[發明專利]一種從數碼照片中快速自動提取矩形掃描件的方法

在審

• 申請號: 201811403640.1
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109359652A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 黃曉平;曹如軍;周全書
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/20;G06K9/46
• 代理公司: 浙江一墨律師事務所 33252
• 代理人: 魯秦

本發明涉及一種從數碼照片中快速自動提取矩形掃描件的方法，包括以下步驟：1)數據降采樣及灰度變換；2)圖像濾噪及邊緣檢測；3)等值線跟蹤檢測最大輪廓線；4)輪廓簡化及凸包角點檢測；5)區域剪裁及透視變形糾正。發明有益的效果是：本發明的從普通數碼照片中快速自動提取矩形掃描件的方法，對拍照環境、拍攝條件無特殊要求，處理過程無需人工干預，抗噪聲，計算速度快，效率高，且處理后的數字存檔件占用空間小，便于保存及信息交換。以本發明為核心的系統，可用于快速自動處理普通數碼相機照片，或掃描儀等設備的掃描圖像，也可以直接安裝于手機等智能設備，實時處理文檔資料。

技術領域

本發明涉及一種數字圖像處理技術領域，尤其是一種從數碼照片中快速自動提取矩形掃描件的方法。

背景技術

相較于將各類資料(如，紙質文檔、發票、卡片、傳單等)用掃描儀掃描后數字化保存，使用普通數碼相機(含手機相機等)采集(數字化)這些信息，用于存檔、傳遞或共享也更便捷高效。但是，用普通數字相機(拍攝)采集存檔資料存在幾個主要問題：一、目標范圍與(成像)采集范圍不一致，二、易受環境光照影響，三、所采集的資料存在形變，四、采集的圖像數據量大(像素尺寸為百萬或千萬量級，以jpeg方式壓縮后的文件通常為數MB)，不便于保存或處理。

考慮到資料通常具有矩形外框，現有技術針對掃描件矩形檢測的方法通常是利用Hough變換檢測直線，再利用直線的水平及垂直方向特征，檢測矩形。

從輸入圖像中提取邊緣像素；采用霍夫變換從邊緣像素提取直線，再選擇由多條直線中兩兩大致正交的四條直線構成的矩形區域。其主要不足是，未考慮普通相機的成像條件，方法效率較低，難以處理資料物的旋轉以及透視形變等。

現有的透視變形糾正技術，主要依據平面圖像的矩形邊界的全部或局部、平面圖像中的框線、文字行、列等能標示透視變形特征的信息，檢測確定透視變形參數，并加以矯正。從輸入的文檔圖像中提取近水平、垂直的直線，利用投票機制確定近似平行線組的滅點，進而計算出透視變換關系。其主要不足是，直線檢測效率較低，且對局部形變或非透視形變不適用。

發明內容

本發明要解決上述現有技術的缺點，提供一種高效處理普通數字相機在自然環境條件下，拍照(掃描)存檔具有矩形外框的文檔資料的自動化處理方法。本發明可降低各類光照環境對成像結果的影響，適用范圍廣；以角點檢測代替常規方法中的直線檢測求解候選矩形區域；無效區域自動裁剪，減少數據存貯量。

本發明解決其技術問題采用的技術方案：這種從數碼照片中快速自動提取矩形掃描件的方法，包括以下步驟：1)數據降采樣及灰度變換；2)圖像濾噪及邊緣檢測；3)等值線跟蹤檢測最大輪廓線；4)輪廓簡化及凸包角點檢測；5)區域剪裁及透視變形糾正。

作為優選，所述數據降采樣采用等比例縮小的方式。

作為優選，所述等值線跟蹤基于像素的八鄰域，從最外邊緣起始點開始，按逆時針方向依次將其鄰域內的鄰接點加入到所跟蹤的邊緣點集中，迭代進行到沒有新的邊緣點加入為止，如果所跟蹤的邊緣長度大于整個圖像周長的一半，則停止搜索其他邊緣信息，即以此作為所跟蹤的候選矩形輪廓線。

作為優選，凸包角點檢測采用2D平面點集的掃描法。

作為優選，區域剪裁及透視變形糾正的步驟包括，首先選擇出區域頂點，計算對應矩形的同名頂點，根據候選區域頂點與矩形頂點的對應關系，計算出變換矩陣，從而可將所選擇的候選區域映射到對應的矩形區域，原圖像中的透視變形，在映射過程中得以糾正。

發明有益的效果是：本發明的從普通數碼照片中快速自動提取矩形掃描件的方法，對拍照環境、拍攝條件無特殊要求，處理過程無需人工干預，抗噪聲(魯棒)，計算速度快，效率高，且處理后的數字存檔件占用空間小，便于保存及信息交換。以本發明為核心的系統，可用于快速自動處理普通數碼相機照片，或掃描儀等設備的掃描圖像，也可以直接安裝于手機等智能設備，實時處理文檔資料。