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纸币图像的倾斜校正方法

【摘要】:利用相机获取的纸币图像通常都会有一定程度的倾斜,在进行特征提取和鉴别之前,需要对拍摄的纸币图像进行倾斜校正。因此,本节采用一种更加快速和直接的倾斜校正方法,该方法利用PCA算法直接计算纸币图像的倾斜角度,然后通过一次旋转即可实现纸币图像的倾斜校正。将采集的纸币图像逆时针旋转θ角度,即可获得倾斜校正后的图像。

利用相机获取的纸币图像通常都会有一定程度的倾斜,在进行特征提取和鉴别之前,需要对拍摄的纸币图像进行倾斜校正。传统的基于Hough变换、Radon变换的倾斜校正方法计算过程烦琐,计算量大,并且倾斜校正的精度也不高。因此,本节采用一种更加快速和直接的倾斜校正方法,该方法利用PCA算法直接计算纸币图像的倾斜角度,然后通过一次旋转即可实现纸币图像的倾斜校正。该方法的具体实现过程如下:

(1)将彩色的纸币图像转换为灰度图像,然后按类间最大方差算法(OTSU算法)将灰度图像二值化,在二值化的拍摄图像中纸币部分对应的前景点被标记为“1”,背景点被标记为“0”。

(2)收集二值化纸币图像中所有被标记为“1”的点坐标(x, y),组成一个两行的坐标矩阵D,该坐标矩阵D的第一行是所有被标记为“1”点的y坐标,第二行是所有被标记为“1”点的x坐标,每列是一个被标记为“1”点的坐标,然后分别对第一行的y坐标和第二行的x坐标进行零均值化,即减去自己的平均值。

(3)对零均值化后的坐标矩阵D计算协方差矩阵,可获得一个2×2维的协方差矩阵,然后对该协方差矩阵进行特征值分解,可获得两个特征值及其对应的特征向量

(4)设最大特征值对应的特征向量是vm=(v m1,vm 2),则vm代表的方向就是纸币长边所指向的方向,从而获得纸币的倾斜角度为θ=actan(vm2/vm1)。

(5)将采集的纸币图像逆时针旋转θ角度,即可获得倾斜校正后的图像。