方式一一判别，提高了操作的灵活性。
下面以100元面值人民币的变色油墨为例进行详细说明。
Lab色彩空间是比较接近于人类视觉的一种颜色空间，其中L(Luminos i ty)表示亮度，a和b表示两种颜色的对立维度。其中L的值域由0到100，表示从黑到纯白，a表示从红色至绿色的范围，a的取值为+127至-128，b表示从蓝色至黄色的范围，b的取值为+127至-128，正为暖色、负为冷色。Lab色域宽阔很广，它不仅包含了RGB、CMYK的所有色域，还能表现它们不能表现的色彩。人的肉眼能感知的色彩，都能通过Lab模型表现出来。另外，Lab色彩模型还能弥补RGB色彩模型色彩分布不均的不足，因为RGB模型在蓝色到绿色之间的过渡色彩过多，而在绿色到红色之间又缺少黄色和其他色彩。
根据人眼感知的颜色，100元人民币变色油墨字符从正面观测颜色为绿色，根据Lab颜色空间模型，绿色的主分量在a轴的负方向上，a越趋近于负方向表示颜色越绿，并且|a|>|b|。
具体步骤包括：
(1)多光谱图像获取。利用多光谱识别装置获取100元面额钞票在RGB光谱下的图像。
(2)根据100元面额的RGB图像识别对应的面值面向信息；
(3)根据100元的面值面向信息定位出变色油墨字符所在区域，并对单个变色油墨字符进行分割；
(4)计算出每个变色油墨字符在红(R)、绿(G)、蓝(B)三个波段的灰度值Gray R、Gray G、Gray B；
(5)将每个变色油墨字符的Gray R、Gray G、Gray B转化为Lab色彩空间下的灰度值Gray a、Gray b；
转换公式为：
Gray L＝0.2126*Gray R+0.7152*Gray G+0.0722*Gray B
Gray a＝1.4749*(0.2213*Gray R-0.3390*Gray G+0.1177*Gray B)+128；
Gray b＝0.6245*(0.1949*Gray R+0.6057*Gray G-0.8006*Gray B)+128；
*意思为乘积。
(6)统计Lab色彩特征值；
首先统计出“100”三个字符Lab均值分布，分别记为“1”(Gray L1,Gray a1,Grayb1)、“0”(Gray L0,Gray a0,Gray b0)、“0”(Gray L00,Gray a00,Gray b00)；其次统计满足正常变色油墨Lab色彩分布的字符面积,分布记为“1”(Lab Area1)、“0”(Lab Area0)、“0”(Lab Area00)。
以正常100元人民币为例，统计三个变色油墨字符颜色，分别为：
“1”(Gray L1＝100，Gray a1＝-9，Gray b1＝8)、
“0”(Gray L0＝100，Gray a0＝-9,Gray b0＝8)、
“0”(Gray L00＝100，Gray a00＝-9,Gray b00＝8)；
满足Lab颜色特征的三个字符的面积分布为“1”(Lab Area1＝44)、“0”(Lab Area0＝80)、“0”(Lab Area00＝80)。
当其中一个变色油墨字符“1”被涂污后，三个字符的Lab颜色变为：
“1”(Gray L1＝98,Gray a1＝-1,Gray b1＝8)、
“0”(Gray L0＝100，Gray a0＝-9,Gray b0＝8)、
“0”(Gray L00＝100，Gray a00＝-9,Gray b00＝8)；
满足Lab颜色特征的三个字符的面积分布为“1”(Lab Area1＝10)、“0”(Lab Area0＝80)、“0”(Lab Area00＝80)。
可以看出Gray a1、Lab Area1两个特征值发生大的波动，而相对Gray L1、GrayL0、Gray L00三个值波动相对较小，因此不做判断。
(7)将待检测人民币的Lab色彩特征值与对应的预设条件进行一一判别。
根据对每个钞票统计出的变色油墨Lab色彩特征值和正常钞票的比较，实现对变色油墨区的判别。
判别条件1，单个变色油墨字符Lab色彩特征值判别。三个变色油墨字符分别进行以下逻辑判别，满足所有条件为真币，否则为假币：
|Gray a1|>|Gray b1|
|Gray a1-(-9)|<3
|Gray a0|>|Gray b0|
|Gray a0-(-9)|<3
|Gray a00|>|Gray b00|
|Gray a00-(-9)|<3
判别条件2、相邻变色油墨字符Lab色彩特征值判别。根据正常变色油墨相邻字符间的Lab色彩值波动较小的特征，如果波动较大可能为变色油墨受损字符，分别进行以下逻辑判别，满足所有条件为真币，否则为假币：
|Gray a1-Gray a0|<3
|Gray b1-Gray b0|<3
|Gray a1-Gray a00|<3
|Gray b1-Gray b00|<3
|Gray a0-Gray a00|<3
|Gray b0-Gray b00|<3
判别条件3、单个变色油墨字符面积判别。分别对每个字符统计满足判别条件1的像素点的个数Lab Area1、Lab Area0、Lab Area00，并进行以下逻辑判别，满足所有条件为真币，否则为假币：
|Lab Area1-44|<10
|Lab Area0-80|<10
|Lab Area00-80|<10
同时满足判决条件1、判决条件2、判决条件3的钞票为正常钞票，否则为变色油墨受损伪钞。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法，其特征在于，包括：
获取待检测人民币的RGB图像；
根据所述RGB图像识别所述待检测人民币的面值面向信息；
根据所述面值面向信息定位出变色油墨字符；
计算出每个变色油墨字符在红(R)、绿(G)、蓝(B)三个波段的灰度值Gray R、Gray G、Gray B；
将所述每个变色油墨字符的Gray R、Gray G、Gray B转化为Lab色彩空间下的灰度值Gray a、Gray b；
将所述待检测人民币的Lab色彩特征值与对应的预设条件进行单个变色油墨字符判别、相邻变色油墨字符判别和单个变色油墨字符面积判别，判断是否均满足所述预设条件，若否，则所述待检测人民币为假币，所述Lab色彩特征值包括每个变色油墨字符的Gray a、Gray b、字符面积。
2.根据权利要求1所述的一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法，其特征在于，所述单个变色油墨字符判别包括：
判断所述每个变色油墨字符的Gray a与Gray b的大小关系是否满足预设条件，同时判断Gray a是否满足对应的预设条件，若否，则为假币。
3.根据权利要求2所述的一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法，其特征在于，所述相邻变色油墨字符判别包括：
判断一个变色油墨字符的Gray a与另一个变色油墨字符的Gray a的大小、一个变色油墨字符的Gray b与另一个变色油墨字符Gray b的大小是否满足对应的预设条件，若否，则为假币。
4.根据权利要求3所述的一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测方法，其特征在于，所述单个变色油墨字符面积判别包括：
判断每个变色油墨字符的字符面积是否满足对应的预设条件，若否，则为假币。
5.一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待检测人民币的RGB图像；
识别模块，用于识别所述获取模块获取的RGB图像中的面值面向信息；
定位模块，用于根据识别模块识别出的面值面向信息定位出变色油墨字符；
计算模块，用于计算出每个变色油墨字符在红(R)、绿(G)、蓝(B)三个波段的灰度值Gray R、Gray G、Gray B；
转化模块，用于将Gray R、Gray G、Gray B转化为Lab色彩空间下的灰度值Gray a、Grayb；
判断模块，将所述待检测人民币的Lab色彩特征值与对应的预设条件进行单个变色油墨字符判别、相邻变色油墨字符判别和单个变色油墨字符面积判别，判断是否均满足所述预设条件，所述Lab色彩特征值包括每个变色油墨字符的Gray a、Gray b、字符面积；
执行模块，若至少一个不满足所述预设条件，则所述待检测人民币为假币。
6.根据权利要求5所述的一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测装置，其特征在于，所述单个变色油墨字符判别单元包括：
第一判断子单元，判断所述每个变色油墨字符的Gray a与Gray b的大小关系是否满足预设条件，同时判断Gray a是否满足对应的预设条件；
第一执行子单元，若否，则为假币。
7.根据权利要求6所述的一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测装置，其特征在于，所述相邻变色油墨字符判别单元包括：
第二判断子单元，判断一个变色油墨字符的Gray a与另一个变色油墨字符的Gray a的大小、一个变色油墨字符的Gray b与另一个变色油墨字符Grayb的大小是否满足对应的预设条件；
第二执行子单元，若否，则为假币。
8.根据权利要求7所述的一种基于Lab色彩空间的人民币变色油墨检测装置，其特征在于，所述单个变色油墨字符面积判别单元包括：
第三判断子单元，判断每个变色油墨字符的字符面积是否满足对应的预设条件；
第三执行子单元，若否，则为假币。
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