[發(fā)明專利]形態(tài)學(xué)先驗(yàn)約束的甲骨文字檢測(cè)的圖像數(shù)據(jù)集構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110822165.7
• 申請(qǐng)日: 2021-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113362361B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋傳鳴;何熠輝;王一琦;洪飏;王相海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/155
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/155;G06T7/62;G06T7/70;G06T5/40
• 代理公司: 大連非凡專利事務(wù)所 21220
• 代理人: 閃紅霞

1.一種形態(tài)學(xué)先驗(yàn)約束的甲骨文字檢測(cè)的圖像數(shù)據(jù)集構(gòu)建方法，其特征在于按照如下步驟進(jìn)行：

步驟1.輸入N幅甲骨卜辭文字的拓片圖像，組成真實(shí)拓片圖像數(shù)據(jù)集RI；

步驟2.通過(guò)手工交互的方式，從真實(shí)拓片圖像數(shù)據(jù)集RI中分割提取出清晰的M₁幅甲骨卜辭單字圖像，組成字形圖像數(shù)據(jù)集ST；

步驟3.通過(guò)手工交互的方式，從真實(shí)拓片圖像數(shù)據(jù)集RI中分割提取出清晰的M₂幅斑紋及噪聲圖像，組成干擾元素?cái)?shù)據(jù)集SN；

步驟3.1從RI中分割提取出M₂₁幅點(diǎn)狀噪聲的圖像，此類(lèi)噪聲常由甲骨片表面質(zhì)地粗糙或掃描設(shè)備失真原因造成；

步驟3.2從RI中分割提取出M₂₂幅片狀噪聲的圖像，此類(lèi)噪聲常由占卜過(guò)程的鉆鑿造成，其形態(tài)多為坑洞；

步驟3.3從RI中分割提取出M₂₃幅齒縫、兆紋、盾紋非文字性的固有紋理的圖像，其形態(tài)為貫穿于甲骨片的狹長(zhǎng)裂痕，所述M₂＝M₂₁+M₂₂+M₂₃；

步驟4.生成不含點(diǎn)狀噪聲、片狀斑紋和固有紋理污染的、純凈的甲骨卜辭文字拓片圖像數(shù)據(jù)集RC，令圖像計(jì)數(shù)器i₁←1；

步驟4.1建立一幅空間分辨率為W×H像素的空白圖像作為背景圖像，記為I_bg，所述W和H分別表示I_bg的寬度和高度，令文字計(jì)數(shù)器t₁←1；

步驟4.2根據(jù)VOC2007格式，對(duì)第i₁幅甲骨卜辭文字拓片圖像的XML描述文件進(jìn)行初始化，字段信息包括圖像的寬度、圖像的高度、像素的顏色深度、每個(gè)甲骨卜辭文字的包圍盒的左上角頂點(diǎn)坐標(biāo)和右下角頂點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟4.3從字形圖像數(shù)據(jù)集ST中取出一幅甲骨卜辭單字圖像，記為I_obi，采用雙三次插值對(duì)I_obi進(jìn)行縮放比例為C的隨機(jī)縮放操作，使得I′_obi的8-連通區(qū)域面積與I_bg的面積之比服從均值為μ₁、標(biāo)準(zhǔn)差為σ₁的正態(tài)分布，從而得到縮放后的單字圖像I′_obi；

步驟4.4對(duì)I′_obi進(jìn)行角度為R的隨機(jī)旋轉(zhuǎn)操作，得到單字圖像I″_obi并且使得I′_obi的8-連通區(qū)域面積與I″_obi的凸包面積之比服從均值為μ₂、標(biāo)準(zhǔn)差為σ₂的正態(tài)分布；

步驟4.5將I″_obi轉(zhuǎn)換為灰度圖像I_{obi_gray}，并對(duì)I_{obi_gray}進(jìn)行基于最大類(lèi)間方差法的二值化處理，使得文字區(qū)域的像素值為255，非文字區(qū)域的像素值為0，得到I_{obi_bin}；

步驟4.6將I_{obi_bin}的像素進(jìn)行反色操作，得到圖像I_mask；

步驟4.7在背景圖像I_bg的任意位置上，隨機(jī)選取一個(gè)與I_{obi_bin}具有相同尺寸并且不含有其他甲骨刻辭文字的圖像塊，記為I_roi，將其與I_mask做逐像素的二進(jìn)制“與”運(yùn)算，從而將當(dāng)前的第t₁個(gè)單字圖像疊加到背景圖像I_bg中；

步驟4.8將第t₁個(gè)單字圖像出現(xiàn)在背景圖像I_bg中的區(qū)域作為待掃描區(qū)域，按照沿水平方向的光柵掃描順序，記錄待掃描區(qū)域中發(fā)生像素值階躍變化的最小橫坐標(biāo)和最大橫坐標(biāo)再沿豎直方向的從上到下、從左到右的掃描順序，記錄待掃描區(qū)域中發(fā)生像素值階躍變化的最小縱坐標(biāo)和最大縱坐標(biāo)從而獲得第t₁個(gè)單字圖像在I_bg中的包圍盒，并且和共同確定了該包圍盒的左上角的頂點(diǎn)坐標(biāo)和共同確定了該包圍盒的右下角的頂點(diǎn)坐標(biāo)

步驟4.9根據(jù)VOC2007格式，將和寫(xiě)入XML描述文件

步驟4.10令t₁←t₁+1，若t₁≤N_c，則返回步驟4.3，否則，將疊加了N_c個(gè)甲骨刻辭文字的背景圖像I_bg進(jìn)行反色操作，從而得到第i₁幅不含點(diǎn)狀噪聲、片狀斑紋和固有紋理污染的甲骨卜辭文字拓片圖像并將其存入RC中，執(zhí)行步驟4.11，所述N_c表示每幅甲骨卜辭文字拓片圖像所含有的最大文字?jǐn)?shù)量；

步驟4.11令i₁←i₁+1，若i₁≤N_data，則返回步驟4.1，否則，執(zhí)行步驟5，所述N_data表示甲骨刻辭文字拓片圖像數(shù)據(jù)集所需的最大拓片圖像數(shù)量；

步驟5.生成含有點(diǎn)狀噪聲、片狀斑紋和固有紋理污染的甲骨卜辭文字拓片圖像數(shù)據(jù)集RN，令圖像計(jì)數(shù)器i₂←1；

步驟5.1建立一幅空間分辨率為W×H像素的空白圖像作為背景圖像，記為并令干擾元素計(jì)數(shù)器t₂←1；

步驟5.2從干擾元素?cái)?shù)據(jù)集SN中取出一幅甲骨卜辭的噪聲圖像，記為I_noise，采用雙三次插值對(duì)I_noise進(jìn)行縮放比例為C的隨機(jī)縮放操作，得到縮放后的噪聲圖像I′_noise，所述C∈[0.8,1.3]；

步驟5.3對(duì)I′_noise進(jìn)行角度為R的隨機(jī)旋轉(zhuǎn)操作，得到具有一定傾斜角度的噪聲圖像I″_noise，所述R∈[-20°,20°]；

步驟5.4將I″_noise轉(zhuǎn)換為灰度圖像I_{obi_noise}，并對(duì)其進(jìn)行基于最大類(lèi)間方差法的二值化處理，使得噪聲區(qū)域的像素值為255，背景區(qū)域的像素值為0，得到I_{noise_bin}；

步驟5.5將I_{noise_bin}的像素進(jìn)行反色操作，得到圖像

步驟5.6在背景圖像的任意位置上，隨機(jī)選取一個(gè)與I_{noise_bin}具有相同尺寸的圖像塊并將與做逐像素的二進(jìn)制“與”運(yùn)算，從而將當(dāng)前的第t₂個(gè)干擾元素疊加到背景圖像中；

步驟5.7令t₂←t₂+1，若t₂≤N_cn，則返回步驟5.2，否則，將疊加了N_cn個(gè)干擾元素的背景圖像進(jìn)行反色操作，從而得到第i₂幅含有點(diǎn)狀噪聲、片狀斑紋和固有紋理的甲骨卜辭噪聲圖像所述N_cn表示每幅甲骨卜辭文字拓片圖像所含有的最大干擾數(shù)量；

步驟5.8將第i₂幅純凈的甲骨卜辭文字拓片圖像與第i₂幅含有點(diǎn)狀噪聲、片狀斑紋和固有紋理的甲骨卜辭噪聲圖像進(jìn)行逐像素的二進(jìn)制“或”運(yùn)算，從而生成含有點(diǎn)狀噪聲、片狀斑紋和固有紋理污染的甲骨卜辭文字拓片圖像并將其存入RN中；

步驟5.9令i₂←i₂+1，若i₂≤N_data，則返回步驟5.1，否則，執(zhí)行步驟6；

步驟6.輸出不含點(diǎn)狀噪聲、片狀斑紋和固有紋理污染的甲骨卜辭文字拓片圖像數(shù)據(jù)集RC，含有點(diǎn)狀噪聲、片狀斑紋和固有紋理污染的甲骨卜辭文字拓片圖像數(shù)據(jù)集RN，以及所有圖像的XML描述文件所述1≤i₁≤N_data。