[發明專利]一種中小學藝術測評中繪畫錄入方法

在審

• 申請號: 201810927502.7
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109242787A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 劉云光
• 申請（專利權）人: 南京光輝互動網絡科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/30;G06T7/13;G06T7/194;G06T3/40;G06T3/60
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕;馬魯晉

1.一種中小學藝術測評中繪畫錄入方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將繪畫作品用拍照設備進行拍照，或者從存儲設備獲取繪畫作品的圖像；

步驟2，將繪畫作品的圖像進行預處理，包括圖像壓縮、降噪、強化，然后將預處理后的圖像轉化成灰度圖；

步驟3，對得到的灰度圖進行輪廓提取，然后采用dilate膨脹算法進行腐蝕，得到輪廓連通的黑白輪廓圖；

步驟4，使用矩陣內核對黑白輪廓圖的邊緣進行剔除，保留目標范圍內的圖像，然后找到所有閉合輪廓并且計算各閉合輪廓的最小外接矩形的面積，選擇面積最大的閉合輪廓視為繪畫作品的區域，并且將最大輪廓提取出來；

步驟5，用霍夫直線算法提取最大輪廓中的直線，通過直線的極坐標判斷直線相似度，找到能圍成最大輪廓面積的四條直線；

步驟6，計算所述四條直線的交點，用距離判斷剔除無窮遠的交點，然后進行如下判斷：剩余交點個數如果不等于4，則識別失敗返回步驟1；否則對交點圍成的面積做判斷：若面積小于設定值minArea，則識別失敗返回步驟1；否則，導出4個交點，得到裁剪輪廓圖，進入步驟7；

步驟7，將原始繪畫作品的圖像與裁剪輪廓圖做映射，采用仿射變換算法，對裁剪輪廓圖內的圖像原始像素點做透視變換校正，對透視變換校正后的圖片進行光照平衡，得到識別出的繪畫作品。

2.根據權利要求1所述的中小學藝術測評中繪畫錄入方法，其特征在于，步驟1所述繪畫作品的圖像，滿足以下條件：繪畫作品都在拍攝范圍內，并且反光面積占圖像總面積的比例低于40％。

3.根據權利要求1或2所述的中小學藝術測評中繪畫錄入方法，其特征在于，步驟2所述將繪畫作品的圖像進行預處理，其中圖像壓縮分辨率尺寸為300px。

4.根據權利要求1或2所述的中小學藝術測評中繪畫錄入方法，其特征在于，步驟2所述將繪畫作品的圖像進行預處理，其中圖像降噪采用openCV降噪算法，公式采用2維高斯函數：

其中，x和y分別代表圖像的橫坐標和縱坐標，G₀(x,y)表示降噪后得到的在(x,y)位置的像素平滑后的值，u_x,u_y分別表示x、y的均值，σ_x,σ_y分別表示x、y軸的標準差。

5.根據權利要求4所述的中小學藝術測評中繪畫錄入方法，其特征在于，步驟2所述將繪畫作品的圖像進行預處理，其中圖像強化使用meanShift Filter濾波算法，對圖像矩陣進行迭代卷積運算，不斷剝離背景和前景，最后得到能區分前后景的圖像，具體如下：

取當前點的偏移均值，偏移后形成新的地點，均值偏移公式為：

將圖像所有像素點轉化成一組數據，從左上角的第一個像素開始排列，x表示第x個像素；S_h表示以x為中心點，半徑為h的高維球區域；k表示包含在S_h范圍內點的個數；x_i表示包含在S_h范圍內的點；M(x)表示在第x個像素點，半徑h包圍區域內的其他像素點x_i的偏移均值；

對于輸入圖像的每個像素點(X,Y)，在半徑為sp的空間域，執行meanShift Filter濾波算法：

(x,y):X-sp≤x≤X+sp,Y-sp≤y≤Y+sp,||(R,G,B)-(r,g,b)||≤sr

像素點(X,Y)的顏色值為(R,G,B)，它的空間鄰域點(x,y)的顏色值為(r,g,b)，如果點(x,y)到(X,Y)的顏色距離小于等于sr，則滿足條件；

求得滿足條件點的平均空間坐標(X’,Y’)以及平均顏色向量(R',G',B')，并把它們作為下一次迭代的輸入；

然后繼續移動，直到達到所設定的移動次數則結束，把最初輸入位置的顏色值用最終迭代的顏色值代替。