[發明專利]一種基于梯度方向一致性復雜背景條碼圖像自動分割方法

有效

• 申請號: 201510096029.9
• 申請日: 2015-03-04
• 公開（公告）號: CN104636706B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 汪國有;王祥敏;張二盈;章國建
• 申請（專利權）人: 深圳市金準生物醫學工程有限公司
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06K9/32;G06T7/136;G06T7/194;G06T7/187
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所44242
• 代理人: 馮筠

1.一種基于梯度方向一致性復雜背景條碼圖像自動分割方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步，將輸入圖像轉換為灰度圖I(n)，在灰度圖I(n)上計算每個像素點n的水平方向梯度G_x(n)和垂直方向梯度G_y(n)，進而得到每個像素點n的梯度幅值G(n)和梯度角度Φ(n)；

第二步，選擇梯度閾值α，將梯度幅值G(n)大于閾值α的像素點作為圖像邊緣點，得到邊緣圖像I_e(n)；

第三步，基于分塊的梯度方向一致性評估和篩選，得到候選圖像塊集合；

第四步，計算每個候選圖像塊P_ci的平均梯度方向Φ_ci，并歸一化到區間內，作為該候選圖像塊P_ci的梯度方向；

第五步，基于方向一致性的候選圖像塊連通域標記；

第六步，候選圖像塊連通域分析和篩選；

第七步，對候選條碼區域進行波形提取和匹配，用于后續譯碼；

其中，所述的第三步還包括以下步驟：

第一步，選擇寬度w，將圖像分成一系列w*w的圖像塊{P₁,P₂,…,P_k}，其中k為圖像塊的數目；

第二步，將一個圓周360度劃分為36個角度區間，每個區間10度，由于條碼中相差180度的角度作為一個方向，進而36個角度區間歸并為18個方向區間，每個方向區間包含兩個相差180度的角度區間，在邊緣圖像I_e(n)中，將每個圖像塊P_i內各個梯度方向區間中邊緣點的個數，得到圖像塊P_i的梯度方向直方圖H_i，梯度方向直方圖H_i的每一項歸一化為該方向區間內的邊緣點數目占圖像塊P_i內總邊緣點數目的比例，其中i＝1,2,…,k；

第三步，對每個圖像塊P_i，判定該圖像塊P_i是否具有方向一致性，剔除不具有方向一致性的圖像塊，得到候選圖像塊集合{P_c1,P_c2,…,P_cm}，m為候選圖像塊的數目；

其中，所述的第五步還包括以下步驟：

第一步，從候選圖像塊集合{P_c1,P_c2,…,P_cm}中取出一個未標記圖像塊P_ci；

第二步，從P_ci開始進行區域生長，將相鄰并且滿足方向一致性約束的候選圖像塊標記為一類，作為一個圖像塊連通域R_i，并保存圖像塊連通域的寬w_ri和高h_ri，圖像塊P_ci與圖像塊P_cj的方向一致性約束：

|θ_ci-θ_cj|＜σ或者θ_ci-θ_cj|＞π-σ

其中，θ_ci和θ_cj分別為圖像塊P_ci和P_cj的梯度方向，σ為最大角度偏差；σ為

第三步，繼續從候選圖像塊集合{P_c1,P_c2,…,P_cm}中取出未標記圖像塊，按照所述第二步進行區域生長，直到候選圖像塊集合中沒有未標記的圖像塊，至此，得到圖像塊連通域集合{R₁,R₂,…,R_t}，t為圖像塊連通域的數目；

其中，所述的第六步包括以下步驟：

第一步，對圖像塊連通域集合{R₁,R₂,…,R_t}中的每一個圖像塊連通域R_i，計算其內部的圖像塊梯度方向的加權平均值作為連通域的梯度方向θ_ri，圖像塊的權值為圖像塊內邊緣點的數目；

第二步，從圖像塊連通域R_i的中心點o出發，沿著R_i的梯度方向θ_ri，在R_i內部掃描，統計掃描線上和梯度方向θ_ri滿足方向一致性約束的邊緣點數目N_ri；

第三步，篩選出大小符合要求并且邊緣點數目大于條碼最小邊緣數的圖像塊連通域，作為候選條碼區域，條件如下：

0.2W＜w_ri＜0.8W，0.2H＜h_ri＜0.8H并且N_ri＞N_min；

其中W和H分別為原圖像的寬和高，N_min為條碼的最小邊緣數；

至此，得到候選圖像塊連通域即候選條碼區域集合{R_c1,R_c2,…,R_cl}，l為篩選后的候選圖像塊連通域集合數目。

2.如權利要求1所述的基于梯度方向一致性復雜背景條碼圖像自動分割方法，其特征在于，所述的第七步還包括以下步驟：

第一步，對候選條碼區域集合{R_c1,R_c2,…,R_cl}中的每一個條碼區域R_ci，沿著在條碼區域內部梯度方向θ_rci進行多行掃描，并記錄掃描線上滿足梯度方向一致性的邊緣點數目，剔除邊緣點數目小于N_min的掃描線，得到一系列的灰度波形曲線{L₁,L₂,…,L_q}；

第二步，對灰度波形曲線{L₁,L₂,…,L_q}進行相互校驗，保留相互匹配的灰度曲線用于后續譯碼。