基于数字图像处理的人民币纸币面值识别

义。
[5]宋宝祥.蛟河伊利石精制造纸涂料级颜料及
2.2.3 加强尾矿用于环境治理的研究。选 应用研究[J].中国非金属矿工业导刊,2001,5:20-
矿尾矿粒度细、比表面积大、粘度大，对特定金 21.
属离子有选择性吸附作用，通过对尾矿的适度 [6]赵国魂.复杂铝硅酸盐矿物的提纯及应用[D].
处理后可作为有效的吸附剂使用，通过处理及 长沙:中南大学,2004.
用 Levenshtein 距离算法，以矩阵的形式给出将
X 变成 Y 的所有可能编辑的操作，然后根据这
个矩阵算出最终结果。在中设矩阵 D（i,j），任何
一个从 D（0，0）到 D（5，5）的路径，都表示了一
个将 X 转变成 Y 的编辑操作序列。从 D（0，0）
开始，算法逐步填充整个矩阵，具体公式如下所
为此提出以提高识别准确率为目的的识 别方法，使用粘连字符分割和句法识别的方法 来识别纸币的面值。
1 面向识别 要进行人民币纸币面值识别，首先要确定 人民币纸币的面向。只有确定出面向，才能准确 定位纸币要识别的特征区域。面向可分为：正面 正向、正面倒向、反面正向和反面倒向。在进行 识别前应先进行预处理，如倾斜校正、滤波等处 理。 在面向识别中，采用目前常用的方法[4]，即 根据灰度来确定。这种方法识别速度快，准确率 高。对纸币图像分割成 9 块区域，进根据每一块 的灰度进行比较，可以得出纸币的面向。
随着科技的发展，很多行业都出现了基于 人民币纸币识别技术的智能化无人收费系统， 节省了大量的人力资源。人民币纸币的识别技 术不仅可以应用在自动售货售票上，也可以应 用到银行的自动存取款机，手机营业厅的自动 交费机等。
目前已有的识别方法主要是利用统计方 法进行识别，如尺寸比较法、模板匹配、人工神 经网络等。人民币纸币在流通中不可避免的会 沾染污迹或磨损。这些方法虽然能快速识别出 纸币的面值，但纸币上的微小污迹或其他图像 噪声对识别结果影响很大，甚至出现无法识别 或错误识别的现象。
迹或磨损，如果面值数字上沾染上污迹，那么现 有的识别方法对污迹并没有太理想的解决办 法。如模板匹配方法，阈值的设定将直接影响到 识别的结果。利用人工神经网络的方法[3]识别面 值，对有污迹的纸币识别效果也不是很理想而 且网络不容易收敛，运算量过大。而利用灰度投 影方法[7]，识别结果受噪声影响比较大。人民币 纸币识别对准确率要求很高，识别算法应在保 证高识别率的基础上尽可能的提高识别速度。 提出的识别方法将粘连字符分割应用到纸币识 别中并采用句法方法进行识别，这种方法受纸 币的污迹影响很小，即使有一些微小磨损或污 迹也能准确识别。
方面，其中，基础研究应包括浮选尾矿机械化 化铝工业可持续发展的重要课题。随着选矿 -
学、热处理过程的物化性质变化规律，浮选尾矿 拜耳法生产氧化铝新工艺的推广应用，对铝土
材料性能及化学改性的基础研究。
矿选矿尾矿综合利用的研究工作开始受到高度
与此同时，开展选矿尾矿在材料领域的应 重视。综合分析铝硅酸盐矿物和铝土矿综合利
可能的排除污迹的影响，达到准确识别的目的。
提出的方法把统计识别和句法识别方法相结
合，实验结果表明，在该方法下对不同面值的纸
币进行识别，识别率可以达到 99%以上，因此
该方法有很好的实用性。
参考文献
[1]范立南,韩晓微,张广渊.图像处理与模式识别
[M].北京：科学出版社，2007,3.
[2] [ 美 ]Rafael C Gonzalez, Richard E Woods,
责任编辑：孙卫国
－69－
回收相关组分，可以拓宽铝土矿尾矿的利用范 [7]王建立,王怀德,黄健.选尾矿生产双快型砂水
围。
泥的研究[J].轻金属,2002,3:7.
[8]王建立,王怀德,黄健.铝土矿选尾矿制备复合 吸水材料的研究[J].轻金属,2004,3:9. [9]张国斌.铝土矿选矿及尾矿综合利用[J].轻金 属,1998,9:5-6. [10] 兰叶; 王毓华; 胡业民; 铝土矿浮选尾矿 基本特性与再利用研究[J].轻金属,2006,11:9.
数字 5 可以描述为：02425；
像每一列找出最上端为 1 的点和最下端为 1 的
对要识别的数字，将其描述出来的字符串
点，行数相减，得到差值 K。
进行匹配识别。对字符串进行匹配，就是对两个
最上端为 1 的点为 f(i1,j1)，最下端为 1 的点 分别具有 m 和 n 个符号的字符串 X 和 Y，衡量
图 1 正面纸币图像
图 2 反面纸币图像 以 50 元人民币纸币为例，图 1 和图 2 分别 为正面和反面灰度化后的图像，两图 A、B 两个 特征区域位置排列和灰度有明显差别，据此可 以判断出纸币的面向。 2 面值识别 目前已有的识别方法主要是识别面值数 字，人民币纸币在流通中不可避免的会沾染污
图7
此外，对尾矿中的 TiO2 、Fe2O3 等有价成分的回 矿物学杂志,2001,4:576-577.
收。在利用尾矿开发新型材料时，TiO2、Fe2O3 等 [4]王万军,张术根,孙振家.用伊利石高岭石质
成分往往是有害的杂质，通过回收或脱除这些 煤矸石试制橡胶填料[J].中南大学学报(自然科
成分，对拓宽铝ห้องสมุดไป่ตู้矿尾矿的利用也具有重要意 学版),2004,5:772.
表1
将表述要被识别的字符的字符串 X 与其 他模板字符串依次匹配，算出 Levenshtein 距 离，距离最小的，就是符合匹配的字符。
3 试验结果
通过扫描仪扫描的不同面值纸币图像共 应用[J].计算机系统与应用,2007, (2):21-27.
200 张，包括第五版及新第五版人民币纸币的 [4]陈慧鹏,杨亮亮,李鸿.模糊集识别法在纸币清
经影响到正常的流通。试验中对可以正常流通 [6]韩贺磊.人民币纸币面额的机器视觉识别方
的纸币，即使有一些小的污迹和破损，也能正确 法研究[D].大连理工大学,2007.
的识别。
[7]张国华.一种基于模板匹配的人民币纸币面
4 结论
额识别方法 [J].沈阳工业大学学报,2005.
提出的识别方法能很好的克服字符上有污
示。最小的 D1，D2 和 D3 被赋值到 D（i,j）中。
D1=D（i,j- 1）+c(λ→a)
2.1
D2=D(i- 1,j) + c(λ→a)
2.2
D3=D(i- 1,j- 1)+ c(λ→a)
2.3
如 0 与 5 的字符串相匹配, 得到矩阵如下
表，可以得出 Levenshtein 距离为 4。
图 3 采用 canny 算子边缘提取
图5
图 6 分割后数字 5 和 0 的图像 此时字符图像已经分离，可以轻易的将字 符分割开。分割后也可以做一下简单的去毛刺 处理。如图 6 所示，是被分割出来的字符 5 和 0。对字符的识别，这里采用句法识别的方法。 2.2 字符的识别 将字符图像分割成 4 个象限，如图 7，按几 何的方法对象限排序，即右上角为第一象限，左 上角为第二象限，左下角为第三象限，右下角为 第四象限。之后判断每个象限的笔画。根据笔画 的不同，列出代表笔画特征的表格，如图 8，可 以得出
Steven L Eddins. 阮 秋 琦 译 . 数 字 图 像 处 理
(MATLAB 版)[M].北京: 电子工业出版社, 2005.
[3]杜选,高明峰.人工神经网络在数字识别中的
责任编辑：张雨
（上接 6 页）
2.2.1 重点加强在材料领
3 结论
域的应用研究。包括基础研究和应用研究两个
铝土矿选矿尾矿的综合利用是保证我国氧
信息科学
基于数字图像处理的人民币纸币面值识别
金曦 张健 邵妍 （辽宁工业大学 电子与信息工程学院，辽宁 锦州 121001）
摘 要：利用粘连字符分割和句法识别的方法，对人民币纸币图像进行识别。经试验证明，该方法能正确识别纸币面值，同时对票面的污迹等噪 声的抑制有很好的效果。
关键词：纸币面值识别；粘连字符分割；句法识别；Levenshtein 距离
料成本和提高尾矿利用率。
的研究。
铝土矿尾矿中的铝硅酸盐矿物在一定温
参考文献
度下烧结后表面活性增加，有一定的空骨架结 [1]王洪涛,刘连文.高岭石胶体的降氟作用机理
构，同时，借助硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和有 [J].南京大学学报(自然科学),2002,6:855.
机硅等的预处理，选矿尾矿可作为橡胶、塑料的 [2]古映莹,廖仁春,吴幼纯等.高岭石-MBT 复合
图8
句法描述格式为：是否空心；第一象限笔
画；第 2 象限笔画；第 3 象限笔画；第四象限笔
画。
数字 0 可以描述为：19876；
图 4 细线化后图像
数字 1 可以描述为：03333；
此时字符依然是粘连的。在二值图像中，
数字 2 可以描述为 ：05842；
白色像素点的值为 1，黑色像素点值为 0。对图
活性填料。
材料的制备及其对 Pb2+的吸附性能 [J]. 贵州化
2.2.2 开展分离提取有用矿物与除杂的研 工,2001,3:23.
究。铝土矿尾矿中氧化铝的含量较高，为提高资 [3]何宏平,郭九皋,朱建喜.蒙脱石、高岭石、伊利
源利用率，有必要开展提取氧化铝的研究工作。 石对重金属离子吸附容量的实验研究[J].岩石
正面和反面图像，其中绝大多数是流通时间较 分中的应用研究[J].华中科技大学国家数控工
长的纸币。在 MATLAB 7.0 中仿真，对纸币图像 程中心,2004.
进行识别。其中正确识别 199 张，错误识别 1 [5]宋铭利.关于去除图像噪音的中值滤波算法
张。错误的原因是该纸币破损和污迹比较大，已 [J].洛阳师范学院院报,2002(5):67-69.
为 f(i2,j2)，K=i2- i1。