[发明专利]基于视觉的硬币尺寸测量算法

说明书

技术领域

本发明涉及了图像处理，硬币清分智能仪器领域，尤其涉及了一种基于视觉的硬币尺寸测量算法。

背景技术

硬币是一种世界范围内最常用的流通货币之一，在日常生活中扮演着重要角色。它以坚固耐用、便于交易、携带方便等优点，广泛地应用在公共交通、公共电话、商业以及其它各种投币自动售货机、投币自动服务和投币自动付费系统中。然而由于其材质，外形等的原因，硬币的回收面临着巨大的困难，因此如何将硬币进行快速有效的识别成为国内外普遍关注，急需解决的问题。

关于硬币清分，最为直观的一种方法就是根据不同硬币的不同直径尺寸来进行清分。传统的方法有：（1）直接采用带有孔洞的机械槽体，使硬币和槽体底板之间产生相对运动，让不同大小的硬币透过相应的圆孔下落而分开从而达到筛选的目的，此方法结构略显笨重，且精度不高。（2）采用红外发射和接收的方法，利用遮光原理来粗测硬币的直径，进而来识别硬币，但其检测精度比较差。

以上这些依据硬币外观尺寸的硬币清分方法对于硬币尺寸的测量精度都不是很高，且结构比较复杂。从而对于那些尺寸上比较接近的硬币，其清分效果不够理想。

发明内容

本发明主要是针对现有技术的不足，提供了一种精确度高、结构简单的基于视觉的硬币尺寸测量算法。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于视觉的硬币尺寸测量算法，其包括：获取硬币图像；硬币图像预处理；对硬币进行直径尺寸测量；其中，所述硬币图像预处理包括：中值滤波，通过3×3模板中值滤波算法来平滑硬币图像；边缘检测，采用自适应的Canny边缘检测算子去除噪声，并保留硬币图像的边缘信息；阈值分割，采用了最大类间方差法来阈值分割硬币图像；连通域检测去除块状噪声，采用了基于八连通域的连通域检测算法，对整幅图像硬币图像进行连通域的检测，再通过连通域所包含像素数的数值，判断硬币图像中含有的噪声块并进行删除。

作为本发明的一优选实施例，所述对硬币进行尺寸检测的具体步骤包括：

在硬币图像的像素点群中任取三点，通过三点确定一圆的方法，找到一个对应的圆心；

遍历硬币图像后，找到重复出现次数最多的圆心，确定其对应的像素点群为硬币图像最外围边缘圆上的像素点；

采用了最小二乘法，对硬币图像最外围边缘圆上的像素点进行拟合，得到硬币的圆心和直径的尺寸。

从上述技术方案可以看出，本发明所述的基于视觉的硬币尺寸测量算法，克服了传统硬币尺寸清分方法精度低、结构复杂等缺点，使得其更适应和方便人们的使用，同时本发明所述的基于视觉的硬币尺寸测量算法，还具有鲁棒性高、便于移植、易于实现的特点。

附图说明

图1是本发明基于视觉的硬币尺寸测量算法一较佳实施例的流程示意图；

图2是3*3区域代表性边缘；

图3是基于八连通域的连通域检测算法；

图4是预处理后的硬币图像；

图5是基于三点拟合的硬币尺寸测量算法；

图6是硬币尺寸测量线性拟合；

图7 硬币尺寸测量实验数据误差分析。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1至图7及表1，图1是本发明基于视觉的硬币尺寸测量算法一较佳实施例的流程示意图；图2是3*3区域代表性边缘；图3是基于八连通域的连通域检测算法；图4是预处理后的硬币图像；图5是基于三点拟合的硬币尺寸测量算法；图6是硬币尺寸测量线性拟合；图7是硬币尺寸测量实验数据误差分析。

一种基于视觉的硬币尺寸测量算法，主要包括以下部分：

（1）获取硬币图像

本发明的硬币图像获取装置主要由光源，高清相机，PC机，以及一个特

殊设计的机械结构组成。通过所设计的特殊的机械结构，我们可以保证每次高清相机的视野中都只有一枚硬币，这样系统可以不断地实时获取一枚硬币的图像，并对其进行分析和处理，同时根据所得到的不同判别结果采取相应的处理动作。

（2）硬币图像预处理

在获得硬币图像后，为了得到有效的图像信息，要对所获得图像进行一

些预处理，以消除不必要的噪声干扰。对硬币图像进行预处理的具体步骤如下：

（a）中值滤波

本发明在获得硬币的图像后，首先采用了一种改进的3×3模板中值滤波算法来平滑硬币图像。