一種掃描圖像的折痕檢測方法和裝置的制造方法

一種掃描圖像的折痕檢測方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供的一種掃描圖像的折痕檢測方法和裝置，針對現有技術的掃描圖像中難以有效檢測出折痕導致不能正常進行光學字符識別等后續處理過程的技術問題，提供的檢測方法和裝置通過對掃描圖像進行陰影圖像提取，獲取陰影圖像的二值化圖像后，對二值化圖像進行網圖構建，通過網圖搜索最小路徑，再將最小路徑對應回原掃描圖像即可獲得掃描圖像的折痕，達到了通過搜索最小路徑有效獲取掃描圖像的折痕的技術效果。
【專利說明】
一種掃描圖像的折痕檢測方法和裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及圖像處理領域，具體而言，涉及一種掃描圖像的折痕檢測方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著信息技術的快速發展，電子文檔的存儲，電子書，電子工程圖紙變的越來越流 行。這些技術的應用通常需要將紙質文檔通過掃描的方法轉換成電子文檔。但是由于一些 人為因素，掃描出來的文檔經常會帶有一些影響文檔轉換因素，比如帶有折痕的報紙。折痕 會對后續的光學字符識別和版面分析造成重要影響，因此對折痕位置的有效定位對于掃描 文本圖像的后續處理具有重大意義。但是現有的方法大多數檢測的是直線的折痕，很少有 能夠有效的檢測出隨著折痕彎曲而彎曲的曲線。

【發明內容】

[0003] 本發明提供一種掃描圖像的折痕檢測方法和裝置，旨在改善上述問題。
[0004] 本發明提供的一種掃描圖像的折痕檢測方法，用于檢測掃描圖像中的折痕。所述 方法包括:獲取所述掃描圖像中包含所述折痕的候選塊;獲取所述候選塊的陰影圖像;獲取 所述陰影圖像的二值化圖像。根據所述二值化圖像構建有向網圖，所述有向網圖包含所述 二值化圖像中的連通域;根據所述有向網圖獲取所述折痕對應的最小路徑。將所述最小路 徑對應回所述掃描圖像，獲取所述掃描圖像的折痕。
[0005] 優選地，所述獲取所述掃描圖像中包含所述折痕的候選塊的步驟，包括:將所述掃 描圖像劃分成多個行塊;選取包含標準像素點最多的行塊作為標準行塊。選取滿足預設標 準的標準行塊作為所述候選塊。
[0006] 優選地，所述標準像素為所述掃描圖像中灰度值大于預設閾值的像素點，所述選 取滿足預設標準的標準行塊作為所述候選塊包括:選取標準行塊中的任一個像素行作為標 準候選行;選取所述標準候選行鄰接的兩個行塊作為所述候選塊。
[0007] 優選地，所述獲取所述候選塊的陰影圖像的步驟，包括:獲取所述候選塊的上水平 集，其中，所述上水平集為灰度值大于參考灰度值的像素點集;獲取所述上水平集的凸包 絡，獲取所述陰影圖像。
[0008] 優選地，所述獲取所述陰影圖像的二值化圖像包括:確定所述陰影圖像的掃描方 向；根據所述掃描方向對所述陰影圖像進行濾波處理。對濾波后的陰影圖像進行二值化處 理，獲得所述二值化圖像。
[0009] 優選地，所述根據所述二值化圖像構建有向網圖，所述有向網圖包含所述二值化 圖像中的連通域包括:去除所述二值化圖像中除最大連通域外的噪點，獲得第一圖像;對所 述第一圖像進行骨骼化處理，獲得第二圖像。對所述第二圖像構建有向網圖。
[0010] 優選地，所述根據所述二值化圖像構建有向網圖的步驟，包括:在所述二值化圖像 的第一個像素列前增加起始像素列，在最后一個像素列后增加終止像素列，在所述起始像 素列選擇起始像素點，在所述終止像素列選擇終止像素點。獲取所有像素點與其八鄰域內 鄰接像素點的路徑權重。根據所述二值化圖像的所有像素點的坐標和相鄰像素點的路徑權 重構建所述有向網圖。
[0011] 優選地，所述根據所述有向網圖獲取最小路徑的步驟，包括：以起始像素點作為起 始節點，將除了所述起始像素點外的所有像素點添加到所述有向網圖的未確認像素點集 合。在所述未確認像素點集合中查找與所述起始節點的路徑權重之和最小的目標節點，確 定所述目標節點與所述起始像素點的最小路徑，將所述目標節點移除所述未確認像素點集 合。將查找到的目標節點作為新的起始節點，重復上一步驟，直至所查找的所述目標節點為 終止像素點，確定所述終止像素點與所述起始像素點的最小路徑，其中，所述終止像素點與 所述起始像素點的最小路徑即為所述折痕對應的最小路徑。
[0012] 優選地，所述獲取所有像素點與其八鄰域內鄰接像素點的路徑權重包括:在所有 像素點中任選一個像素點作為第一像素點，選取與所述第一像素點在八鄰域內鄰接的第二 像素點。獲取第一像素點的像素值和第二像素點的像素值;根據路徑權重計算公式獲取所 述第一像素點與第二像素點的路徑權重。其中，所述路徑權重計算公式為:路徑權重=2 - (第一像素點的像素值+第二像素點的像素值)+最小權重。
[0013] 本發明提供的一種掃描圖像的折痕檢測裝置，所述裝置包括:候選塊獲取模塊，用 于獲取所述掃描圖像中包含所述折痕的候選塊。陰影獲取模塊，用于獲取所述候選塊的陰 影圖像;二值化處理模塊，用于獲取所述陰影圖像的二值化圖像。有向網圖構建模塊，用于 根據所述二值化圖像構建有向網圖，其中，所述有向網圖包含所述二值化圖像中的連通域。 最小路徑獲取模塊，用于根據所述有向網圖獲取最小路徑;折痕獲取模塊，用于將所述最小 路徑對應回所述掃描圖像，獲取所述掃描圖像的折痕。
[0014] 上述本發明提供的一種掃描圖像的折痕檢測方法和裝置，針對現有技術的掃描圖 像中難以有效檢測出折痕導致不能正常進行光學字符識別等后續處理過程的技術問題，提 供的檢測方法和裝置通過對掃描圖像進行陰影圖像提取，獲取陰影圖像的二值化圖像后， 對二值化圖像進行網圖構建，通過網圖搜索最小路徑，再將最小路徑對應回原掃描圖像即 可獲得掃描圖像的折痕，達到了通過搜索最小路徑有效獲取掃描圖像的折痕的技術效果。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附 圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對 范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這 些附圖獲得其他相關的附圖。
[0016] 圖1為本發明較佳實施例提供的掃描圖像的折痕檢測方法所應用的計算機的方框 示意圖；
[0017] 圖2為本發明較佳實施例提供的掃描圖像的折痕檢測方法的步驟流程圖；
[0018] 圖3為本發明較佳實施例提供的掃描圖像的折痕檢測方法的步驟流程圖；
[0019]圖4A-4J為本發明較佳實施例提供的掃描圖像的折痕檢測方法的過程示意圖；
[0020]圖5為本發明較佳實施例提供的掃描圖像的折痕檢測裝置的模塊框圖。
【具體實施方式】
[0021] 本領域技術人員長期以來一直在尋求一種改善該問題的工具或方法。
[0022] 鑒于此，本發明的設計者通過長期的探索和嘗試，以及多次的實驗和努力，不斷的 改革創新，得出本方案所示的較佳掃描圖像的折痕檢測方法和裝置。
[0023]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。因此， 以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范 圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒 有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0024]請參見圖1，是本發明較佳實施例提供的掃描圖像的折痕檢測方法所應用的計算 機100的方框示意圖。所述計算機100包括掃描圖像的折痕檢測裝置101、存儲器102、存儲控 制器103、處理器104、外設接口 105、輸入輸出單元106、顯示單元等107。
[0025] 所述存儲器102、存儲控制器103、處理器104、外設接口 105、輸入輸出單元106、顯 示單元107等各元件相互之間直接或間接地電性連接，以實現數據的傳輸或交互。例如，這 些元件相互之間可通過一條或多條通訊總線或信號線實現電性連接。所述掃描圖像的折痕 檢測裝置101包括至少一個可以軟件或固件(firmware)的形式存儲于所述存儲器中或固化 在所述計算機100的操作系統(operating system，0S)中的軟件功能模塊。所述處理器104 用于執行存儲器中存儲的可執行模塊，例如所述掃描圖像的折痕檢測裝置101包括的軟件 功能模塊或計算機程序。
[0026] 其中，存儲器102可以是，但不限于，隨機存取存儲器（Random Access Memory， RAM)，只讀存儲器（Read Only Memory，ROM)，可編程只讀存儲器（Programmable Read - Only Memory，PR0M)，可擦除只讀存儲器（Erasable Programmable Read - Only Memory， EPR0M)，電可擦除只讀存儲器（Electric Erasable Programmable Read - Only Memory， EEPR0M)等。其中，存儲器102用于存儲程序，所述處理器104在接收到執行指令后，執行所述 程序，后述本發明實施例中任一實施例揭示的過程定義的服務器所執行的方法可以應用于 處理器104中，或者由處理器104實現。
[0027] 處理器104可能是一種集成電路芯片，具有信號的處理能力。上述的處理器104可 以是通用處理器，包括中央處理器（Central ProcessingUnit，簡稱CPU)、網絡處理器 (Network Processor，簡稱NP)等；還可以是數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、 現成可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬 件組件。可以實現或者執行本發明實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器 可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規的處理器等。
[0028] 所述外設接口 105將各種輸入/輸入裝置耦合至處理器104以及存儲器102。在一些 實施例中，外設接口 105、處理器104以及存儲控制器103可以在單個芯片中實現。在其他一 些實例中，他們可以分別由獨立的芯片實現。
[0029] 輸入輸出單元106用于提供給用戶輸入數據實現用戶與所述服務器的交互。所述 輸入輸出單元106可以是，但不限于，鼠標和鍵盤等。
[0030] 顯示單元107在所述服務器與用戶之間提供一個交互界面，例如用戶操作界面，或 用于顯示圖像數據給用戶參考。在本實施例中，所述顯示單元107可以是液晶顯示器或觸控 顯示器。若為觸控顯示器，其可為支持單點和多點觸控操作的電容式觸控屏或電阻式觸控 屏等。支持單點和多點觸控操作是指觸控顯示器能感應到來自該觸控顯示器上一個或多個 位置處同時產生的觸控操作，并將該感應到的觸控操作交由處理器進行計算和處理。
[0031] 本實施例提供的掃描圖像的折痕檢測方法，用于獲取掃描圖像的折痕。具體可以 用于報紙等紙質材料的掃描圖像中可能存在的折痕的檢測。當然，本發明實施例的具體應 用場景并不作為限定，其他需要折痕提取的圖像也可應用本實施例。以下為對本發明實施 例進行的詳細說明。
[0032] 請參見圖2,圖2示出了本發明較佳實施例提供的一種掃描圖像的折痕檢測方法的 流程圖，應用于圖1所述的掃描圖像的折痕檢測裝置，用于檢測圖像中的折痕。所述方法主 要包括：
[0033]步驟S201:獲取所述掃描圖像中包含所述折痕的候選塊。
[0034]將帶有折痕的紙質材料進行掃描之后，獲取掃描圖像。折痕可能只存在于掃描圖 像的部分區域，如果對于整個掃描圖像進行陰影提取和路徑搜索，增加了過多不必要的計 算步驟，因此優選獲取所述掃描圖像中包含所述折痕的候選塊(如圖4A所示）。請參見圖3， 獲取所述掃描圖像中包含所述折痕的候選塊的具體過程可以包括：
[0035] S301:將所述掃描圖像劃分成多個行塊。
[0036]將掃描圖像劃分成多個行塊，每個行塊包含一定數量的像素行，可以根據折痕的 寬度確定每個行塊所包含的像素行的數量。假設掃描圖像中共包含1000個像素行，根據圖 中折痕的大小，行塊劃分標準可以為30行一 60行。鑒于彎曲的折痕迎著光源一側像素值較 大的分布在大概50像素行之內，因此可以優選按照每50像素行為一個行塊的選取標準進行 行塊劃分，既能保證折痕區域都包含在行塊內，又能減少多余的選取范圍所產生的多余的 計算過程。下述步驟中的數據為基于50像素行為一個行塊選取標準獲取的相應數據。
[0037] S302:選取包含標準像素點最多的行塊作為標準行塊。
[0038]根據選取標準將掃描圖像劃分成多個行塊之后，對劃分的多個行塊進行選取。鑒 于折痕迎著掃描光源成像的一側亮度一般大于圖像中的其他區域，所以優選灰度值大于預 設閾值的像素點作為標準像素點，選取包含標準像素點最多的行塊作為標準行塊。上一步 驟中優選每50像素行為一個行塊，一定程度上增大了像素值大的部分集中在折痕附近的概 率，減少了圖像中其他部分比折痕迎著光源側的亮度大對于處理過程的干擾。
[0039]標準像素點的選取依據可以根據具體掃描圖像中折痕的亮度進行選取，本實施例 優選選取灰度值最大的前千分之五的像素點作為標準像素點。例如在5816 * 4352的圖像 中，第千分之五大的像素值集中在194一228之間不等，灰度值最大的前千分之五像素值為 194一228中的某一個值到250之間。所以標準像素點是像素值位于194一228中的某一個值 到250之間。當然，所述標準像素點也可以為灰度值在前千分之二到千分之三十五的點。選 取包含上述標準像素點最多的行塊作為標準行塊，可以確定所述折痕的大概位置，減小后 續處理的計算量。當然，還可以根據具體情況進行標準行塊的選取，例如當折痕較多且掃描 的折痕亮度不同時，可以選取包含標準像素點較多或者滿足一定比例的行塊作為標準行 塊。
[0040] S303:選取滿足預設標準的標準行塊作為所述候選塊。
[0041] 選取出包含標準像素點最多的標準行塊之后，將滿足預設標準的標準行塊作為所 述候選塊，所述預設標準可以根據掃描圖像中的折痕的區域進行設置。具體選取過程可以 包括:選取標準行塊中的任一個像素行作為標準候選行，選取所述標準候選行鄰接的兩個 行塊作為所述候選塊。
[0042] 標準行塊選取之后，進行候選塊選取過程。首先，在選取的標準行塊中的50個像素 行中任意選取一行作為標準候選行，然后根據標準行所鄰接的前后一定區域塊作為候選 塊。優選選取標準行塊的最后一行作為標準候選行，選取所述標準候選行鄰接的兩個行塊 作為所述候選塊。例如，對于某包含1000像素行的掃描圖像來說，若選取的標準行塊為第 100行一 150行之間的像素點，則選取第150像素行作為標準候選行，選取第100行到第200行 作為候選塊。當然為了能將折痕所在區域更完整的包含在候選區域塊內，可以優選第90行 到第215行作為候選塊。
[0043]步驟S202:獲取所述候選塊的陰影圖像。
[0044]基于上述步驟獲取掃描圖像的包含折痕的候選塊(如圖4A所示)之后，提取所述候 選塊的陰影圖像(如圖4B所示），將得到的陰影圖像作為后續步驟的輸入。陰影提取可以有 效將文字和陰影分離開，在排除文字干擾的情況下在后續的步驟中利用陰影信息進一步確 定折痕的位置。本實施例優選采用基于凸包絡的陰影提取技術從單幅輸入(如圖4A所示）中 提取陰影圖像(如圖4B所示）。所述獲取所述候選塊的陰影圖像的步驟，具體可以包括： [0045] 1、獲取所述候選塊的上水平集，其中，所述上水平集為灰度值大于參考灰度值的 像素點集。
[0046] 將輸入圖像的像素值除以255,以灰度值0 - 1來進行像素點選取。設定灰度值為α 的像素點作為參考灰度值的像素點，α為[0 1]之間的實數。根據公式:? j/(尸)2 ?? 獲取輸入圖像的上α水平集。其中，ρ為圖像像素的坐標。
[0047] 2、獲取所述上水平集的凸包絡，獲取所述陰影圖像。
[0048]凸包絡（convex envelope)是優化論中有某些性質的函數，其定義如下：設f:S - >1?是下半連續函數，其中S是η維空間中的非空凸集，則f(x)在S上的凸包絡是指滿足如下 性質的函數F(x):
[0049] (l)F(x)在S上是凸的；
[0050] (2)對于所有的X屬于S，有F(x)小于等于f (X);
[0051 ] (3)若h(x)是任意一個定義在S上的凸函數，并且對于所有的X屬于S，h(x)小于等 于f (X)，則所有的X屬于S，有h(x)小于等于F(x)。可理解為最凸的凸函數。
[0052]對上述的候選塊選取上α水平集之后，取集合中滿足函數= Cbm<S^)的像素 點集合。其中€ I 本算法中α初始值取為1以步長為0.1遞減至0,提取出陰 ， 影圖像L。當然，α步長為0.1的選取可以為其他值，同時考慮到提取的陰影圖像的精度和運 行時間本實施例優選步長為〇. 1。
[0053]對于輸入的包含折痕的候選塊(如圖4Α)選取灰度值大于α的上α水平集之后，取集 合中滿足函數= 的凸包絡，即可獲得折痕對應的陰影圖像(如圖4Β所示）。
[0054]步驟S203:獲取所述陰影圖像的二值化圖像。
[0055] 對于獲取的陰影圖像(如圖4B所示)進行濾波處理得到濾波圖像(如圖4C所示），獲 取濾波圖像的二值化圖像(如圖4D所示)作為后續處理步驟的輸入圖像。所述獲取所述陰影 圖像的二值化圖像包括下述步驟：
[0056] 1、確定所述陰影圖像的掃描方向，根據所述掃描方向對所述陰影圖像進行濾波處 理。
[0057]對于獲取的陰影圖像(如圖4B所示)進行濾波處理，需要先確定輸入的陰影圖像的 掃描方向，以便選取合適的濾波器。輸入圖像包含的折痕取水平方向，掃描儀垂直于水平方 向掃描折痕，確定掃描的方向是從上到下掃描還是從下到上掃描，取陰影圖像（如圖4B所 示）的水平投影的像素之和進行掃描方向判斷。如果從上到下掃描則折痕上面的亮度要小 于折痕下面的亮度，相反地，如果從下向上掃描折痕，則折痕上面的亮度大于折痕下面的亮 度。由于本實施例選取的折痕大致位于候選塊的中間位置，因此可以設定第210行和第470 行大致分布在折痕的兩側，所以通過他們的水平投影的像素值之和就可以判斷掃描方向。 當然還可以用其他數據對比，例如（220,460)、（200,480)或（190,460)等。若是第470行投影 的像素之和大于第210行投影的像素值之和，則可以確定掃描方向為從上到下掃描。反之， 若所述第470行投影的像素值之和小于第210行投影的像素值之和，則可以確定掃描方向為 從下至上掃描。確定正確的掃描方向可以使得濾波處理對于折痕的濾波響應大于其他區 域。
[0058]確定掃描圖像后，選取合適的濾波器，優選正弦濾波器。對陰影圖像進行濾波處 理，根據公式:進行卷積運算。其中，B表示待濾波的陰影圖像，*表示卷積運算，0表示卷積 運算的卷積核。在掃描方向為從上至下掃描時，取Μ，若掃描方向為從下至上時，取一Μ，其 m，M=[sin(l*VN)sin(2*3i/N)...-sin((N-l)*VN)] T
[0059] ，其中N為大于1的正整數，本實施例中N取5。
[0060] 2、對濾波后的陰影圖像進行二值化處理，獲得所述二值化圖像。
[0061] 對于濾波圖像(如圖4C所示）進行二值化處理，獲得二值化圖像（如圖4D所示），本 實施例優選采用大津法獲取二值化的處理閾值。閾值的選取過程具體為：
[0062]設t為選定的閾值，將圖像分為前景像素和背景像素，前景點數所占比例為wo,平 均灰度值為UQ，背景像素所占比例為W1，平均灰度值為U1，圖像的總平均灰度為U = WQ*UQ+W1* U1，此時前景和背景的方差為g = WQ*Wl(UQ-Ul)2,從圖像1的256個灰度級遍歷t，使g最大的時 候，此時的t則是我們選擇的閾值T Η。確定處理閾值之后，根據公式 \\ ?(χ, V) > ΤΗ A(x,y) = < .·.進行二值化處理，即將灰度值大于預設閾值的像素點的灰度值 .[0 otherwise 設置為1，將灰度值小于預設閾值的像素點的灰度值設置為0,即可獲得陰影圖像的二值化 圖像。
[0063]步驟S204:根據所述二值化圖像構建有向網圖，所述有向網圖包含所述二值化圖 像中的連通域。
[0064]基于上述步驟獲取的二值化圖像(如圖4D所示），根據所述二值化圖像構建包含所 述二值化圖像中的連通域的有向網圖，作為后續最小路徑搜索過程的輸入。獲得二值化圖 像之后，進行下述的處理步驟：
[0065] 1、去除所述二值化圖像（如圖4D所示）中除最大連通域外的噪點，獲得第一圖像 (如圖4E所示）。
[0066]獲取的二值化圖像中除了折痕對應的最大連通域（圖中D1所示)外，還包含一些細 小連通域（圖中D2和D3所示)影響折痕捕捉，因此優選去除所述二值化圖像中除最大連通域 外的噪點，只保留最大連通域。
[0067] 2、對所述第一圖像進行骨骼化處理，獲得第二圖像。
[0068]為了精準獲取折痕的位置，可以對輸入圖像進行骨骼化處理。所述骨骼化處理，是 指通過算法對圖像邊緣進行細化處理，主要包括基于距離函數和非距離函數的細化算法。 [0069]可以直接對第一圖像進行骨骼化處理，以獲得骨骼化處理后的第二圖像（如圖4G 所示）。
[0070] 3、對所述第二圖像構建有向網圖。
[0071] 可以直接對第二圖像進行有向網圖構建，過程可以包括:獲取所述二值化圖像的 起始像素點和終止像素點，獲取所有像素點與其八鄰域內鄰接像素點的路徑權重，根據所 述二值化圖像的所有像素點的坐標和與其八鄰域內鄰接像素點的路徑權重構建所述有向 網圖。
[0072]為了減小干擾，優選對所述第一圖像（如圖4E所示)進行膨脹處理，獲得第三圖像 (如圖4F所示），對膨脹處理后的第三圖像進行骨骼化處理。對所述第一圖像進行膨脹處理， 獲得第三圖像的過程可以為:根據公式：，對第一圖像(如圖4E所示)進行膨脹處理，其中，表 ~1 1 1 Γ 示膨脹操作，是一個的方形結構元素。本實施例的方形結構元素為4*4, ? ?。 1111 1111 方形結構元素的選擇沒有特殊的要求，可以為3 * 3、4 * 4或5 * 5，或者其他適合輸入圖像的 方形結構，能通過一次或者多次膨脹處理填充掉第一圖像(如圖4E所示)上的部分孔洞的方 形結構元素均可適用于本實施例。
[0073]為了減小計算步驟，優選對包含連通域的最小行塊的第四圖像進行有向網圖構 建，可以選取第二圖像(如圖4G所示）中包含所述連通域的最小行塊，獲取第四圖像(如圖4H 所示），將第四圖像作為后續處理的輸入圖像，能夠減小不必要的處理步驟，提高處理速度。 [0074]取二值化圖像經過保留最大連通域、膨脹處理、骨骼化處理、取包含連通域的最小 行塊的第四圖像(如圖4H所示），作為構建有向網圖的輸入圖像。
[0075]為了能夠自動選取起始點和終止點，在第四圖像(如圖4H所示)第一個像素列前額 外增加一列像素列作為起始像素列，在最后一個像素列后增加終止像素列。在起始像素列 上任意選取一個像素點作為起始像素點，在終止像素列上任意選取一個像素點作為終止像 素點。將額外增加的兩列像素列的像素值大小全部設為〇,并且與其自身所在列的八鄰域內 鄰接節點的邊緣權重分配為w min。設定wmin為明顯小于原始圖中的鄰接矩陣中非0權重的正 值。這樣可以保證新增加的列不影響原始圖中的分割。因為在垂直方向上像素點的八鄰域 之間的權重設為了最小權重Wmin，所以搜索時可以以最小阻力在垂直方向穿越。為了找到起 始到終止節點的最小加權路徑，所以會在額外增加的列上沿著自身列移動而不會影響到圖 像上路徑搜尋。本實施例優選在起始像素列的中間像素點作為起始節點，在終止像素列的 中間像素點作為終止節點。
[0076] 所述獲取所有像素點與其八鄰域內鄰接像素點的路徑權重的步驟，特別是指獲取 起始像素列上的像素點與原始圖像上與其鄰接的像素點的路徑權重，終止像素列上的像素 點與原始圖像上與其鄰接的像素點的路徑權重，以及原始圖像上各個像素點與其八鄰域內 鄰接像素點的路徑權重的計算步驟，可以具體包括:在多個像素點中任選一個像素點作為 第一像素點，選取與所述第一像素點在八鄰域內鄰接的第二像素點，獲取第一像素點的像 素值和第二像素點的像素值。根據路徑權重計算公式獲取所述第一像素點與第二像素點的 路徑權重，其中，所述路徑權重計算公式為:路徑權重=2 -（第一像素點的像素值+第二像 素點的像素值)+最小權重。
[0077] 計算第一像素點a與其八鄰域內鄰接的第二像素點b的路徑權重的公式可以為:wab = 2-(ga+gb)+Wmin。其中，Wab為連接第一像素點a和第二像素點b的邊緣的權重，g a為圖像I中a 點的像素值大小，gb為圖像I中b點的像素值大小，wmin在節點圖中添加的為正的最小權重， 本實施例優選設為Wmin=l*l(T 5。
[0078] 設定輸入圖像上的每個像素對應網圖上的一個節點，將各個像素點與其鄰接的像 素點的路徑權重和方向對應到有向網圖表示。由于每個節點只與他們的八鄰域內的像素點 有關，與其他像素點無關，因此只計算所有像素點與其八鄰域內鄰接像素點之間的路徑權 重。鑒于路徑權重計算八鄰域內有向路徑，因此如果選定了第一像素點，計算與第一像素點 八鄰域內鄰接的第二像素點的路徑權重，則進行第二像素點與第一像素點的路徑權重時就 不再進行重復計算，以減小不必要的計算步驟。
[0079] 步驟S205:根據所述有向網圖獲取所述折痕對應的最小路徑。
[0080] 將上述步驟獲取的有向網圖作為最小路徑搜索過程的輸入圖像，本實施例優選利 用迪杰斯特拉算法進行最小路徑搜索。所述根據所述有向網圖獲取最小路徑的步驟，具體 可以包括：
[0081] 以起始像素點作為起始節點，將除了所述起始像素點外的所有像素點添加到所述 有向網圖的未確認像素點集合；
[0082] 首先，設定集合V為包含網圖中所有節點的集合，設定P為已確認像素點集合，其包 含了已經求出最短路徑的節點的集合。將集合U設定為未確認點集合，U = V-P，其包含了未 求出最短路徑的節點的集合。設定weight []為最小權重之和，按最小權重的遞增次序依次 把集合U中的節點加入P中直至終止節點在集合P中。
[0083]以起始像素點Vs作為起始節點，以終止像素點Vd作為終止節點。p= {vs}，Vs的權重 為ο，未確認節點集合U=V-vs。
[0084] 在所述未確認像素點集合中查找與所述起始節點的路徑權重之和最小的目標節 點，確定所述目標節點與所述起始像素點的最小路徑，將所述目標節點移除所述未確認像 素點集合。
[0085] 從未確認集合U中選取一個和起始節點^之間路徑權重之和最小的節點^作為目 標節點，將所述目標節點移除所述未確認像素點集合U，即是P = P+Vi，U = U-Vi，其中，"+"表 示將節點移入集合的操作，表示將節點移除集合的操作。所述目標節點v1與起始像素點 的最小路徑即為目標節點 Vl與起始節點之間的路徑。
[0086] 以Vi為新的起始節點，遍歷與Vi相連接的點，從未確認像素點集合中查找與新的起 始節點Vi的路徑權重之和最小的節點U作為新的目標節點，確定新的目標節點U與所述起始 像素點Vs的最小路徑的大小，將新的目標節點移除所述未確認集合U。
[0087] 確定所述新的目標節點u與所述起始像素點vs的最小路徑:若從vs到U中u的經過Vi 的路徑權重比原來不經過節點v1的路徑權重小，則修改u的權重值，修改后的權重和為頂點 Vi權重值加上Wviu。
[0088] 將查找到的目標節點作為新的起始節點，重復上一步驟，直至所查找的所述目標 節點為終止像素點Vd。確定所述終止像素點與所述起始像素點之間的最小路徑S，最小路徑 S即為所述掃描圖像的折痕對應的最小路徑(如圖41所示I)。
[0089 ]步驟S206:將所述最小路徑對應回所述掃描圖像，獲取所述掃描圖像的折痕(如圖 4了所示J)。
[0090] 由于網圖上的節點與第四圖像上的像素點是一一對應的，而第四圖像是從原掃描 圖像上選取的候選塊，因此第四圖像上的像素點與原掃描圖像上的像素點是一一對應的， 因此可以根據網圖上的節點的坐標找出其對應的掃描圖像上的像素點。將所述最小路徑包 含的像素點對應回所述掃描圖像，即可準確獲取所述掃描圖像的折痕。
[0091] 上述本發明實施例提供的掃描圖像的折痕檢測方法，針對于現有技術的掃描圖像 中難以有效檢測出折痕導致不能正常進行光學字符識別等后續處理過程的技術問題，提供 的檢測方法通過對掃描圖像進行陰影圖像提取，獲取陰影圖像的二值化圖像后，對二值化 圖像進行網圖構建，通過網圖搜索最小路徑，再將最小路徑對應回原掃描圖像即可獲得掃 描圖像的折痕，達到了通過搜索最小路徑有效獲取掃描圖像的折痕的技術效果。
[0092]請參見圖5,為本發明較佳實施例提供的掃描圖像的折痕檢測裝置500的模塊框 圖。所述掃描圖像的折痕檢測裝置500與上述實施例中圖1所示的計算機中的掃描圖像的折 痕檢測裝置101-致。所述裝置500主要包括：
[0093]候選塊獲取模塊501，用于獲取所述掃描圖像中包含所述折痕的候選塊；
[0094]陰影獲取模塊502,用于獲取所述候選塊的陰影圖像。
[0095]二值化處理模塊503,用于獲取所述陰影圖像的二值化圖像。
[0096] 有向網圖構建模塊504，用于根據所述二值化圖像構建有向網圖，其中，所述有向 網圖包含所述二值化圖像中的連通域。
[0097] 最小路徑獲取模塊505，用于根據所述有向網圖獲取最小路徑。
[0098] 折痕獲取模塊506,用于將所述最小路徑對應回所述掃描圖像，獲取所述掃描圖像 的折痕。
[0099] 本發明較佳實施例提供的掃描圖像的折痕檢測裝置，通過對掃描圖像進行陰影圖 像提取，獲取陰影圖像的二值化圖像后，對二值化圖像進行網圖構建，通過網圖搜索最小路 徑，再將最小路徑對應回原掃描圖像即可獲得掃描圖像的折痕，達到了通過搜索最小路徑 有效獲取掃描圖像的折痕的技術效果。本實施例提供的掃描圖像的折痕檢測裝置的具體實 施過程可參照上述方法實施例，在此不再一一贅述。
[0100] 以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技 術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種掃描圖像的折痕檢測方法，其特征在于，用于檢測掃描圖像中的折痕，所述方法 包括： 獲取所述掃描圖像中包含所述折痕的候選塊； 獲取所述候選塊的陰影圖像； 獲取所述陰影圖像的二值化圖像； 根據所述二值化圖像構建有向網圖，所述有向網圖包含所述二值化圖像中的連通域； 根據所述有向網圖獲取所述折痕對應的最小路徑； 將所述最小路徑對應回所述掃描圖像，獲取所述掃描圖像的折痕。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述掃描圖像中包含所述折痕的 候選塊的步驟，包括： 將所述掃描圖像劃分成多個行塊； 選取包含標準像素點最多的行塊作為標準行塊； 選取滿足預設標準的標準行塊作為所述候選塊。3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述標準像素為所述掃描圖像中灰度值大 于預設閾值的像素點，所述選取滿足預設標準的標準行塊作為所述候選塊包括： 選取標準行塊中的任一個像素行作為標準候選行； 選取所述標準候選行鄰接的兩個行塊作為所述候選塊。4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述候選塊的陰影圖像的步驟， 包括： 獲取所述候選塊的上水平集，其中，所述上水平集為灰度值大于參考灰度值的像素點 集； 獲取所述上水平集的凸包絡，獲取所述陰影圖像。5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述陰影圖像的二值化圖像包 括： 確定所述陰影圖像的掃描方向； 根據所述掃描方向對所述陰影圖像進行濾波處理； 對濾波后的陰影圖像進行二值化處理，獲得所述二值化圖像。6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據所述二值化圖像構建有向網圖， 所述有向網圖包含所述二值化圖像中的連通域包括： 去除所述二值化圖像中除最大連通域外的噪點，獲得第一圖像； 對所述第一圖像進行骨骼化處理，獲得第二圖像； 對所述第二圖像構建有向網圖。7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據所述二值化圖像構建有向網圖的 步驟，包括： 在所述二值化圖像的第一個像素列前增加起始像素列，在最后一個像素列后增加終止 像素列； 在所述起始像素列選擇起始像素點，在所述終止像素列選擇終止像素點； 獲取所有像素點與其八鄰域內鄰接像素點的路徑權重； 根據所述二值化圖像的所有像素點的坐標和與其八鄰域內鄰接像素點的路徑權重構 建所述有向網圖。8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據所述有向網圖獲取所述折痕對應 的最小路徑的步驟，包括： 以起始像素點作為起始節點，將除了所述起始像素點外的所有像素點添加到所述有向 網圖的未確認像素點集合； 在所述未確認像素點集合中查找與所述起始節點的路徑權重之和最小的目標節點，確 定所述目標節點與所述起始像素點的最小路徑，將所述目標節點移除所述未確認像素點集 合； 將查找到的目標節點作為新的起始節點，重復上一步驟，直至所查找的所述目標節點 為終止像素點，確定所述終止像素點與所述起始像素點的最小路徑，其中，所述終止像素點 與所述起始像素點的最小路徑即為所述折痕對應的最小路徑。9. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述獲取所有像素點與其八鄰域內鄰接像 素點的路徑權重包括： 在所有像素點中任選一個像素點作為第一像素點，選取與所述第一像素點在八鄰域內 鄰接的第二像素點； 獲取第一像素點的像素值和第二像素點的像素值； 根據路徑權重計算公式獲取所述第一像素點與第二像素點的路徑權重，其中，所述路 徑權重計算公式為:路徑權重=2 -（第一像素點的像素值+第二像素點的像素值)+最小權 重。10. -種掃描圖像的折痕檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括： 候選塊獲取模塊，用于獲取所述掃描圖像中包含所述折痕的候選塊； 陰影獲取模塊，用于獲取所述候選塊的陰影圖像； 二值化處理模塊，用于獲取所述陰影圖像的二值化圖像； 有向網圖構建模塊，用于根據所述二值化圖像構建有向網圖，其中，所述有向網圖包含 所述二值化圖像中的連通域； 最小路徑獲取模塊，用于根據所述有向網圖獲取最小路徑； 折痕獲取模塊，用于將所述最小路徑對應回所述掃描圖像，獲取所述掃描圖像的折痕。
【文檔編號】G06T7/00GK106097375SQ201610474790
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月27日
【發明人】李樹濤, 張吉福, 孫斌
【申請人】湖南大學