卡片邊緣提取方法和裝置製造方法
2023-05-03 21:27:36
卡片邊緣提取方法和裝置製造方法
【專利摘要】本公開是關於一種卡片邊緣提取方法和裝置，屬於圖像處理領域。該方法包括：獲取待提取卡片邊緣圖像的灰度圖像中的至少一個候選直線；對於每個候選直線上的每個樣本像素點，從該候選直線的法向直線上，獲取第一像素點和第二像素點；計算樣本像素點、第一像素點和第二像素點在法向直線上的法向梯度，計算樣本像素點的特徵值；確定每個候選直線的指定特徵值，將指定特徵值最大的候選直線確定為卡片的邊緣線。本發明通過利用卡片邊緣線上的像素點梯度高於位於該邊緣線兩側的、該像素點附近的像素點梯度這一特點，篩選掉卡片圖案上的直線，排除圖案上直線的幹擾，提高邊緣提取的準確率。
【專利說明】卡片邊緣提取方法和裝置
【技術領域】
[0001] 本公開是關於圖像處理領域，具體來說是關於卡片邊緣提取方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 圖像邊緣是圖像的基本特徵，隨著圖像識別技術的發展和普及，對圖像邊緣提 取的研究也越來越重要。提取圖像邊緣時，先對圖像進行去噪處理，得到灰度圖像，利用 Sobel (索貝爾）或者Canny等算子提取灰度圖像的邊緣，再通過霍夫變換進行線段檢測，得 到灰度圖像中的邊緣線段。
[0003] 在實現本發明的過程中，發明人發現相關技術存在缺陷，例如：要提取圖像中卡片 的邊緣時，卡片上可能會有各種各樣的圖案，如銀行卡上印刷的圖案等。如果卡片的圖案中 包括明顯的直線時，利用上述邊緣提取方法，就會提取到該直線，誤將該直線作為卡片的邊 緣，影響了卡片邊緣提取的準確率。
【發明內容】
[0004] 為了解決相關技術中存在的問題，本公開提供了一種卡片邊緣提取方法。所述技 術方案如下：
[0005] 根據本公開實施例的第一方面，提供了一種卡片邊緣提取方法，所述方法包括：
[0006] 根據待提取的邊緣方向，獲取待提取卡片邊緣圖像的灰度圖像中的至少一個候選 直線，每個候選直線上包括至少一個樣本像素點；
[0007] 對於每個候選直線上的每個樣本像素點，從所述候選直線的法向直線上，獲取第 一像素點和第二像素點，所述法向直線經過所述樣本像素點且垂直於所述候選直線，所述 第一像素點和所述第二像素點位於所述候選直線的兩側，且根據所述候選直線上的每個樣 本像素點所獲取的第一像素點與相應樣本像素點之間的距離均為第一指定像素距離，所獲 取的第二像素點與相應樣本像素點之間的距離均為第二指定像素距離；
[0008] 根據所述灰度圖像中每個像素點的梯度，計算所述樣本像素點、所述第一像素點 和所述第二像素點在所述法向直線上的法向梯度，根據計算得到的法向梯度，計算所述樣 本像素點的特徵值，所述特徵值與所述樣本像素點的法向梯度正相關，與所述第一像素點 和所述第二像素點的法向梯度負相關；
[0009] 對於每個候選直線，對所述候選直線上的至少一個樣本像素點的特徵值進行統 計，得到所述候選直線的指定特徵值，將所述至少一個候選直線中指定特徵值最大的候選 直線確定為所述卡片的邊緣線。
[0010] 所述根據計算得到的法向梯度，計算所述樣本像素點的特徵值包括：
[0011] 根據所述樣本像素點、所述第一像素點和所述第二像素點的法向梯度，應用以下 公式，計算所述樣本像素點的特徵值：
[0012]
【權利要求】
1. 一種卡片邊緣提取方法，其特徵在於，所述方法包括： 根據待提取的邊緣方向，獲取待提取卡片邊緣圖像的灰度圖像中的至少一個候選直 線，每個候選直線上包括至少一個樣本像素點； 對於每個候選直線上的每個樣本像素點，從所述候選直線的法向直線上，獲取第一像 素點和第二像素點，所述法向直線經過所述樣本像素點且垂直於所述候選直線，所述第一 像素點和所述第二像素點位於所述候選直線的兩側，且根據所述候選直線上的每個樣本像 素點所獲取的第一像素點與相應樣本像素點之間的距離均為第一指定像素距離，所獲取的 第二像素點與相應樣本像素點之間的距離均為第二指定像素距離； 根據所述灰度圖像中每個像素點的梯度，計算所述樣本像素點、所述第一像素點和所 述第二像素點在所述法向直線上的法向梯度，根據計算得到的法向梯度，計算所述樣本像 素點的特徵值，所述特徵值與所述樣本像素點的法向梯度正相關，與所述第一像素點和所 述第二像素點的法向梯度負相關； 對於每個候選直線，對所述候選直線上的至少一個樣本像素點的特徵值進行統計，得 到所述候選直線的指定特徵值，將所述至少一個候選直線中指定特徵值最大的候選直線確 定為所述卡片的邊緣線。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據計算得到的法向梯度，計算所述 樣本像素點的特徵值包括： 根據所述樣本像素點、所述第一像素點和所述第二像素點的法向梯度，應用以下公式， 計算所述樣本像素點的特徵值： k(〇)= \ ； ψχ * t2 其中，D表示所述樣本像素點，k(D)表示所述樣本像素點的特徵值，h表示所述樣本像 素點的法向梯度，h表示所述第一像素點的法向梯度，t2表示所述第二像素點的法向梯度。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述對於每個候選直線，對所述候選直線 上的至少一個樣本像素點的特徵值進行統計，得到所述候選直線的指定特徵值包括： 按照所述至少一個樣本像素點的特徵值之間的大小關係，對所述至少一個特徵值進行 排序，得到特徵值序列； 選取位於所述特徵值序列中間的特徵值，作為所述候選直線的指定特徵值。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據待提取的邊緣方向，獲取待提取 卡片邊緣圖像的灰度圖像中的至少一個候選直線包括： 根據預設倍數，降低所述灰度圖像的解析度，得到第一解析度圖像； 根據所述邊緣方向，從所述第一解析度圖像中選取至少一個直線，作為第一候選直 線. 根據預設間隔倍數，提高所述第一解析度圖像的解析度，得到第二解析度圖像； 根據所述邊緣方向，從所述第二解析度圖像中，獲取位於所述第一候選直線的第一預 設鄰域內的至少一個第二候選直線，計算每個第二候選直線的指定特徵值，將指定特徵值 最大的第二候選直線作為所述第二解析度圖像的特徵候選直線； 繼續根據所述預設間隔倍數，提高所述第二解析度圖像的解析度，得到解析度圖像，獲 取解析度圖像的特徵候選直線，直至得到的解析度圖像的解析度與所述灰度圖像的解析度 相同，獲取每個解析度圖像的特徵候選直線。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述從所述第二解析度圖像中，獲取位於 所述第一候選直線的第一預設鄰域內的至少一個第二候選直線包括： 從所述第二解析度圖像的每個邊緣線中，獲取與所述邊緣方向垂直的第一邊緣線和第 二邊緣線； 對於每個第一候選直線，確定所述第一候選直線與所述第一邊緣線的第一交點，以及 所述第一候選直線與所述第二邊緣線的第二交點； 從所述第一邊緣線上以所述第一交點為中點的第一預設區間內，獲取至少一個第一邊 緣點，從所述第二邊緣線上以所述第二交點為中點的第二預設區間內，獲取至少一個第二 邊緣點； 將所述至少一個第一邊緣點中的每個第一邊緣點，以及所述至少一個第二邊緣點中的 每個第二邊緣點分別進行組合，根據所組合的第一邊緣點和第二邊緣點，確定至少一個第 二候選直線。
6. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述根據所述邊緣方向，從所述第一分辨 率圖像中選取至少一個直線，作為第一候選直線包括： 根據所述邊緣方向，計算所述第一解析度圖像中每個像素點的特徵值； 根據所述第一解析度圖像中每個像素點的特徵值，確定第一候選直線。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述根據所述邊緣方向，計算所述第一分 辨率圖像中每個像素點的特徵值包括： 對於所述第一解析度圖像中的每個像素點，從指定法向直線上，獲取第三像素點和第 四像素點，所述指定法向直線經過所述像素點且垂直於所述邊緣方向，所述第三像素點和 所述第四像素點位於所述像素點的兩側，且根據所述第一解析度圖像中的每個像素點所獲 取的第三像素點與相應像素點之間的距離均為第三指定像素距離，所獲取的第四像素點與 相應像素點之間的距離均為第四指定像素距離； 根據所述第一解析度圖像中每個像素點的梯度，計算所述像素點、所述第三像素點和 所述第四像素點在所述指定法向直線上的法向梯度，根據計算得到的法向梯度，計算所述 像素點的特徵值。
8. 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述根據所述第一解析度圖像中每個像 素點的特徵值，確定第一候選直線包括： 將所述第一解析度圖像中特徵值大於預設特徵值閾值的像素點作為指定像素點，將所 述第一解析度圖像中的指定像素點的像素值設置為1，將所述第一解析度圖像中的其他像 素點的像素值設置為〇,得到二值化圖像； 對於每個指定像素點，根據所述指定像素點的第二預設鄰域內每個像素點的像素值， 確定所述指定像素點的主方向，所述第二預設鄰域內經過所述指定像素點且沿所述主方向 的直線兩側的像素點的像素值差異最大； 計算所述二值化圖像中每個指定像素點的主方向所對應的向量之和，確定所述二值化 圖像的指定主方向； 對於所述二值化圖像中的每個指定像素點，獲取經過所述指定像素點且與所述指定主 方向平行的指定直線，計算所述指定像素點的像素值從所述指定像素點的主方向投影至所 述指定直線上所得到的像素值分量； 計算每個指定直線上的每個指定像素點的像素值分量之和，作為每個指定直線的像素 值總分量，將所述二值化圖像中像素值總分量最大的指定直線作為所述第一候選直線。
9. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括： 當已獲取到每個邊緣方向上的至少一個特徵候選直線時，從每個邊緣方向上分別獲取 一個特徵候選直線進行組合，得到至少一個特徵直線集合，每個特徵直線集合中包括在不 同邊緣方向上的至少一個特徵候選直線； 對於每個特徵直線集合，獲取所述特徵直線集合中的至少一個特徵候選直線所構成的 至少一個交點； 對於每個特徵候選直線上的每個交點，獲取所述特徵候選直線上，分別以所述交點為 中點的至少一個內側像素點和至少一個外側像素點，計算所述至少一個內側像素點的特徵 值的第一平均值，以及所述至少一個外側像素點的特徵值的第二平均值；計算所述第一平 均值與所述第二平均值之間的比例，作為所述交點的特徵比例； 計算所述至少一個特徵候選直線上的每個交點的特徵比例之和，作為所述特徵直線集 合的集合特徵值； 從所述至少一個特徵直線集合中，選取集合特徵值最大的特徵直線集合中的至少一個 特徵候選直線，作為所述卡片的至少一個邊緣線。
10. -種卡片邊緣提取裝置，其特徵在於，所述裝置包括： 候選直線獲取模塊，用於根據待提取的邊緣方向，獲取待提取卡片邊緣圖像的灰度圖 像中的至少一個候選直線，每個候選直線上包括至少一個樣本像素點； 像素點獲取模塊，用於對於每個候選直線上的每個樣本像素點，從所述候選直線的法 向直線上，獲取第一像素點和第二像素點，所述法向直線經過所述樣本像素點且垂直於所 述候選直線，所述第一像素點和所述第二像素點位於所述候選直線的兩側，且根據所述候 選直線上的每個樣本像素點所獲取的第一像素點與相應樣本像素點之間的距離均為第一 指定像素距離，所獲取的第二像素點與相應樣本像素點之間的距離均為第二指定像素距 離； 特徵值計算模塊，用於根據所述灰度圖像中每個像素點的梯度，計算所述樣本像素點、 所述第一像素點和所述第二像素點在所述法向直線上的法向梯度，根據計算得到的法向梯 度，計算所述樣本像素點的特徵值，所述特徵值與所述樣本像素點的法向梯度正相關，與所 述第一像素點和所述第二像素點的法向梯度負相關； 邊緣線確定模塊，用於對於每個候選直線，對所述候選直線上的至少一個樣本像素點 的特徵值進行統計，得到所述候選直線的指定特徵值，將所述至少一個候選直線中指定特 徵值最大的候選直線確定為所述卡片的邊緣線。
11. 根據權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述特徵值計算模塊用於根據所述樣 本像素點、所述第一像素點和所述第二像素點的法向梯度，應用以下公式，計算所述樣本像 素點的特徵值： Η?) = ； 其中，D表示所述樣本像素點，k(D)表示所述樣本像素點的特徵值，h表示所述樣本像 素點的法向梯度，h表示所述第一像素點的法向梯度，t2表示所述第二像素點的法向梯度。
12. 根據權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述邊緣線確定模塊包括： 排序子模塊，用於對於每個候選直線，按照所述至少一個樣本像素點的特徵值之間的 大小關係，對所述至少一個特徵值進行排序，得到特徵值序列； 中間值選取子模塊，用於選取位於所述特徵值序列中間的特徵值，作為所述候選直線 的指定特徵值。
13. 根據權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述候選直線獲取模塊包括： 第一解析度獲取子模塊，用於根據預設倍數，降低所述灰度圖像的解析度，得到第一分 辨率圖像； 第一候選直線獲取子模塊，用於根據所述邊緣方向，從所述第一解析度圖像中選取至 少一個直線，作為第一候選直線； 第二解析度獲取子模塊，用於根據預設間隔倍數，提高所述第一解析度圖像的解析度， 得到第二解析度圖像； 第二候選直線獲取子模塊，用於根據所述邊緣方向，從所述第二解析度圖像中，獲取位 於所述第一候選直線的第一預設鄰域內的至少一個第二候選直線，計算每個第二候選直線 的指定特徵值，將指定特徵值最大的第二候選直線作為所述第二解析度圖像的特徵候選直 線. 第三候選直線獲取子模塊，用於繼續根據所述預設間隔倍數，提高所述第二解析度圖 像的解析度，得到解析度圖像，獲取解析度圖像的特徵候選直線，直至得到的解析度圖像的 解析度與所述灰度圖像的解析度相同，獲取每個解析度圖像的特徵候選直線。
14. 根據權利要求13所述的裝置，其特徵在於，所述第二候選直線獲取子模塊用於從 所述第二解析度圖像的每個邊緣線中，獲取與所述邊緣方向垂直的第一邊緣線和第二邊緣 線；對於每個第一候選直線，確定所述第一候選直線與所述第一邊緣線的第一交點，以及所 述第一候選直線與所述第二邊緣線的第二交點；從所述第一邊緣線上以所述第一交點為中 點的第一預設區間內，獲取至少一個第一邊緣點，從所述第二邊緣線上以所述第二交點為 中點的第二預設區間內，獲取至少一個第二邊緣點；將所述至少一個第一邊緣點中的每個 第一邊緣點，以及所述至少一個第二邊緣點中的每個第二邊緣點分別進行組合，根據所組 合的第一邊緣點和第二邊緣點，確定至少一個第二候選直線。
15. 根據權利要求13所述的裝置，其特徵在於，所述第一候選直線獲取子模塊用於根 據所述邊緣方向，計算所述第一解析度圖像中每個像素點的特徵值，根據所述第一解析度 圖像中每個像素點的特徵值，確定第一候選直線。
16. 根據權利要求15所述的裝置，其特徵在於，所述第一候選直線獲取子模塊具體用 於對於所述第一解析度圖像中的每個像素點，從指定法向直線上，獲取第三像素點和第四 像素點，所述法向直線經過所述樣本像素點且垂直於所述候選直線，所述第三像素點和所 述第四像素點位於所述像素點的兩側，且根據所述第一解析度圖像中的每個像素點所獲取 的第三像素點與相應像素點之間的距離均為第三指定像素距離，所獲取的第四像素點與相 應像素點之間的距離均為第四指定像素距離；根據所述第一解析度圖像中每個像素點的梯 度，計算所述像素點、所述第三像素點和所述第四像素點在所述指定法向直線上的法向梯 度，根據計算得到的法向梯度，計算所述像素點的特徵值。
17. 根據權利要求15所述的裝置，其特徵在於，所述第一候選直線獲取子模塊具體用 於將所述第一解析度圖像中特徵值大於預設特徵值閾值的像素點作為指定像素點，將所述 第一解析度圖像中的指定像素點的像素值設置為1，將所述第一解析度圖像中的其他像素 點的像素值設置為〇,得到二值化圖像；對於每個指定像素點，根據所述指定像素點的第二 預設鄰域內每個像素點的像素值，確定所述指定像素點的主方向，所述第二預設鄰域內經 過所述指定像素點且沿所述主方向的直線兩側的像素點的像素值差異最大；計算所述二 值化圖像中每個指定像素點的主方向所對應的向量之和，確定所述二值化圖像的指定主方 向；對於所述二值化圖像中的每個指定像素點，獲取經過所述指定像素點且與所述指定主 方向平行的指定直線，計算所述指定像素點的像素值從所述指定像素點的主方向投影至所 述指定直線上所得到的像素值分量；計算每個指定直線上的每個指定像素點的像素值分量 之和，作為每個指定直線的像素值總分量，將所述二值化圖像中像素值總分量最大的指定 直線作為所述第一候選直線。
18. 根據權利要求13所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括： 組合模塊，用於當已獲取到每個邊緣方向上的至少一個特徵候選直線時，從每個邊緣 方向上分別獲取一個特徵候選直線進行組合，得到至少一個特徵直線集合，每個特徵直線 集合中包括在不同邊緣方向上的至少一個特徵候選直線； 交點獲取模塊，用於對於每個特徵直線集合，獲取所述特徵直線集合中的至少一個特 徵候選直線所構成的至少一個交點； 特徵比例計算模塊，用於對於每個特徵候選直線上的每個交點，獲取所述特徵候選直 線上，分別以所述交點為中點的至少一個內側像素點和至少一個外側像素點，計算所述至 少一個內側像素點的特徵值的第一平均值，以及所述至少一個外側像素點的特徵值的第二 平均值；計算所述第一平均值與所述第二平均值之間的比例，作為所述交點的特徵比例； 集合特徵值計算模塊，用於計算所述至少一個特徵候選直線上的每個交點的特徵比例 之和，作為所述特徵直線集合的集合特徵值； 邊緣線選取模塊，用於從所述至少一個特徵直線集合中，選取集合特徵值最大的特徵 直線集合中的至少一個特徵候選直線，作為所述卡片的至少一個邊緣線。
【文檔編號】G06T7/00GK104268864SQ201410479457
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】徐曉舟, 陳志軍, 張濤 申請人:小米科技有限責任公司