DE102019106429A1

DE102019106429A1 - Vorrichtung zum Erfassen einer Kante in einem Bild eines Identifikationsdokumentes

Info

Publication number: DE102019106429A1
Application number: DE102019106429.5A
Authority: DE
Inventors: Siegmund Osyra
Original assignee: Bundesdruckerei GmbH
Current assignee: Bundesdruckerei GmbH
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 100 zum Erfassen einer Kante in einem Bild eines Identifikationsdokumentes. Die Vorrichtung 100 umfasst eine erste Bestimmungseinrichtung 101, welche ausgebildet ist, eine erste Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer ersten vorbestimmten Suchgeraden in dem Bild des Identifikationsdokumentes zu bestimmen, einen ersten mittleren Farbwert der ersten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, und eine erste Position eines ersten Kantenpixels entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden zu bestimmen. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine zweite Bestimmungseinrichtung 103, welche ausgebildet ist, eine zweite Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer zweiten vorbestimmten Suchgeraden in dem Bild des Identifikationsdokumentes zu bestimmen, einen zweiten mittleren Farbwert der zweiten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, und eine zweite Position eines zweiten Kantenpixels entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden zu bestimmen. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Kantenerfassungseinrichtung 105, welche ausgebildet ist, die Kante in dem Bild des Identifikationsdokumentes auf der Basis der ersten Position des ersten Kantenpixels und der zweiten Position des zweiten Kantenpixels zu erfassen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Mustererkennung, insbesondere der Kantenerkennung, in einem digitalen Bild.
Bei einer Vielzahl von Anwendungen, beispielsweise bei der Qualitätskontrolle während der Herstellung von Identifikationsdokumenten oder der mobilen Verifikation von Identifikationsdokumenten mittels Smartphones, ist eine perspektivische Entzerrung erfasster Bilder wünschenswert. Die perspektivische Entzerrung derartiger Bilder basiert zumeist auf der Erfassung zumindest einer Kante in dem Bild des Identifikationsdokumentes, wobei die Kante einen Rand des Identifikationsdokumentes repräsentiert.
Bekannte Ansätze zur Kantenerkennung sind im Allgemeinen aufwändig zu implementieren, da diese eine zuverlässige Erkennung der Kanten selbst unter schwierigsten Beleuchtungsverhältnissen sowie unterschiedlichsten Oberflächenstrukturierungen der Identifikationsdokumente gewährleisten sollen. In bestimmten Anwendungsszenarien kann jedoch davon ausgegangen werden, dass sowohl das Identifikationsdokument als auch ein etwaiger Hintergrund in dem Bild jeweils homogen erscheinen. Dies kann beispielsweise durch geeignete vorbekannte Beleuchtungsverhältnisse gewährleistet werden. Für derartige Anwendungsfälle sind die bekannten Ansätze zur Kantenerkennung typischerweise zu aufwändig und binden unnötig Rechen- bzw. Speicherressourcen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Konzept zum Erfassen einer Kante in einem Bild eines Identifikationsdokumentes zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Zeichnungen.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch die Auswertung zweier Häufigkeitsverteilungen von Farbwerten entlang zweier Suchgeraden in dem Bild des Identifikationsdokumentes effizient gelöst werden kann. Insbesondere erlaubt die Auswertung der Häufigkeitsverteilungen eine dynamische Anpassung an die Farbdynamik des Bildes des Identifikationsdokumentes, wodurch selbst bei einer geringen Farbdynamik eine zuverlässige Erfassung der Kante ermöglicht wird. Das Konzept geeignet sich insbesondere für Anwendungsfälle, in denen die Färbung des Identifikationsdokumentes sowie die Färbung des Hintergrundes in dem Bild jeweils homogen erscheinen, d.h. innerhalb des jeweiligen Bereiches nur geringfügig schwanken.
Das Identifikationsdokument kann beispielsweise eines der folgenden Identifikationsdokumente sein: Identitätsdokument, wie Personalausweis, Reisepass, Zugangskontrollausweis, Berechtigungsausweis, Unternehmensausweis, Steuerzeichen oder Ticket, Geburtsurkunde, Führerschein oder Kraftfahrzeugausweis, Zahlungsmittel, beispielsweise eine Bankkarte oder Kreditkarte. Das Identifikationsdokument kann ein- oder mehrlagig bzw. papier- und/oder kunststoffbasiert sein.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Erfassen einer Kante in einem Bild eines Identifikationsdokumentes, wobei das Bild des Identifikationsdokumentes eine Mehrzahl von Pixeln aufweist, und wobei jedem Pixel jeweils ein Farbwert zugeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst eine erste Bestimmungseinrichtung, welche ausgebildet ist, eine erste Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer ersten vorbestimmten Suchgeraden in dem Bild des Identifikationsdokumentes zu bestimmen, einen ersten mittleren Farbwert der ersten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, und eine erste Position eines ersten Kantenpixels entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden zu bestimmen, wobei dem ersten Kantenpixel der erste mittlere Farbwert zugeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst ferner eine zweite Bestimmungseinrichtung, welche ausgebildet ist, eine zweite Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer zweiten vorbestimmten Suchgeraden in dem Bild des Identifikationsdokumentes zu bestimmen, einen zweiten mittleren Farbwert der zweiten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, und eine zweite Position eines zweiten Kantenpixels entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden zu bestimmen, wobei dem zweiten Kantenpixel der zweite mittlere Farbwert zugeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Kantenerfassungseinrichtung, welche ausgebildet ist, die Kante in dem Bild des Identifikationsdokumentes auf der Basis der ersten Position des ersten Kantenpixels und der zweiten Position des zweiten Kantenpixels zu erfassen.
Gemäß einer Ausführungsform verläuft die erfasste Kante durch den ersten Kantenpixel und durch den zweiten Kantenpixel. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Kante besonders effizient erfasst werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform verlaufen die erste vorbestimmte Suchgerade und die zweite vorbestimmte Suchgerade parallel zueinander. Dadurch wird der Vorteil erreicht, der erste Kantenpixel und der zweite Kantenpixel bei einer reinen Verkippung des Identifikationsdokumentes demselben Rand des Identifikationsdokumentes zugeordnet sind.
Gemäß einer Ausführungsform weisen die erste vorbestimmte Suchgerade und die zweite vorbestimmte Suchgerade einen vorbestimmten Abstand voneinander auf. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Größe des Identifikationsdokumentes in dem Bild bei der Erfassung der Kante effizient berücksichtigt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Bestimmungseinrichtung ausgebildet, die erste Position des ersten Kantenpixels ausgehend von der Mitte des Bildes in Richtung eines Randes des Bildes zu bestimmen, wobei die zweite Bestimmungseinrichtung ausgebildet ist, die zweite Position des zweiten Kantenpixels ausgehend von der Mitte des Bildes in Richtung des Randes des Bildes zu bestimmen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine unterschiedliche Homogenität des Identifikationsdokumentes und eines etwaigen Hintergrundes in dem Bild effizient berücksichtigt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Bestimmungseinrichtung ausgebildet, die erste Position des ersten Kantenpixels ausgehend von einem Rand des Bildes in Richtung der Mitte des Bildes zu bestimmen, wobei die zweite Bestimmungseinrichtung ausgebildet ist, die zweite Position des zweiten Kantenpixels ausgehend von dem Rand des Bildes in Richtung der Mitte des Bildes zu bestimmen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine unterschiedliche Homogenität des Identifikationsdokumentes und eines etwaigen Hintergrundes in dem Bild effizient berücksichtigt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Bestimmungseinrichtung ausgebildet, einen ersten minimalen Farbwert in der ersten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, einen ersten maximalen Farbwert in der ersten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, und den ersten mittleren Farbwert als Mittelwert des ersten minimalen Farbwertes und des ersten maximalen Farbwertes zu bestimmen, wobei die zweite Bestimmungseinrichtung ausgebildet ist, einen zweiten minimalen Farbwert in der zweiten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, einen zweiten maximalen Farbwert in der zweiten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, und den zweiten mittleren Farbwert als Mittelwert des zweiten minimalen Farbwertes und des zweiten maximalen Farbwertes zu bestimmen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der erste mittlere Farbwert und der zweite mittlere Farbwert effizient bestimmt werden können. Insbesondere kann eine Farbdynamik in dem Bild effizient berücksichtigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist einem ersten benachbarten Pixel des ersten Kantenpixels entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden ein Farbwert zugeordnet, welcher größer als der erste mittlere Farbwert ist, wobei einem zweiten benachbarten Pixel des ersten Kantenpixels entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden ein Farbwert zugeordnet ist, welcher kleiner als der erste mittlere Farbwert ist, wobei einem dritten benachbarten Pixel des zweiten Kantenpixels entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden ein Farbwert zugeordnet ist, welcher größer als der zweite mittlere Farbwert ist, und wobei einem vierten benachbarten Pixel des zweiten Kantenpixels entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden ein Farbwert zugeordnet ist, welcher kleiner als der zweite mittlere Farbwert ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass einzelne Pixel, welchen der erste mittlere Farbwert bzw. der zweite mittlere Farbwert zugeordnet ist, nicht als erster bzw. zweiter Kantenpixel bestimmt werden. Folglich kann die Zuverlässigkeit der Kantenerkennung erhöht werden.
Gemäß einer Ausführungsform überschreitet eine Differenz zwischen dem Farbwert des ersten benachbarten Pixels und dem Farbwert des zweiten benachbarten Pixels einen ersten vorbestimmten Differenzwert, wobei eine Differenz zwischen dem Farbwert des dritten benachbarten Pixels und dem Farbwert des vierten benachbarten Pixels einen zweiten vorbestimmten Differenzwert überschreitet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Ableitung der Farbwerte entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden bzw. der zweiten vorbestimmten Suchgeraden einen hinreichend großen Wert aufweist. Insbesondere kann dadurch gewährleistet werden, dass die Kante in dem Bild hinreichend stark sichtbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform sind der erste vorbestimmte Differenzwert und der zweite vorbestimmte Differenzwert gleich. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der der erste Kantenpixel und der zweite Kantenpixel mit erhöhter Zuverlässigkeit demselben Rand des Identifikationsdokumentes zugeordnet sind.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kantenerfassungseinrichtung ausgebildet, eine Anzahl von Pixeln entlang einer Strecke zwischen dem ersten Kantenpixel und dem zweiten Kantenpixel zu bestimmen, und die Kante in dem Bild des Identifikationsdokumentes zu erfassen, falls die Anzahl von Pixeln eine vorbestimmte Referenzpixelanzahl unterschreitet oder die Anzahl von Pixeln eine vorbestimmte Referenzpixelanzahl überschreitet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine Plausibilität getestet werden kann, dass der erste Kantenpixel und der zweite Kantenpixel demselben Rand des Identifikationsdokumentes zugeordnet sind.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Bild des Identifikationsdokumentes ein Grauwertbild, wobei die jeweiligen Farbwerte durch jeweilige Grauwerte gebildet sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die erste Häufigkeitsverteilung und die zweite Häufigkeitsverteilung besonders effizient bestimmt werden können.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Verwendung der Vorrichtung zur perspektivischen Entzerrung des Bildes des Identifikationsdokumentes. Zur perspektivischen Entzerrung des Bildes des Identifikationsdokumentes können weitere Kanten in dem Bild entsprechend erfasst werden.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen einer Kante in einem Bild eines Identifikationsdokumentes, wobei das Bild des Identifikationsdokumentes eine Mehrzahl von Pixeln aufweist, und wobei jedem Pixel jeweils ein Farbwert zugeordnet ist. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer ersten Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer ersten vorbestimmten Suchgeraden in dem Bild des Identifikationsdokumentes, ein Bestimmen eines ersten mittleren Farbwertes der ersten Häufigkeitsverteilung, ein Bestimmen einer ersten Position eines ersten Kantenpixels entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden, wobei dem ersten Kantenpixel der erste mittlere Farbwert zugeordnet ist, ein Bestimmen einer zweiten Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer zweiten vorbestimmten Suchgeraden in dem Bild des Identifikationsdokumentes, ein Bestimmen eines zweiten mittleren Farbwertes der zweiten Häufigkeitsverteilung, ein Bestimmen einer zweiten Position eines zweiten Kantenpixels entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden, wobei dem zweiten Kantenpixel der zweite mittlere Farbwert zugeordnet ist, und ein Erfassen der Kante in dem Bild des Identifikationsdokumentes auf der Basis der ersten Position des ersten Kantenpixels und der zweiten Position des zweiten Kantenpixels.
Das Verfahren kann durch die Vorrichtung ausgeführt werden. Weitere Merkmale des Verfahrens resultieren unmittelbar aus den Merkmalen bzw. der Funktionalität der Vorrichtung.
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen des Verfahrens, wenn der Programmcode durch eine Vorrichtung ausgeführt wird. Die Vorrichtung, insbesondere die erste Bestimmungseinrichtung, die zweite Bestimmungseinrichtung und/oder die Kantenerfassungseinrichtung, können jeweils programmtechnisch eingerichtet sein, um den Programmcode auszuführen.
Die Erfindung kann in Hardware und Software realisiert werden.
Weitere Ausführungsformen werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zum Erfassen einer Kante in einem Bild eines Identifikationsdokumentes;
2 ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zum Erfassen einer Kante in einem Bild eines Identifikationsdokumentes;
3 ein schematisches Diagramm eines Bildes eines Identifikationsdokumentes vor einem Hintergrund;
4a ein schematisches Diagramm einer ersten Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer ersten vorbestimmten Suchgeraden; und
4b ein schematisches Diagramm einer zweiten Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer zweiten vorbestimmten Suchgeraden.

1 zeigt ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung 100 zum Erfassen einer Kante in einem Bild eines Identifikationsdokumentes, wobei das Bild des Identifikationsdokumentes eine Mehrzahl von Pixeln aufweist, und wobei jedem Pixel jeweils ein Farbwert zugeordnet ist. Die Vorrichtung 100 umfasst eine erste Bestimmungseinrichtung 101, welche ausgebildet ist, eine erste Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer ersten vorbestimmten Suchgeraden in dem Bild des Identifikationsdokumentes zu bestimmen, einen ersten mittleren Farbwert der ersten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, und eine erste Position eines ersten Kantenpixels entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden zu bestimmen, wobei dem ersten Kantenpixel der erste mittlere Farbwert zugeordnet ist. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine zweite Bestimmungseinrichtung 103, welche ausgebildet ist, eine zweite Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer zweiten vorbestimmten Suchgeraden in dem Bild des Identifikationsdokumentes zu bestimmen, einen zweiten mittleren Farbwert der zweiten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, und eine zweite Position eines zweiten Kantenpixels entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden zu bestimmen, wobei dem zweiten Kantenpixel der zweite mittlere Farbwert zugeordnet ist. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Kantenerfassungseinrichtung 105, welche ausgebildet ist, die Kante in dem Bild des Identifikationsdokumentes auf der Basis der ersten Position des ersten Kantenpixels und der zweiten Position des zweiten Kantenpixels zu erfassen.
2 zeigt ein schematisches Diagramm eines Verfahrens 200 zum Erfassen einer Kante in einem Bild eines Identifikationsdokumentes, wobei das Bild des Identifikationsdokumentes eine Mehrzahl von Pixeln aufweist, und wobei jedem Pixel jeweils ein Farbwert zugeordnet ist. Das Verfahren 200 umfasst ein Bestimmen 201 einer ersten Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer ersten vorbestimmten Suchgeraden in dem Bild des Identifikationsdokumentes, ein Bestimmen 203 eines ersten mittleren Farbwertes der ersten Häufigkeitsverteilung, ein Bestimmen 205 einer ersten Position eines ersten Kantenpixels entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden, wobei dem ersten Kantenpixel der erste mittlere Farbwert zugeordnet ist, ein Bestimmen 207 einer zweiten Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer zweiten vorbestimmten Suchgeraden in dem Bild des Identifikationsdokumentes, ein Bestimmen 209 eines zweiten mittleren Farbwertes der zweiten Häufigkeitsverteilung, ein Bestimmen 211 einer zweiten Position eines zweiten Kantenpixels entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden, wobei dem zweiten Kantenpixel der zweite mittlere Farbwert zugeordnet ist, und ein Erfassen 213 der Kante in dem Bild des Identifikationsdokumentes auf der Basis der ersten Position des ersten Kantenpixels und der zweiten Position des zweiten Kantenpixels.
3 zeigt ein schematisches Diagramm eines Bildes 301 eines Identifikationsdokumentes 303 vor einem Hintergrund 305. Das Identifikationsdokument 303 ist in dem Bild 301 perspektivisch verzerrt, da das Identifikationsdokument 303 relativ zu einer Bildkamera, welche das Bild 301 aufgenommen hat, verkippt ist.
Das Bild 301 des Identifikationsdokumentes 303 kann beispielsweise ein Grauwertbild sein, wobei die jeweiligen Farbwerte durch jeweilige Grauwerte gebildet sind. Im Allgemeinen kann jedoch auch ein beliebiger Farbkanal eines Farbbildes verwendet werden.
Die Färbung des Identifikationsdokumentes 303 sowie die Färbung des Hintergrundes 305 erscheinen in dem Bild 301 jeweils homogen, d.h. die Farbwerte schwanken innerhalb des jeweiligen Bereiches nur geringfügig. Beispielsweise sind jenen Pixeln, welche das Identifikationsdokument 303 repräsentieren, überwiegend dunkle Farbwerte zugeordnet, wohingegen jenen Pixeln, welche den Hintergrund repräsentieren, überwiegend helle Farbwerte zugeordnet sind. Alternativ können jenen Pixeln, welche das Identifikationsdokument 303 repräsentieren, überwiegend helle Farbwerte zugeordnet sein, wohingegen jenen Pixeln, welche den Hintergrund repräsentieren, überwiegend dunkle Farbwerte zugeordnet sind.
Die erste Bestimmungseinrichtung ist ausgebildet, eine erste Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer ersten vorbestimmten Suchgeraden 307a in dem Bild 301 des Identifikationsdokumentes 303 zu bestimmen, einen ersten mittleren Farbwert der ersten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, und eine erste Position eines ersten Kantenpixels 309a entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden 307a zu bestimmen, wobei dem ersten Kantenpixel 309a der erste mittlere Farbwert zugeordnet ist.
Die zweite Bestimmungseinrichtung ist ausgebildet, eine zweite Häufigkeitsverteilung von Farbwerten entlang einer zweiten vorbestimmten Suchgeraden 307b in dem Bild 301 des Identifikationsdokumentes 303 zu bestimmen, einen zweiten mittleren Farbwert der zweiten Häufigkeitsverteilung zu bestimmen, und eine zweite Position eines zweiten Kantenpixels 309b entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden 307b zu bestimmen, wobei dem zweiten Kantenpixel 309b der zweite mittlere Farbwert zugeordnet ist.
In dem gezeigten Bild 301 verlaufen die erste vorbestimmte Suchgerade 307a und die zweite vorbestimmte Suchgerade 307b parallel zueinander. Ferner weisen die erste vorbestimmte Suchgerade 307a und die zweite vorbestimmte Suchgerade 307b einen vorbestimmten Abstand voneinander auf. Im Allgemeinen können die gegenseitige Ausrichtung sowie der gegenseitige Abstand der ersten vorbestimmten Suchgeraden 307a und der zweiten vorbestimmten Suchgeraden 307b jedoch beliebig gewählt werden.
Auf der ersten vorbestimmten Suchgeraden 307a und der zweiten vorbestimmten Suchgeraden 307b sind exemplarisch Pfeilspitzen angedeutet, welche jeweils eine Suchrichtung repräsentieren. Beispielsweise wird die erste Position des ersten Kantenpixels 309a ausgehend von der Mitte des Bildes 301 in Richtung eines Randes des Bildes 301 bestimmt, und auch die zweite Position des zweiten Kantenpixels 309b wird ausgehend von der Mitte des Bildes 301 in Richtung des Randes des Bildes 301 bestimmt. Alternativ kann die erste Position des ersten Kantenpixels 309a ausgehend von einem Rand des Bildes 301 in Richtung der Mitte des Bildes 301 bestimmt werden, und kann auch die zweite Position des zweiten Kantenpixels 309b ausgehend von dem Rand des Bildes 301 in Richtung der Mitte des Bildes 301 bestimmt werden.
Sollte mehreren Pixeln entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden 307a jeweils der erste mittlere Farbwert zugeordnet sein, so kann die erste Bestimmungseinrichtung beispielsweise den zuerst aufgefundenen Pixel in der Suchrichtung als ersten Kantenpixel 309a auswählen. Alternativ kann die erste Bestimmungseinrichtung beispielsweise zufällig einen beliebigen aufgefundenen Pixel als ersten Kantenpixel 309a bestimmen. Sollte ferner mehreren Pixeln entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden 307b jeweils der zweite mittlere Farbwert zugeordnet sein, so kann die zweite Bestimmungseinrichtung beispielsweise den zuerst aufgefundenen Pixel in der Suchrichtung als zweiten Kantenpixel 309b auswählen. Alternativ kann die zweite Bestimmungseinrichtung beispielsweise zufällig einen beliebigen aufgefundenen Pixel als zweiten Kantenpixel 309b bestimmen.
Sollten bestimmte Pixel des Bildes 301 nicht exakt auf der ersten vorbestimmten Suchgeraden 307a bzw. der zweiten vorbestimmten Suchgeraden 307b angeordnet sein, so können die erste Bestimmungseinrichtung bzw. die zweite Bestimmungseinrichtung jeweils ausgebildet sein, eine Interpolation von Grauwerten durchzuführen und/oder einen zugehörigen nächstliegenden Pixel in dem Bild 301 auszuwählen, und diesen nächstliegenden Pixel der weiteren Verarbeitung zugrunde zu legen.
Um die Zuverlässigkeit der Kantenerkennung weiter zu erhöhen, kann die erste Bestimmungseinrichtung sicherstellen, dass einem ersten benachbarten Pixel des ersten Kantenpixels 309a entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden 307a ein Farbwert zugeordnet ist, welcher größer als der erste mittlere Farbwert ist, und dass einem zweiten benachbarten Pixel des ersten Kantenpixels 309a entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden 307a ein Farbwert zugeordnet ist, welcher kleiner als der erste mittlere Farbwert ist. Ferner kann die zweite Bestimmungseinrichtung sicherstellen, dass einem dritten benachbarten Pixel des zweiten Kantenpixels 309b entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden 307b ein Farbwert zugeordnet ist, welcher größer als der zweite mittlere Farbwert ist, und dass einem vierten benachbarten Pixel des zweiten Kantenpixels 309b entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden 307b ein Farbwert zugeordnet ist, welcher kleiner als der zweite mittlere Farbwert ist. Insbesondere kann sichergestellt werden, dass eine Differenz zwischen dem Farbwert des ersten benachbarten Pixels und dem Farbwert des zweiten benachbarten Pixels einen ersten vorbestimmten Differenzwert überschreitet, und dass eine Differenz zwischen dem Farbwert des dritten benachbarten Pixels und dem Farbwert des vierten benachbarten Pixels einen zweiten vorbestimmten Differenzwert überschreitet, wobei der erste vorbestimmte Differenzwert und der zweite vorbestimmte Differenzwert beispielsweise gleich sein können. Dadurch wird erreicht, dass die Ableitung der Farbwerte entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden bzw. der zweiten vorbestimmten Suchgeraden einen hinreichend großen Wert aufweist.
Die Kantenerfassungseinrichtung ist ausgebildet, die Kante in dem Bild 301 des Identifikationsdokumentes 303 auf der Basis des ersten Kantenpixels 309a und des zweiten Kantenpixels 309b zu erfassen. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass die erfasste Kante durch den ersten Kantenpixel 309a und durch den zweiten Kantenpixel 309b verläuft. Die Kantenerfassungseinrichtung kann zusätzlich ausgebildet sein, eine Anzahl von Pixeln entlang einer Strecke zwischen dem ersten Kantenpixel 309a und dem zweiten Kantenpixel 309b zu bestimmen, und die Kante in dem Bild 301 des Identifikationsdokumentes 303 zu erfassen, falls die Anzahl von Pixeln eine vorbestimmte Referenzpixelanzahl unterschreitet oder die Anzahl von Pixeln eine vorbestimmte Referenzpixelanzahl überschreitet.
4a zeigt ein schematisches Diagramm einer ersten Häufigkeitsverteilung 401a von Farbwerten entlang einer ersten vorbestimmten Suchgeraden.
Die erste Bestimmungseinrichtung kann ausgebildet sein, einen ersten minimalen Farbwert in der ersten Häufigkeitsverteilung 401a zu bestimmen, einen ersten maximalen Farbwert in der ersten Häufigkeitsverteilung 401a zu bestimmen, und den ersten mittleren Farbwert beispielsweise als Mittelwert des ersten minimalen Farbwertes und des ersten maximalen Farbwertes zu bestimmen. Sollte der erste mittlere Farbwert nicht exakt in dem Bild des Identifikationsdokumentes vorkommen, so kann die erste Bestimmungseinrichtung ausgebildet sein, einen zugehörigen nächstliegenden Farbwert auszuwählen, und diesen nächstliegenden Farbwert der weiteren Verarbeitung zugrunde zu legen.
4b zeigt ein schematisches Diagramm einer zweiten Häufigkeitsverteilung 401b von Farbwerten entlang einer zweiten vorbestimmten Suchgeraden.
Die zweite Bestimmungseinrichtung kann ausgebildet sein, einen zweiten minimalen Farbwert in der zweiten Häufigkeitsverteilung 401b zu bestimmen, einen zweiten maximalen Farbwert in der zweiten Häufigkeitsverteilung 401b zu bestimmen, und den zweiten mittleren Farbwert als Mittelwert des zweiten minimalen Farbwertes und des zweiten maximalen Farbwertes zu bestimmen. Sollte der zweite mittlere Farbwert nicht exakt in dem Bild des Identifikationsdokumentes vorkommen, so kann die zweite Bestimmungseinrichtung ausgebildet sein, einen zugehörigen nächstliegenden Farbwert auszuwählen, und diesen nächstliegenden Farbwert der weiteren Verarbeitung zugrunde zu legen.
Zusammenfassend erlaubt das Konzept eine einfache Implementierung mit geringen Auswirkungen etwaiger Fehler, wobei selbst geringe Farbwertunterschiede für die Erfassung der Kante in dem Bild ausreichend sind. Das Konzept ist zudem einsetzbar im Bereich der mobilen Verifikation von Identifikationsdokumenten, beispielsweise bei Beleuchtung mit IR-, UV- oder Weißlicht, wobei beispielsweise die Lage eines Identifikationsdokumentes in einem Bild effizient erfasst werden kann. Insbesondere kann eine perspektivische Entzerrung des Bildes des Identifikationsdokumentes durchgeführt werden.
Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen beschriebenen oder gezeigten Merkmale können in beliebiger Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
Bezugszeichenliste

100: Vorrichtung
101: Erste Bestimmungseinrichtung
103: Zweite Bestimmungseinrichtung
105: Kantenerfassungseinrichtung
200: Verfahren
201: Bestimmen
203: Bestimmen
205: Bestimmen
207: Bestimmen
209: Bestimmen
211: Bestimmen
213: Erfassen
301: Bild
303: Identifikationsdokument
305: Hintergrund
307a: Erste vorbestimmte Suchgerade
307b: Zweite vorbestimmte Suchgerade
309a: Erster Kantenpixel
309b: Zweiter Kantenpixel
401a: Erste Häufigkeitsverteilung
401b: Zweite Häufigkeitsverteilung

Claims

Vorrichtung (100) zum Erfassen einer Kante in einem Bild (301) eines Identifikationsdokumentes (303), wobei das Bild (301) des Identifikationsdokumentes (303) eine Mehrzahl von Pixeln aufweist, und wobei jedem Pixel jeweils ein Farbwert zugeordnet ist, mit: einer ersten Bestimmungseinrichtung (101), welche ausgebildet ist, eine erste Häufigkeitsverteilung (401a) von Farbwerten entlang einer ersten vorbestimmten Suchgeraden (307a) in dem Bild (301) des Identifikationsdokumentes (303) zu bestimmen, einen ersten mittleren Farbwert der ersten Häufigkeitsverteilung (401a) zu bestimmen, und eine erste Position eines ersten Kantenpixels (309a) entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden (307a) zu bestimmen, wobei dem ersten Kantenpixel (309a) der erste mittlere Farbwert zugeordnet ist; einer zweiten Bestimmungseinrichtung (103), welche ausgebildet ist, eine zweite Häufigkeitsverteilung (401b) von Farbwerten entlang einer zweiten vorbestimmten Suchgeraden (307b) in dem Bild (301) des Identifikationsdokumentes (303) zu bestimmen, einen zweiten mittleren Farbwert der zweiten Häufigkeitsverteilung (401b) zu bestimmen, und eine zweite Position eines zweiten Kantenpixels (309b) entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden (307b) zu bestimmen, wobei dem zweiten Kantenpixel (309b) der zweite mittlere Farbwert zugeordnet ist; und einer Kantenerfassungseinrichtung (105), welche ausgebildet ist, die Kante in dem Bild (301) des Identifikationsdokumentes (303) auf der Basis der ersten Position des ersten Kantenpixels (309a) und der zweiten Position des zweiten Kantenpixels (309b) zu erfassen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die erfasste Kante durch den ersten Kantenpixel (309a) und durch den zweiten Kantenpixel (309b) verläuft.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste vorbestimmte Suchgerade (307a) und die zweite vorbestimmte Suchgerade (307b) parallel zueinander verlaufen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei die erste vorbestimmte Suchgerade (307a) und die zweite vorbestimmte Suchgerade (307b) einen vorbestimmten Abstand voneinander aufweisen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Bestimmungseinrichtung (101) ausgebildet ist, die erste Position des ersten Kantenpixels (309a) ausgehend von der Mitte des Bildes (301) in Richtung eines Randes des Bildes (301) zu bestimmen, und wobei die zweite Bestimmungseinrichtung (103) ausgebildet ist, die zweite Position des zweiten Kantenpixels (309b) ausgehend von der Mitte des Bildes (301) in Richtung des Randes des Bildes (301) zu bestimmen.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Bestimmungseinrichtung (101) ausgebildet ist, die erste Position des ersten Kantenpixels (309a) ausgehend von einem Rand des Bildes (301) in Richtung der Mitte des Bildes (301) zu bestimmen, und wobei die zweite Bestimmungseinrichtung (103) ausgebildet ist, die zweite Position des zweiten Kantenpixels (309b) ausgehend von dem Rand des Bildes (301) in Richtung der Mitte des Bildes (301) zu bestimmen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Bestimmungseinrichtung (101) ausgebildet ist, einen ersten minimalen Farbwert in der ersten Häufigkeitsverteilung (401a) zu bestimmen, einen ersten maximalen Farbwert in der ersten Häufigkeitsverteilung (401a) zu bestimmen, und den ersten mittleren Farbwert als Mittelwert des ersten minimalen Farbwertes und des ersten maximalen Farbwertes zu bestimmen, und wobei die zweite Bestimmungseinrichtung (103) ausgebildet ist, einen zweiten minimalen Farbwert in der zweiten Häufigkeitsverteilung (401b) zu bestimmen, einen zweiten maximalen Farbwert in der zweiten Häufigkeitsverteilung (401b) zu bestimmen, und den zweiten mittleren Farbwert als Mittelwert des zweiten minimalen Farbwertes und des zweiten maximalen Farbwertes zu bestimmen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei einem ersten benachbarten Pixel des ersten Kantenpixels (309a) entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden (307a) ein Farbwert zugeordnet ist, welcher größer als der erste mittlere Farbwert ist, wobei einem zweiten benachbarten Pixel des ersten Kantenpixels (309a) entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden (307a) ein Farbwert zugeordnet ist, welcher kleiner als der erste mittlere Farbwert ist, wobei einem dritten benachbarten Pixel des zweiten Kantenpixels (309b) entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden (307b) ein Farbwert zugeordnet ist, welcher größer als der zweite mittlere Farbwert ist, und wobei einem vierten benachbarten Pixel des zweiten Kantenpixels (309b) entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden (307b) ein Farbwert zugeordnet ist, welcher kleiner als der zweite mittlere Farbwert ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei eine Differenz zwischen dem Farbwert des ersten benachbarten Pixels und dem Farbwert des zweiten benachbarten Pixels einen ersten vorbestimmten Differenzwert überschreitet, und wobei eine Differenz zwischen dem Farbwert des dritten benachbarten Pixels und dem Farbwert des vierten benachbarten Pixels einen zweiten vorbestimmten Differenzwert überschreitet.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei der erste vorbestimmte Differenzwert und der zweite vorbestimmte Differenzwert gleich sind.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kantenerfassungseinrichtung (105) ausgebildet ist, eine Anzahl von Pixeln entlang einer Strecke zwischen dem ersten Kantenpixel (309a) und dem zweiten Kantenpixel (309b) zu bestimmen, und die Kante in dem Bild (301) des Identifikationsdokumentes (303) zu erfassen, falls die Anzahl von Pixeln eine vorbestimmte Referenzpixelanzahl unterschreitet.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bild (301) des Identifikationsdokumentes (303) ein Grauwertbild ist, und wobei die jeweiligen Farbwerte durch jeweilige Grauwerte gebildet sind.
Verwendung der Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche zur perspektivischen Entzerrung des Bildes (301) des Identifikationsdokumentes (303).
Verfahren (200) zum Erfassen einer Kante in einem Bild (301) eines Identifikationsdokumentes (303), wobei das Bild (301) des Identifikationsdokumentes (303) eine Mehrzahl von Pixeln aufweist, und wobei jedem Pixel jeweils ein Farbwert zugeordnet ist, mit: Bestimmen (201) einer ersten Häufigkeitsverteilung (401a) von Farbwerten entlang einer ersten vorbestimmten Suchgeraden (307a) in dem Bild (301) des Identifikationsdokumentes (303); Bestimmen (203) eines ersten mittleren Farbwertes der ersten Häufigkeitsverteilung (401a); Bestimmen (205) einer ersten Position eines ersten Kantenpixels (309a) entlang der ersten vorbestimmten Suchgeraden (307a), wobei dem ersten Kantenpixel (309a) der erste mittlere Farbwert zugeordnet ist; Bestimmen (207) einer zweiten Häufigkeitsverteilung (401b) von Farbwerten entlang einer zweiten vorbestimmten Suchgeraden (307b) in dem Bild (301) des Identifikationsdokumentes (303); Bestimmen (209) eines zweiten mittleren Farbwertes der zweiten Häufigkeitsverteilung (401b); Bestimmen (211) einer zweiten Position eines zweiten Kantenpixels (309b) entlang der zweiten vorbestimmten Suchgeraden (307b), wobei dem zweiten Kantenpixel (309b) der zweite mittlere Farbwert zugeordnet ist; und Erfassen (213) der Kante in dem Bild (301) des Identifikationsdokumentes (303) auf der Basis der ersten Position des ersten Kantenpixels (309a) und der zweiten Position des zweiten Kantenpixels (309b).
Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen des Verfahrens (200) nach Anspruch 14, wenn der Programmcode durch eine Vorrichtung (100) ausgeführt wird.