Способ детектирования флуоресцирующих клеевых пятен на изображениях документов, удостоверяющих личность, в УФ спектре Российский патент 2024 года по МПК G01N21/64 G06V10/56 

Заявленное техническое решение относится к области проверок, специально предназначенных для определения идентичности, или подлинности бумажных денег или аналогичных ценных бумаг, или для отделения чужеродных купюр или иных, отличных от проверяемых, в частности, к области детектирования флуоресцирующих клеевых пятен на изображениях документов, удостоверяющих личность, в УФ спектре.

К защитным элементам, которые могут наблюдаться в УФ спектре, относятся следующие: специальная бумага, имеющая низкую светимость в условиях УФ подсветки; определенного вида изображения на страницах документа, видимые только при УФ-облучении; различные волокна, добавляемые в бумагу и окрашенные флуоресцентными пигментами, и другие. Таким образом, решение поставленной задачи осложняется целым рядом факторов: большим количеством флуоресцирующих защитных элементов, высокой фоновой светимостью фотографии владельца, текстовым заполнение документа, неоднородностью клеевых пятен. Кроме этого, контраст клеевых пятен с фоном может варьироваться ввиду того, что несовершенство сканирующих устройств или ошибки в процессе настройки сканера могут приводить к засвету бумаги.

Из уровня техники неизвестны способы, связанные с детекцией клеевых пятен. Однако были выявлены источники информации, посвященные поиску различных флуоресцирующих защитных элементов на документах и денежных купюрах. Например, одним из защитных элементов, детектируемым на документах в ультрафиолете, являются флуоресцирующие волокна. В источники информации (Kunina I.A. et al. A method of fluorescent fibers detection on identity documents under ultraviolet light //Twelfth International Conference on Machine Vision (ICMV 2019). - SPIE, 2020. - T. 11433. - C. 89-96) предлагается метод для сегментации волокон на изображениях документов в ультрафиолете. Предлагаемый метод состоит из следующих последовательных этапов: подавление текстовой информации на документе и стабилизация фона за счет применения морфологических операций открытия и закрытия; поиск точек, образующих хребты на основе анализа яркости изображения в локальной окрестности; группировка найденных точек в компоненты связности и фильтрация групп по количеству элементов. Использование локальных областей для поиска хребтов яркости не позволяет адаптировать данный метод для работы с флуоресцирующими объектами произвольной формы и размера. Кроме документов флуоресценция активно применяется при изготовлении денежных купюр для создания различных защитных элементов (см. Mann М., Shukla S., Gupta S.A comparative study on security features of banknotes of various countries //Int. J. Multidiscip. Res. Dev. - 2015. - T. 2. - C. 83-91). К наиболее популярным здесь защитным элементам относятся различные рисунки, надписи или паттерны, светящиеся в ультрафиолете.

В источнике информации (Chae S.Н., Kim J.K., Pan S.В. A study on the Korean banknote recognition using RGB and UV information //International Conference on Future Generation Communication and Networking. - Springer, Berlin, Heidelberg, 2009. - C. 477-484) для определения подделок банкнот предлагается использовать сравнение идеальной маски флуоресцирующих элементов с полученной на этапе детектирования. Предлагаемые методы сравнения базируются на анализе только заведомо флуоресцирующих областей и не позволяют решать задачу детектирования ложных флуоресцирующих элементов.

В источнике информации (Lee K.Н., Park Т.Н. Image segmentation of UV pattern for automatic paper-money inspection //2010 11th International Conference on Control Automation Robotics & Vision. - IEEE, 2010. - C. 1175-1180) описывается система для сегментации ультрафиолетовых шаблонов на различных денежных банкнотах. В рамках задачи авторы предлагают использовать зеленый канал исходного RGB изображения для повышения контраста УФ шаблонов и уменьшения влияния фоновой светимости. В ходе решения задачи отделения паттерна от фона применяется модель Гауссовой смеси для построения мультимодальных характеристик гистограммы яркости пикселей в зеленом канале. На основе полученных характеристик производится сегментация искомых шаблонов. В отличие от данного метода предлагаемое в заявке решение не использует анализ глобальной гистограммы яркости для решения задачи сегментации, а опирается на локальные морфологические операции, что позволяет обеспечить надежную работу детектора на реальных изображениях документов с неравномерным освещением.

Из источника информации (см. патент US 8749767 В2, опублик. 10.06.2014) известны системы и способы обнаружения ленты на документе. В одном варианте осуществления способ включает захват первого изображения документа. Первое изображение фиксируется, когда по меньшей мере часть документа подвергается первому электромагнитному излучению. Способ включает захват второго изображения документа. Второе изображение захватывают, когда по меньшей мере часть документа подвергается второму электромагнитному излучению. Способ также включает в себя сравнение первого изображения со вторым изображением, чтобы определить, приклеена ли лента к документу.

Задачей заявленного изобретения является устранение недостатков известного уровня техники. Технический результат заключается в обеспечении способа детектирования флуоресцирующих клеевых пятен на изображениях документов, удостоверяющих личность, в УФ спектре, который позволяет обеспечить надежную работу детектора на реальных изображениях документов с неравномерным освещением за счет обеспечения возможности детекции флуоресцирующих клеевых пятен в условиях присутствия флуоресцирующих защитных элементов и неравномерного освещения страницы документа, в том числе флуоресцирующих объектов произвольной формы и размера и ложных флуоресцирующих элементов.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается посредством заявленного способа детектирования флуоресцирующих клеевых пятен на изображениях документов, удостоверяющих личность, в УФ спектре.

Осуществление изобретения.

Рассмотрим изображение страницы документа в УФ, такое что на изображении присутствует ровно одна страница документа, проективные искажения которой отсутствуют, а сама страница занимает всю площадь входного изображения. Под клеевыми пятнами подразумеваем флуоресцирующие области с синим или голубым цветовым тоном. Предлагаемый метод состоит из следующих этапов: выделение областей с характерным цветовым тоном; выделение флуоресцирующих пятен; выделение границ флуоресцирующих областей; получение предварительной маски клеевых пятен; фильтрация полученных областей и принятие решения о наличии клеевых пятен. Блок-схема всего алгоритма проверки наличия клеевых пятен на бланке документа приведена на фиг. 1.

Выделение областей с характерным цветовым тоном

Пусть дано входное изображение страницы документа в формате RGB (см. фиг. 2а). Переведем исходное изображение в цветовое пространство HSV. На получившемся изображении выделяются пиксели имеющие заданный цветовой тон. Результатом работы алгоритма выделения областей с характерным цветовым тоном является бинарная карта (см. фиг. 2б), где пиксели, отличные от нуля, имеют тон в интервале

Выделение флуоресцирующих пятен

Для поиска флуоресцирующих пятен используем голубой канал (см. фиг. 3а) исходного RGB изображения. Подвергаем изображение морфологической операции закрытия по квадратному примитиву для получим изображение (см. фиг. 3б) с подавленной текстовой информацией. Далее подвергают получившееся изображение морфологической операции открытия по квадратному примитиву большего размера для получения изображения фона (см. фиг.3в) документа. Затем поэлементно вычитают из исходного голубого канала получившееся изображение фона для выделения светящихся пятен на документе. Получившееся изображение бинаризуют по порогу для получения бинарной карты флуоресцирующих пятен (см. фиг. 3г).

Выделение границ флуоресцирующих областей

Для поиска границ флуоресцирующих областей используем голубой канал (см. фиг. 4а) исходного RGB изображения. Подвергают изображение морфологической операции закрытия по квадратному примитиву для получим изображение (см. фиг. 4б) с подавленной текстовой информацией. Далее подвергают получившееся изображение морфологической операции эрозии по квадратному примитиву (см. фиг. 4в). Затем поэлементно вычитают из исходного голубого канала получившееся изображение для выделения границ светящихся областей документа. Получившееся изображение бинаризуют по порогу для получения бинарной карты границ флуоресцирующих областей (см. фиг. 4г).

Получение предварительной маски клеевых пятен

Для получения маски флуоресцирующих областей (см. фиг. 5г), похожих на клеевые пятна, складывают соответствующие значения пикселей маски флуоресцирующих пятен (см. фиг.5а) и границ областей (см. фиг. 5б) и домножают попиксельно на маску пикселей с характерным цветовым тоном (см. фиг. 5в).

Фильтрация полученных областей и принятие решения о наличии клеевых пятен Для фильтрации нестатических элементов последовательно применяют к маске клеевых пятен (см. фиг.6а) морфологические операции закрытия и открытия по небольшим квадратным примитивам. Для устранения статических флуоресцирующих элементов документа из пикселей получившегося изображения вычитают соответствующие пиксели маски зон этих элементов (см. фиг. 6б). Результатом работы алгоритма является бинарная карта клеевых пятен (см. фиг. 6в), где пиксель, отличный от нуля, считаются принадлежащим клеевому пятну. Если на полученном изображении присутствуют ненулевые пиксели, то принимается решения о наличии клеевых пятен на изображении.

На фигурах представлены:

Фиг. 1: Блок-схема всего алгоритма проверки наличия клеевых пятен на бланке документа

Фиг. 2: Пример выделения областей с характерным цветовым тоном. На фигуре представлены: (а) исходное изображение; (б) маска областей с характерным цветовым тоном

Фиг.3: Пример выделения флуоресцирующих пятен. На фигуре представлены: (а) голубой канал исходного RGB изображения; (б) результат подавления текста; (в) получившееся изображения фона; (г) маска флуоресцирующих пятен.

Фиг. 4: Пример выделения границ флуоресцирующих областей. На фигуре представлены: (а) голубой канал исходного RGB изображения; (б) результат подавления текста; (в) результат применения эрозии; (г) маска границ флуоресцирующих областей.

Фиг. 5: Пример выделения флуоресцирующих областей, похожих на клеевые пятна. На фигуре представлены: (а) маска флуоресцирующих пятен; (б) маска границ флуоресцирующих областей; (в) маска областей с характерным цветовым тоном; (г) предварительная маска клеевых пятен.

Фиг. 6: Пример фильтрации предварительных областей клеевых пятен. На фигуре представлены: (а) предварительная маска клеевых пятен документа; (б) маска статических флуоресцирующих элементов на документе; (в) получившееся изображение маски клеевых пятен.

Изобретение относится к области контроля подлинности ценных документов и касается способа детектирования флуоресцирующих клеевых пятен на изображениях документов, удостоверяющих личность, в УФ спектре. Способ включает получение исходного изображения страницы документа в формате RGB, выделение в полученном изображении областей с характерным цветовым тоном, поиск флуоресцирующих пятен, поиск границ флуоресцирующих областей, получение маски клеевых пятен и фильтрацию нестатических элементов областей с получением бинарной карты клеевых пятен. В зависимости от полученных результатов принимают решения о наличии клеевых пятен. Технический результат заключается в обеспечении возможности детектирования клеевых пятен в условиях неравномерного освещения, присутствия флуоресцирующих защитных элементов произвольной формы и размера и ложных флуоресцирующих элементов. 6 ил.

Способ детектирования флуоресцирующих клеевых пятен на изображениях документов, удостоверяющих личность, в УФ спектре, включающий выделение областей с характерным цветовым тоном, выделение флуоресцирующих пятен, выделение границ флуоресцирующих областей, получение предварительной маски клеевых пятен, фильтрация полученных областей и принятие решения о наличии клеевых пятен, при этом

выделение областей с характерным цветовым тоном включает перевод исходного входного изображения страницы документа в формате RGB в цветовое пространство HSV, далее на получившемся изображении выделяют пиксели, имеющие заданный цветовой тон, результатом работы алгоритма выделения областей с характерным цветовым тоном является бинарная карта, где пиксели, отличные от нуля, имеют тон в интервале (160°, 240°);

для поиска флуоресцирующих пятен используют голубой канал исходного RGB изображения, подвергают изображение морфологической операции закрытия по квадратному примитиву для получения изображения с подавленной текстовой информацией, далее подвергают получившееся изображение морфологической операции открытия по квадратному примитиву большего размера для получения изображения фона документа, затем поэлементно вычитают из исходного голубого канала получившееся изображение фона для выделения светящихся пятен на документе, получившееся изображение бинаризуют по порогу для получения бинарной карты флуоресцирующих пятен;

для поиска границ флуоресцирующих областей используют голубой канал исходного RGB изображения, подвергают изображение морфологической операции закрытия по квадратному примитиву для получения изображения с подавленной текстовой информацией, далее подвергают получившееся изображение морфологической операции эрозии по квадратному примитиву, затем поэлементно вычитают из исходного голубого канала получившееся изображение для выделения границ светящихся областей документа, получившееся изображение бинаризуют по порогу для получения бинарной карты границ флуоресцирующих областей;

для получения маски флуоресцирующих областей, похожих на клеевые пятна, складывают соответствующие значения пикселей маски флуоресцирующих пятен и границ областей и домножают попиксельно на маску пикселей с характерным цветовым тоном;

для фильтрации нестатических элементов последовательно применяют к маске клеевых пятен морфологические операции закрытия и открытия по небольшим квадратным примитивам, для устранения статических флуоресцирующих элементов документа из пикселей получившегося изображения вычитают соответствующие пиксели маски зон этих элементов, при этом результатом работы алгоритма является бинарная карта клеевых пятен, где пиксель, отличный от нуля, считают принадлежащим клеевому пятну, при этом если на полученном изображении присутствуют ненулевые пиксели, то принимают решение о наличии клеевых пятен на изображении.