一种用于票据印刷在线检测的可变号码定位方法

摘要

本发明涉及一种用于票据印刷在线检测的可变号码定位方法，其包括步骤S01：采集票据印刷中号码颜色信息，并保存；步骤S02：在线采集票据印刷品图像，采集的图像必须包含一张票据完整图文信息；步骤S03：结合基于八叉树结构的色彩量化方法对采集的图像进行量化和去噪处理；步骤S04：将步骤S03中处理得到图像进行二值化，并对图像从水平方向和垂直方向进行投影，根据号码特点对此进行数据分析，并得到最后号码区域坐标。本发明的方法不需要标准图像模版，避免因获取实际标准票据印品图像而造成的大量浪费，而且处理并没有带入过多的复杂计算，即保证了运算速度又能使得号码定位精度得以提高。

说明书

技术领域

本发明属于印刷技术领域，具体涉及一种用于票据印刷在线检测的可变号码定位方法。 

背景技术

票据印刷往往包含可变信息和不变信息，在印刷过程中一般分两个独立工序进行，即先印刷不变信息，再对可变信息进行印刷。对票据印刷而言，可变信息主要是一些票据号码，这也是票据印刷及其重要的组成部分，票据号码也是票据防伪的重要手段，号码印刷质量的好坏是决定发票印刷质量的最主要因素。

目前对于票据印刷的质量检测已经由人工检测发展到了以机器视觉为基础的在线检测方式。而对于在线检测方式来讲，可变号码的定位是影响检测效果的关键，如果定位不准确，识别过程就无法进行。

现有用于票据印刷在线检测的定位方法主要有以下两种方法：

（1）模式匹配法：该方法通过获取票据号码机中的号码信息，并在线采集票据印品图像进行匹配计算，直到匹配程度满足设定条件时，则定位成功。该方法基于图像模式匹配算法，因此计算量较大，实时定位效率较低，同时通过票据号码机中获取的号码在图像规格上与实际采集的图像规格存在一定差异，在一定程度上也会影响匹配效果，对凭经验设定的匹配条件提出更高要求。

（2）坐标像素投影法：该方法通过将采集图像转换为灰度图像，并设定阈值进行二值化处理，然后将处理完成的图像在纵坐标和横坐标上分别进行像素投影，根据投影得到的结果，并结合票据号码的特点进行数据分析，从而得到定位信息。该方法在进行像素投影时，容易受到票据中其它图案的干扰，从而会影响定位分析的精度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提出了一种用于票据印刷在线检测的可变号码定位方法。由于在票据印刷中，印品色彩一般比较单一，本方法针对票据印刷的这一特点，采用八叉树结构的编码方法，对图像进行量化和去噪，并在此基础上得到可变号码的定位区域，本发明考虑了在线检测对于定位速度和精度两方面的要求。

本发明采用以下方案实现：一种用于票据印刷在线检测的可变号码定位方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S01：采集票据印刷中号码颜色信息，并保存；

步骤S02：在线采集票据印刷品图像，采集的图像必须包含一张票据完整图文信息；

步骤S03：结合基于八叉树结构的色彩量化方法对采集的图像进行量化和去噪处理；

步骤S04：将步骤S03中处理得到图像进行二值化，并对图像从水平方向和垂直方向进行投影，根据号码特点对此进行数据分析，并得到最后号码区域坐标。

在本发明一实施例中，所述步骤S01中采集票据印刷中号码颜色信息是通过人工观察票据的色彩分布，手工记录票据中色彩种类数K，K为大于1的整数，利用CCD摄像头采集票据中号码的颜色信息。

在本发明一实施例中，所述颜色信息采用RBG色彩值来表示，记为                                               ，其中、和分别表示票据号码标准色的R、G、B色彩分量值。

在本发明一实施例中，所述步骤S03中首先基于八叉树结构的色彩量化方法对采集的图像颜色进行编码建立八叉树，将票据图像RGB值中更重要的位放在该八叉树的上层。

在本发明一实施例中，对图像进行量化和去噪处理的具体步骤包括：

步骤S001：扫描整个八叉树，判断色彩八叉树叶节点数量N，N为大于1的整数，如果叶节点数大于事先设定的需要保留的色彩数3，即如果N>3，则对叶节点进行归并；

步骤S002：根据所述编码的规则，进行反推得到3个叶节点对应的RGB值，其中，通过如下公式进行计算：

 

上式中表示八叉树中第i个叶节点所对应色彩与标准色之间的色差值，取其中最小的对应的RGB值，并将其它叶子节点直接删除，建立量化和去噪后的色彩调色板，该调色板主要包含的是图像中每一个像素点RGB值在八叉树中对应的编码；

步骤S003：根据所述的色彩调色板，并根据所述编码的规则的反向规则对原始图像色彩进行量化和去噪。

在本发明一实施例中，所述步骤S001操作时首先查找深度最大的叶节点，在深度相同的情况下优先考虑归并频度最小的叶节点。

在本发明一实施例中，所述归并的具体步骤是：首先读取该叶节点的父节点，接着删除父节点的所有子节点，并把子节点存储的色彩信息传递给父节点，最后将这个父节点设置为叶节点。

在本发明一实施例中，所述步骤S002是通过CCD摄像头在线采集票据印刷品图像。

本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明不需要标准图像模版，避免因获取实际标准票据印品图像而造成的大量浪费。此外，本发明中图像量化和去噪处理过程是在八叉树量化算法的基础上结合了像素投影的方法，并没有带入过多的复杂计算，即保证了运算速度又能使得号码定位精度得以提高。

附图说明

图1是本发明实施例的系统流程示意图。

图2是一种用于票据印刷在线检测的可变号码定位方法实现流程图。

图3是基于八叉树的图像色彩编码规则示意图。

图4是基于八叉树量化去噪方法实施流程图。 

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供一种用于票据印刷在线检测的可变号码定位方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S01：采集票据印刷中号码颜色信息，并保存；

步骤S02：在线采集票据印刷品图像，采集的图像必须包含一张票据完整图文信息；

步骤S03：结合基于八叉树结构的色彩量化方法对采集的图像进行量化和去噪处理；

步骤S04：将步骤S03中处理得到图像进行二值化，并对图像从水平方向和垂直方向进行投影，根据号码特点对此进行数据分析，并得到最后号码区域坐标。

具体的，请参见图2，图2是本实施例较为具体的流程示意图。本实施例包括以下步骤：

（1） 通过人工观察票据的色彩分布，手工记录票据中色彩种类数K，利用CCD摄像头采集票据中号码的颜色信息，该颜色信息采用RBG色彩值来表示，记为，其中、和分别表示票据号码标准色的R、G、B色彩分量值;

（2）通过CCD摄像头在线采集票据印刷品图像，并以RGB颜色格式进行存储，采集的图像必须包含一张完整票据表面的图文信息；

（3）利用基于八叉树结构的色彩量化方法对采集的图像颜色进行编码，其实施流程如图3所示，具体描述如下：

设定量化后图像需要保留的色彩数为3，并设定八叉树的深度为4。将步骤（2）中采集得到的图像的RGB颜色值分布到层状的八叉树中。八叉树每个节点都有8个子节点，深度为4的八叉树最大可以拥有个叶节点，对于票据印刷品表面的色彩分布来讲已经足够，八叉树中每个叶节点到根节点的路径，由颜色的RGB值决定。颜色的RGB分量的二进制编码直接提供了色彩在八叉树节点中的位置。在顶层，取R、G、B分量值的第7位（最高位）组合在一起，形成一个3位的索引值，R、G、B分量的第7位分别位于索引值的2、1、0位上。随着层数的增加，使用的R、G、B分量的位数减小。具体如图2所示，R、G、B颜色分量分别为118（01110110），47(00101111)，209(11010001)的像素点，经过八叉树编码后，第0层子节点的索引为1，第1层子节点的索引为5，第2层子节点的索引为6。这种编码方法将票据图像RGB值中更重要的位放在八叉树的较上层。

（4）根据步骤（1）中采集的颜色信息，结合步骤（2）中生成的八叉树，对图像进行量化和去噪处理。具体步骤如下：

①  扫描整个八叉树，判断色彩八叉树叶节点数量N，如果叶节点数大于事先设定的需要保留的色彩数3，即如果N>3，则对叶节点进行归并。操作时首先查找深度最大的叶节点，在深度相同的情况下优先考虑归并频度最小的叶节点。归并的具体操作是：首先读取该叶节点的父节点，接着删除父节点的所有子节点，并把子节点存储的色彩信息传递给父节点，最后将这个父节点设置为叶节点；

②  扫描结束，此时保留的叶节点数肯定为3个，通过图2所示的编码规则，进行反推得到这3个叶节点对应的RGB值，其中，通过如下公式进行计算。

         

③ 取其中最小的对应的RGB值，并将其它叶子节点直接删除，建立量化和去噪后的色彩调色板，该调色板主要包含的是图像中每一个像素点RGB值在八叉树中对应的编码；

④  根据前面得到的色彩调色板，并按照①中所提出的编码规则的反向规则对原始图像色彩进行量化和去噪。

（5）由于经步骤（4）处理得到的图像中只包含一种颜色，因此可对图像进行快速二值化处理，并对图像从水平方向和垂直方向进行投影，根据号码特点对此进行数据分析，并得到最终号码区域坐标。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。