一種圖像中標牌尺度的檢測方法及系統的製作方法
2023-10-25 04:27:22 3
一種圖像中標牌尺度的檢測方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種圖像中標牌尺度的檢測方法及系統，屬於圖像處理領域。現有的標牌尺度的檢測一般採用連通域估計的方法，容易受到外界環境的幹擾，且連通域生長準則具有不穩定性，容易造成標牌尺度估計的不準確性。本發明所述的方法及系統首先對輸入的圖像進行文字檢測，獲得標牌的文字區域；然後計算所述文字區域的文字筆畫寬度；最後根據文字筆畫寬度與標牌尺度比例相對固定的原則，利用所述的文字筆畫寬度計算標牌尺度。採用本發明所述的方法及系統對標牌尺度進行檢測，具有較高的穩定性，並且能夠大大提高標牌尺度檢測的效率。
【專利說明】—種圖像中標牌尺度的檢測方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於圖像預處理領域，具體涉及一種圖像中標牌尺度的檢測方法及系統。【背景技術】
[0002]標牌是用於製作標識的指示牌，上面有文字、圖案等內容起指示作用，如廣告標牌、導航標牌、機動車車牌等。在圖像處理過程中，對圖像中目標內容的估計有較大的意義，當能夠知道圖像獲取設備的具體參數後，便可以求取目標內容實際的尺度。在一般情況下，採用多尺度的方式對目標內容進行分析，但是這種方式效率較低，現有技術中，完成圖像中標牌尺度的估計，一般採用連通域提取的方法，通過區域相似性原則，如顏色、灰度等，對區域進行生長的方法，檢測標牌連通域，估計連通區域大小，從而得到標牌的尺度。
[0003]通過這種方法，在理想情況下，可以得到整個標牌的區域位置，從而確定出標牌的尺度，但包含標牌的圖像是一種場景圖像，即通過照相機或攝像機得到的真實三維世界中場景文本的二維圖像，這些圖像通常有光照不均勻、曝光不足和拍攝角度傾斜等缺點，導致連通域估計的方法容易受到外界環境的幹擾，造成連通域缺失，使尺度估計不準確，並且連通域生長準則具有不穩定性，也容易造成標牌尺度估計的不準確性。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種圖像中標牌尺度的檢測方法及系統。該方法及系統僅依靠標牌上的文字就能完成標牌尺度的檢測，操作簡單，效率較高，並且準確性和穩定性較強。
[0005]為達到以上目的，本發明採用的技術方案是:
[0006]一種圖像中標牌尺度的檢測方法，包括以下步驟:
[0007](I)輸入包含標牌的圖像，對所述圖像進行文字檢測，獲得標牌的文字區域；
[0008](2)計算所述文字區域的文字筆畫寬度；
[0009](3)根據文字筆畫寬度與標牌尺度比例相對固定的原則，利用所述的文字筆畫寬度計算標牌尺度。
[0010]進一步，步驟(2)中，計算所述文字區域的文字筆畫寬度的過程具體包括以下步驟:
[0011]I)計算步驟(I)獲得的文字區域的距離變換圖像；
[0012]2)對所述距離變換圖像分別進行水平和垂直掃描，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值；
[0013]3)根據所述的像素灰度值的局部最大值計算文字區域的文字筆畫寬度。
[0014]進一步，步驟2)中，對所述距離變換圖像分別進行水平和垂直掃描，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的具體方式如下:
[0015]分別對所述的距離變換圖像進行水平方向掃描和垂直方向掃描，得到距離變換圖像水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值，將水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值中的較大者作為當前距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值。
[0016]進一步，步驟3)中，所述的文字筆畫寬度為距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的2倍。
[0017]再進一步，步驟(3)中，所述的文字筆畫寬度與標牌尺度比例相對固定的原則是指標牌尺度與標牌尺度中文字筆畫寬度的比例關係。
[0018]更進一步，所述的標牌尺度與標牌尺度中文字筆畫寬度的比例關係如下:
[0019]標牌寬度W= Θ wX Wstajke,標牌高度 h= Θ hX Wstroke,
[0020]其中，Wstroke為文字筆畫寬度，Θ w為標牌寬度w與筆畫寬度Wstajke間的比例係數，Θ h為標牌高度與筆畫寬度Wstolre間的比例係數。
[0021]一種圖像中標牌尺度的檢測系統，包括:
[0022]文字檢測模塊，用於對輸入的圖像進行文字檢測，獲得標牌的文字區域；所述圖像為包含標牌的圖像；
[0023]筆畫寬度計算模塊，用於計算所述文字區域的文字筆畫寬度；
[0024]標牌尺度計算模塊，用於根據文字筆畫寬度與標牌尺度比例相對固定的原則，利用所述的文字筆畫寬度計算標牌尺度。
[0025]進一步，所述的筆畫寬度計算模塊包括:
[0026]距離變換圖像獲取單元，用於計算文字檢測模塊獲得的文字區域的距離變換圖
[0027]局部最大值獲取單元，用於對所述距離變換圖像分別進行水平和垂直掃描，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值；
[0028]筆畫寬度獲取單元，用於根據所述的像素灰度值的局部最大值計算文字區域的文字筆畫寬度。
[0029]進一步，局部最大值獲取單元中對所述距離變換圖像分別進行水平和垂直掃描，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的具體方式如下:
[0030]分別對所述的距離變換圖像進行水平方向掃描和垂直方向掃描，得到距離變換圖像水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值，將水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值中的較大者作為當前距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值。
[0031]再進一步，筆畫寬度獲取單元中，所述的文字筆畫寬度為距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的2倍。
[0032]本發明的效果在於:本發明所述的方法及系統，通過檢測圖像中標牌的文字區域，計算文字的筆畫寬度，利用標牌尺度與文字尺度相對固定的準則，得到圖像中標牌的尺度。由於文字區域有一定的分布規律，具有較高的穩定性，另外，由於文字筆畫寬度計算相對簡單，能夠大大提聞標牌尺度檢測的效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1是本發明【具體實施方式】中一種圖像中標牌尺度的檢測系統的結構框圖；
[0034]圖2是本發明【具體實施方式】中一種圖像中標牌尺度的檢測方法的流程圖；[0035]圖3是本發明實施例中輸入的包含標牌的圖像；
[0036]圖4是圖3的二值化圖像；
[0037]圖5是反映圖4中標牌文字區域規律的圖像；
[0038]圖6是由圖5獲得的文字區域的圖像；
[0039]圖7是圖6的距離變換圖像；
[0040]圖8是一文字圖像；
[0041]圖9是圖8的距離變換圖像；
[0042]圖10是圖8距離變換圖像的立體視圖；
[0043]圖11是本發明實施例中得到的筆畫寬度圖像。
【具體實施方式】
[0044]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步描述。
[0045]如圖1所示，為本發明【具體實施方式】中一種圖像中標牌尺度的檢測系統的結構框圖，該系統主要包括以下三個子模塊:文字檢測模塊11、筆畫寬度計算模塊12及標牌尺度計算模塊13，其中:
[0046]文字檢測模塊11用於對輸入的圖像進行文字檢測，獲得標牌的文字區域；所述圖像為包含標牌的圖像；
[0047]優選的，本實施方式中該模塊包括:
[0048]二值化單元，用於將所述圖像進行二值化處理，得到二值圖像；
[0049]文字區域獲取單元，用於對所述二值圖像進行連通域分析，由於標牌上文字的排布具有一定規律，如標牌文字連通域的上邊緣點、中心點及下邊緣點各自分布在三條直線上,形成上邊緣直線、中心點直線及下邊緣直線，且這三條直線有傾斜方向一致的特點，因此藉助這一規律可以得到標牌的文字區域。
[0050]本【具體實施方式】中的文字區域獲取的上述方式為現有技術，本發明對文字區域的獲取包括但不限於上述方式，能夠實現文字區域獲取的現有方式均可用於本發明。
[0051]筆畫寬度計算模塊12用於計算所述文字區域的文字筆畫寬度；該模塊包括:
[0052]距離變換圖像獲取單元，用於計算文字檢測模塊獲得的文字區域的距離變換圖
[0053]局部最大值獲取單元，用於對所述距離變換圖像分別進行水平和垂直掃描，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值；
[0054]筆畫寬度獲取單元，用於根據所述的像素灰度值的局部最大值計算文字區域的文字筆畫寬度。
[0055]具體的，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的具體方式如下:
[0056]分別對所述的距離變換圖像進行水平方向掃描和垂直方向掃描，得到距離變換圖像水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值，將水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值中的較大者作為當前距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值。
[0057]另外，筆畫寬度獲取單元中，所述的文字筆畫寬度為距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的2倍。[0058]標牌尺度計算模塊13用於根據文字筆畫寬度與標牌尺度比例相對固定的原則，利用所述的文字筆畫寬度計算標牌尺度。
[0059]一般在實際生活中，按照國家標準所製造的標牌，標牌尺度與文字筆畫寬度是根據標準比例制定的，當完成文字筆畫寬度的檢測後，利用這一統一的標準，即可以計算出標牌尺度。
[0060]如圖2所示，為本發明【具體實施方式】中一種圖像中標牌尺度的檢測方法，該方法包括以下步驟:
[0061]步驟S21:檢測圖像中標牌的文字區域；
[0062]輸入包含標牌的圖像，對所述圖像進行文字檢測，獲得標牌的文字區域；由於輸入的圖像中除了標牌上存在文字區域，其他位置也可能含有文字，所以需要單獨檢測出標牌的文字區域，才能保證最終計算標牌尺度的準確性。由於標牌的文字區域中的文字排布具有一定的規律，如標牌中文字間的間距分布均勻，字符排列整齊等特點。根據標牌中文字的排版規律，可以檢測出標牌的文字區域。在現有技術中已經有很多方法可以完成文字區域的檢測，如本實施方式中可以通過連通域的方式進行檢測，具體步驟如下:
[0063]a)將所述圖像進行二值化處理，得到二值圖像；
[0064]b)對所述二值圖像進行連通域分析，由於標牌上文字的排布具有一定規律，由於標牌上文字的排布具有一定規律，標牌文字連通域的上邊緣點、中心點及下邊緣點各自分布在三條直線上，形成上邊緣直線、中心點直線及下邊緣直線，且這三條直線有傾斜方向一致的特點，因此藉助這一規律可以得到標牌的文字區域。
[0065]特別的，若除標牌部分外，圖像中的其它部分的文字排布也具有與標牌上的文字排布相同的規律，那麼仍依照上述方式對所述二值圖像進行連通域分析，檢測出多個文字區域後，再根據標牌的文字特性(如字符大小、間隔、數目等)對多個文字區域進行篩選，最終得到標牌的文字區域。
[0066]步驟S22:計算標牌的文字筆畫寬度；
[0067]計算所述文字區域的文字筆畫寬度；該過程具體包括以下步驟:
[0068]I)計算步驟S21獲得的文字區域的距離變換圖像；
[0069]2)對所述距離變換圖像分別進行水平和垂直掃描，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值；
[0070]3)根據所述的像素灰度值的局部最大值計算文字區域的文字筆畫寬度。
[0071]本發明中涉及到的距離變換是一種計算並標識空間點(對目標點)距離的過程，它最終把二值圖像變換為灰度圖像，在二值圖像中，I代表目標點(前景)，0代表背景，在灰度圖像中，每個柵格的灰度值等於它到最近目標點的距離在距離變換圖像中，距離越遠，灰度值越大。本實施方式中，圖像中的文字為前景，其它為背景。
[0072]步驟2)中，對所述距離變換圖像分別進行水平和垂直掃描，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的具體方式如下:
[0073]分別對所述的距離變換圖像進行水平方向掃描和垂直方向掃描，得到距離變換圖像水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值，將水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值中的較大者作為當前距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值。[0074]具體的，由於距離變換圖像反映的是原二值圖像中每一前景像素與距其最近的背景像素的距離大小，得到的整個文字區域的距離變換圖像的灰度值形成一個脊的分布，因此掃描像素灰度值的最大值的過程即掃描每一脊狀位置的像素灰度值的最大值的過程。
[0075]由於最終得到的像素灰度值的最大值表徵了原二值圖像前景像素中每一筆畫中央距離背景像素的距離最大值，因此文字筆畫寬度為獲得的距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的2倍，作為文字筆畫寬度。
[0076]步驟S23:通過文字筆畫寬度計算標牌尺度；
[0077]根據文字筆畫寬度與標牌尺度比例相對固定的原則，利用所述的文字筆畫寬度計算標牌尺度；
[0078]具體的，所述的文字筆畫寬度與標牌尺度比例相對固定的原則是指標牌尺度與標牌尺度中文字筆畫寬度的比例關係。例如，對於矩形標牌，標牌尺度與文字尺度之間具有確定的比例關係，具體如下:
[0079]標牌寬度W= Θ wX Wstajke,標牌高度 h= Θ hX Wstroke,
[0080]其中，Wstajke為步驟S22中得到的文字筆畫寬度，Θ w為標牌寬度與筆畫寬度Wstajke間的比例係數，Θ h為標牌高度與筆畫寬度Wstajke間的比例係數。
[0081]在實際生活中，不止矩形標牌，其它按照國家標準所製造的標牌，標牌尺度與文字筆畫寬度也是根據標準制定的，類似地，當完成文字筆畫寬度檢測後，利用這一統一的標準，即可以計算出標牌尺度。
[0082]為了更好的理解本發明所述的方法及系統，下面結合圖3-圖10給出一個實施例對本申請進行進一步的介紹。
[0083]實施例
[0084]第一步，輸入如圖3所示的包含標牌的圖像；
[0085]本實施例中給出的圖像是一幅包含機動車車牌的圖像，車牌具有矩形形狀；先對該圖像進行二值化，得到該圖像的二值化圖像，如圖4所示；然後對該二值圖像進行連通域分析，由於車牌上文字的排布具有一定規律，其文字連通域的上邊緣點、中心點及下邊緣點分別分布在三條直線上，即文字連通域的上邊緣直線，中心點直線，以及下邊緣直線，並且這三條直線有傾斜方向一致的特點，如圖5所示；通過這個準則，在連通域分析的基礎上便可以得到車牌的文字區域，如圖6所示。
[0086]可以看到，圖4中除車牌部分外，雖然文字「FAW」也具有同樣的規律，但是本實施方式中的「FAW」為淺色字體，二值化後不可能出現像車牌號碼那麼明顯的筆畫，通過上述文字區域的檢測方法並不能夠檢測出「FAW」所在的區域，檢測出的文字區域即可以認定為車牌的文字區域。此外，在該步驟中檢測標牌所在的文字區域時，如果圖像中存在其它幹擾文字，即使能夠在該步驟中檢測出標牌外的其它文字區域，但也可以根據特定標牌上文字的獨特性，如字符大小、間隔、文字數目等進一步進行判斷，提取出需要的標牌的文字區域。
[0087]第二步，對標牌的文字區域進行文字筆畫寬度計算；
[0088]先根據第一步得到的標牌的文字區域，計算前景像素到背景像素(本實施例中前景為文字)，即圖6中黑像素到白像素間的距離，得到一幅距離變換圖像，如圖7所示，為了更清楚地說明，圖8示出了一文字圖像，圖9為圖8的距離變換圖像，從該圖不難看出，在文字中心線位置，由於距離白像素較遠，所以像素灰度值越大，圖9的立體視圖如圖10所示，不難看出，整個文字距離圖灰度值形成一個脊的分布；然後對距離變換圖像進行水平掃描，求取水平方向每一脊狀位置的像素灰度值的最大值，再對距離變換圖像進行垂直掃描，求取垂直方向每一個脊狀位置的像素灰度值的最大值，最後在獲得的每一個脊狀位置的像素灰度值的最大值中取較大的一個，作為當前脊狀位置的像素灰度值的局部最大值，將該值的2倍作為最終的筆畫寬度。圖11示出了按照該筆畫寬度最終生成的筆畫寬度圖像。
[0089]第三步，通過筆畫寬度計算標牌尺度；
[0090]按照國家標準所製造的車牌，其尺度與文字筆畫寬度也是根據標準制定的，兩者之間具有一定的比例關係，根據這一原則進行計算:
[0091]車牌寬度W= Θ w X Wstajke，車牌高度 h= Θ h X Wstroke,
[0092]其中，Wstajke為步驟S22中得到的文字筆畫寬度，Θ w為車牌寬度與筆畫寬度Wstajke間的比例係數，Θ h為車牌高度與筆畫寬度Wstajke間的比例係數。
[0093]通過本實施例可以看出，採用本發明所述的方法及系統，通過對圖像中標牌文字區域的檢測，計算文字的筆畫寬度，並利用標牌尺度與文字尺度相對固定的原則，最終完成了標牌尺度的檢測。由於在自然場景中，文字區域具有一定的分布規律，因此利用檢測文字區域估計標牌尺度，具有較高的穩定性，另外，文字筆畫寬度計算相對簡單，還能夠大大提高標牌尺度檢測的效率。
[0094]本發明所述的裝置並不限於【具體實施方式】中所述的實施例，本領域技術人員根據本發明的技術方案得出其他的實施方式，同樣屬於本發明的技術創新範圍。
【權利要求】
1.一種圖像中標牌尺度的檢測方法，包括以下步驟:(1)輸入包含標牌的圖像，對所述圖像進行文字檢測，獲得標牌的文字區域；(2)計算所述文字區域的文字筆畫寬度；(3)根據文字筆畫寬度與標牌尺度比例相對固定的原則，利用所述的文字筆畫寬度計算標牌尺度。
2.如權利要求1所述的一種圖像中標牌尺度的檢測方法，其特徵在於，步驟(2)中，計算所述文字區域的文字筆畫寬度的過程具體包括以下步驟:O計算步驟(I)獲得的文字區域的距離變換圖像；2)對所述距離變換圖像分別進行水平和垂直掃描，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值；3)根據所述的像素灰度值的局部最大值計算文字區域的文字筆畫寬度。
3.如權利要求2所述的一種圖像中標牌尺度的檢測方法，其特徵在於，步驟2)中，對所述距離變換圖像分 別進行水平和垂直掃描，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的具體方式如下:分別對所述的距離變換圖像進行水平方向掃描和垂直方向掃描，得到距離變換圖像水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值，將水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值中的較大者作為當前距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值。
4.如權利要求2或3所述的一種圖像中標牌尺度的檢測方法，其特徵在於，步驟3)中，所述的文字筆畫寬度為距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的2倍。
5.如權利要求1所述的一種圖像中標牌尺度的檢測方法，其特徵在於，步驟(3)中，所述的文字筆畫寬度與標牌尺度比例相對固定的原則是指標牌尺度與標牌尺度中文字筆畫寬度的比例關係。
6.如權利要求5所述的一種圖像中標牌尺度的檢測方法，其特徵在於，所述的標牌尺度與標牌尺度中文字筆畫寬度的比例關係如下:標牌寬度 W= Θ w X Wstajke,標牌高度 h= Θ h X Wstroke,其中，為文字筆畫寬度，0W為標牌寬度w與筆畫寬度WstrokJl]的比例係數，%為標牌高度與筆畫寬度Wstrote間的比例係數。
7.一種圖像中標牌尺度的檢測系統，包括:文字檢測模塊，用於對輸入的圖像進行文字檢測，獲得標牌的文字區域；所述圖像為包含標牌的圖像；筆畫寬度計算模塊，用於計算所述文字區域的文字筆畫寬度；標牌尺度計算模塊，用於根據文字筆畫寬度與標牌尺度比例相對固定的原則，利用所述的文字筆畫寬度計算標牌尺度。
8.如權利要求7所述的一種圖像中標牌尺度的檢測系統，其特徵在於，所述的筆畫寬度計算模塊包括:距離變換圖像獲取單元，用於計算文字檢測模塊獲得的文字區域的距離變換圖像；局部最大值獲取單元，用於對所述距離變換圖像分別進行水平和垂直掃描，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值；筆畫寬度獲取單元，用於根據所述的像素灰度值的局部最大值計算文字區域的文字筆畫寬度。
9.如權利要求8所述的一種圖像中標牌尺度的檢測系統，其特徵在於，局部最大值獲取單元對所述距離變換圖像分別進行水平和垂直掃描，得到所述距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的具體方式如下:分別對所述的距離變換圖像進行水平方向掃描和垂直方向掃描，得到距離變換圖像水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值，將水平方向的像素灰度值的最大值和垂直方向的像素灰度值的最大值中的較大者作為當前距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值。
10.如權利要求8或9所述的一種圖像中標牌尺度的檢測系統，其特徵在於，筆畫寬度獲取單元中，所述的文字筆畫·寬度為距離變換圖像上像素灰度值的局部最大值的2倍。
【文檔編號】G06K9/20GK103440486SQ201310384215
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】胡希馳, 楊鏡 申請人:方正國際軟體有限公司, 方正國際軟體(北京)有限公司