[發明專利]基于形態學與網格構造的二值圖像校正方法

有效

• 申請號: 201710302995.0
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107194389B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 顏臻杰;彭飛
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06K9/03
• 分類號: G06K9/03;G06K9/38
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏

本發明實例提供了一種基于自帶邊框的二值圖像校正方法，應用于紙質圖像數字化還原。本圖像校正方法，包括：將待校正圖像掃描成灰度圖，再用一個經驗值將其二值化；對二值化的圖像進行形態學膨脹、濾波及開操作處理，然后擬合出上、下、左、右四個邊框方程；利用一張設置好校正圖，將其進行打印掃描處理，用于生成豎直及水平偏移系數表。根據待校正圖像的邊框方程及豎直、水平偏移系數表構造網格，最后根據每個網格中黑白像素點數目的比值確定對應位置像素點還原后的取值。應用本方法，能夠有效解決打印掃描給圖像帶來的旋轉、縮放及非均勻形變失真，校正后的圖像與原圖差別較小，還原效果理想。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，特別涉及一種自帶邊框的圖像校正方法。

背景技術

紙質資料作為日常交流的主要媒介，常用于承載重要信息。而在對紙質資料的版權認證中通常需要對紙質資料進行數字化還原，且還原精度要求較高。

在圖紙的數字化還原過程中，需要先對其進行掃描，該過程不可避免會發生幾何失真，如旋轉、縮放、非均勻形變等。而已有的圖像校正方法中，多數需要大量復雜的計算，才能檢測圖像的傾斜角解決旋轉失真，如Hough變換的方法、基于Fourier變換的方法和基于交叉相關性的方法。也有方法在圖像中添加定位點，通過計算掃描圖像中各個位置像素點與定位點之間的關系校正圖像。然而上述方法都難以達到精度要求。本圖像校正方法不需在圖像上添加任何標記信息，適用于對圖像還原精度要求較高的場合。

發明內容

本發明提出了一種圖像校正方法，要求圖像內容自帶邊框，校正還原精度高可以達到像素級，適用于紙質資料版權保護中的數字化還原過程。

基于網格構造的二值圖像校正方法，所述方法包括：

(1)將待校正圖像掃描成灰度圖，然后將灰度圖像二值化，擬合其邊框方程。

(2)打印掃描一張校正圖，用于生成豎直及水平偏移系數表。

(3)根據待校正圖像的邊框方程及豎直、水平偏移系數表構造網格。

(4)選擇合適的閾值再次將灰度圖二值化，統計每個網格中黑白像素的數目，以確定還原后圖像中相應位置像素點的取值。

步驟(1)中，將灰度圖像二值化的閾值選擇為一個經驗值，當邊框厚度較小時，可將閾值略微調大。

步驟(1)中，擬合邊框方程，首先需要將圖像進行膨脹處理，保證邊框連續；而后利用形態學孔洞填充，找到圖像中最大的孔洞，保留其中的內容，濾除掉邊框外噪聲以免干擾邊框擬合；最后遍歷得到目標像素點集，運用最小二乘法擬合出邊框方程。

步驟(2)中，生成豎直及水平偏移系數表，包括：

(a)將校正圖打印之后，將其掃描成二值圖，擬合出其邊框方程；

(b)擬合出校正掃描圖中所有橫條矩形的橫向對稱軸，求出每一條橫向對稱軸與左右邊框的交點，計算得到豎直偏移系數表；

(c)通過豎直偏移系數表與校正掃描圖的邊框方程在該圖中生成水平網格線；

(d)擬合出校正掃描圖中所有的豎條矩形的豎向對稱軸，求出每一條豎向對稱軸與每一條水平網格線的交點，計算得到水平偏移系數表。

根據待校正圖像的邊框方程及豎直、水平偏移系數表構造網格，計算每一個網格中黑白像素點數目的比值，以確定相應位置像素點的取值，此時待校正圖像需重新選定閾值二值化。

在待校正圖像中構造網格后，將灰度圖像二值化需要對不同的閾值進行窮舉，統計校正后的圖像最外t+1層黑、白像素的數目，選擇黑白像素比值最接近t:1的二值化閾值作為最終的閾值，其中t為原始圖像邊框厚度。