CN104835133A - 图像中四边形区域的提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像中四边形区域的提取方法，首先将待检测的真彩色图像分别输入图像的HSI三通道，在每个通道内对该图像进行线分割，对线分割后的所有直线线段执行延长起点和终点至整个图像的边缘，并剔除延长后的直线中距离图像中心点距离过小的延长直线和长度过小的延长直线，对剩下所有直线之间的交点进行检测，若任意四个交点只与四条直线相关联，则将这四个交点作为一个四边形的顶点数据组存入四边形集；依次检测每个四边形是否满足预设条件，记第一个满足预设条件的四边形区域为目标四边形区域，在图像中提取出目标四边形区域后，能在之后的操作中，去除目标四边形区域以外的干扰区域，仅对目标四边形区域内信息进行加工和提取。

Description

图像中四边形区域的提取方法

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及图像中四边形区域的提取方法。

背景技术

随着摄像、拍照技术的发展，开始越来越多的出现对所拍摄图片的信息进行加工和提取的需求，例如对名片拍摄图片进行加工、对书籍、海报插图拍摄图片进行处理等。这些拍摄图片上需要提取的信息大部分都位于矩形区域内，因此对这类图片进行信息提取操作都需要做四边形区域提取操作，四边形区域提取操作是指对拍摄的图像进行检测，提取其中的目标四边形区域，从而在之后的操作中，去除目标四边形区域以外的干扰区域，仅对目标四边形区域内信息进行加工和提取。

发明内容

本发明的目的是提供一种图像中四边形区域的提取方法，可准确快速的在拍摄图像中提取出目标四边形区域。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种图像中四边形区域的提取方法，包括：

将待检测的真彩色图像分别输入图像的HSI三通道，在每个通道内对该图像进行线分割，得到三个通道内线分割后的每一条直线线段的起点坐标和终点坐标；

将上述线分割后的所有直线线段分别延长起点和终点至整个图像的边缘，并计算图像中心点距每条延长直线的距离；

剔除距离图像中心点距离过小的延长直线，同时剔除长度过小的延长直线；

对剩下的延长直线进行共线合并，即将起点和终点位置距离均小于一定阈值的所有相邻延长直线合并为一条新直线，新直线的斜率等于被合并的所有相邻延长直线的斜率的平均值，新直线的Y轴截距等于被合并的所有相邻延长直线的Y轴截距的平均值；

对线合并后剩下的所有直线之间的交点进行检测，若任意四个交点只与四条直线相关联，则将这四个交点作为一个四边形的顶点数据组存入四边形集；

依次检测每个四边形是否满足预设条件，记第一个满足预设条件的四边形区域为目标四边形区域；所述预设条件为：四边形四条边的占有比均大于0.1，且其中三条边占有比大于0.7；其中：四边形的每条边占有比=与四边形该边共线且在该边边长范围内的原始直线线段在X或Y轴上的投影累计长度/四边形该边在X或Y轴上的投影长度。

优选的，所述依次检测每个四边形是否满足预设条件，记第一个满足预设条件的四边形区域为目标四边形区域，进一步包括：按面积从大到小依次检测每四边形是否满足预设条件，记第一个满足预设条件的四边形区域为目标四边形区域。

优选的，所述待检测的真彩色图像为原始真彩色图像或原始真彩色图像的压缩图像；当待检测的真彩色图像为原始真彩色图像的压缩图像时，在所述待检测的真彩色图像中找到目标四边形区域后，将四边形的四个点还原到原始真彩色图像相应位置。

本发明将待检测的真彩色图像在HIS三通道进行线分割，并对线分割后的结果进行一系列处理，能自动且准确的实现在拍摄图像中提取出目标四边形区域，从而可在后续图像信息加工处理过程中，去除目标四边形区域以外的干扰区域，仅对目标四边形区域内信息进行加工和提取。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明实施例图像中四边形区域提取方法的流程示意图；

图2为待检测的真彩色图像示意图；

图3为将图2图像分别输入图像的HSI三通道后得到的线分割结果示意图；

图4为将图3分割后的所有直线线段分别延长起点和终点至整个图像边缘的示意图；

其中，图3和图4外框虚线边缘表示整个图像的边缘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明用到了图像的HIS三通道，HSI模型是美国色彩学家孟塞尔(H.A.Munseu)于1915年提出的，它反映了人的视觉系统感知彩色的方式，以色调、饱和度和强度三种基本特征量来感知颜色，H指色调Hue，S指饱和度Saturation，I指强度Intensity。

参见图1，为本发明实施例图像中四边形区域的提取方法流程示意图，所述图像中四边形区域的提取方法，包括如下步骤：

S101：将待检测的真彩色图像分别输入图像的HSI三通道，在每个通道内对该图像进行线分割，得到三个通道内线分割后的每一条直线线段的起点坐标和终点坐标，每一条线段都可由起点坐标和终点坐标表示，如line表示一条线段（x1,y1,x2,y2），线段函数可用y=kx+b表示。

本步骤将真彩色图像分别输入图像的HSI三通道，在每个通道内对该图像进行线分割后会得到由若干直线线段组成的图像，如图2、图3，图2为待检测的真彩色图像示意图（图2应该是彩色图像，由于附图说明只能用黑白图像，故以黑白图像示意）。图3为将图2图像分别输入图像的HSI三通道后得到的线分割结果示意图。图像线分割方法可参考如下论文：Rafael Grompone vonGioi,JeremieJakubowicz,Jean-Michel Morel,Gregory Randall，LSD:a LineSegment Detector，ISSN2105-12322012IPOL&the authors CC-BY-NC-SAOn Line on2012-3-24.论文在线网址如下：http://www.ipol.im/pub/art/2012/gjmr-lsd/article.pdf。

S102：将上述线分割后的所有直线线段分别延长起点和终点至整个图像的边缘，如图4，并计算图像中心点距每条延长直线的距离。

S103：剔除距离图像中心点距离过小的延长直线，同时剔除长度过小的延长直线；本步骤中，距离可以设置一个阈值m，阈值m的范围可以设置在5～20个像素之间，比如可设置为距离图像中心点距离小于15个像素的延长直线直接剔除；另外长度也可以设置一个阈值n，n可以定义为图像短边1/3～图像短边1/2，当n定义为图像短边的1/2时，则将长度小于图像短边一半的延长直线剔除。

S104：对剩下的延长直线进行共线合并，此处所述的共线指延长后的直线的起点和终点位置距离均小于一定阈值的所有相邻延长直线，将这些共线合并为一条新直线，新直线的斜率等于被合并的所有相邻延长直线的斜率的平均值，新直线的Y轴截距等于被合并的所有相邻延长直线的Y轴截距的平均值,例如：延长后的直线L1、L2…Ln为共线，则合并后的新直线 $y=\frac{k1+k2+...+\mathrm{kn}}{n}x+\frac{b1+b2+...+\mathrm{bn}}{n}.$

S105：对线合并后剩下的所有直线之间的交点进行检测，若任意四个交点只与四条直线相关联，则将这四个交点作为一个四边形的顶点数据组存入四边形集。

S106：依次检测每个四边形是否满足预设条件，记第一个满足预设条件的四边形区域为目标四边形区域；所述预设条件为：四边形四条边的占有比均大于0.1，且其中三条边占有比大于0.7；其中：四边形的每条边占有比=与四边形该边共线且在该边边长范围内的原始直线线段在X轴上的投影累计长度/四边形该边在X轴上的投影长度，或四边形的每条边占有比=与四边形该边共线且在该边边长范围内的原始直线线段在Y轴上的投影累计长度/四边形该边在Y轴上的投影长度。本步骤的累计投影长度指所有满足条件的原始直线线段的投影长度相加，但多条原始直线线段投影区域有重复的，重复部分投影只计算一次长度。所述与四边形该边共线且在该边边长范围内的原始直线线段指：与四边形该边共线的原始线段中横坐标或纵坐标落入四边形该边两端点横坐标范围或纵坐标范围的原始直线线段。本步骤是选择X轴投影还是Y轴投影来计算，主要由原始直线线段在X轴上的投影长度较长还是在Y轴上的投影长度较长决定，若原始直线线段在X轴上的投影长度大于Y轴上的投影长度，则以X轴投影计算，反之则以Y轴投影计算。

由于步骤S106中，若随机依次检测每个四边形是否满足预设条件，在四边形较多的情况下，会影响检测速度，有可能将所有的四边形检测一遍才能找到满足预设条件的那一个四边形。若在检测是否满足预设条件之前，将满足预设条件可能性较大的四边形排列在检测序列的队首，则可能只检测少部分四边形即能很快检测到目标四边形，因此，在步骤S106前，可先对四边形进行一个面积排序，然后按面积从大到小依次检测每四边形是否满足预设条件，记第一个满足预设条件的四边形区域为目标四边形区域，这样能有效提高检测速度。

在本发明实施例中，所述待检测的真彩色图像可以为原始真彩色图像（原始图像太大会影响处理速度），也可以为原始真彩色图像的压缩图像（压缩图像能提高检测处理速度）；当待检测的真彩色图像为原始真彩色图像的压缩图像时，在所述待检测的真彩色图像中找到目标四边形区域后，需将四边形的四个点还原到原始真彩色图像相应位置。

在图像识别或图像处理过程中，采用本发明实施例方法检测出图像中目标四边形区域后，可在之后的操作中，去除目标四边形区域以外的干扰区域，仅对目标四边形区域内信息进行加工和提取，例如在名片扫描图像或拍摄图像中，能提取出名片区域，去除名片区域外的干扰区域。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (3)

1.图像中四边形区域的提取方法，其特征在于，包括：

将待检测的真彩色图像分别输入图像的HSI三通道，在每个通道内对该图像进行线分割，得到三个通道内线分割后的每一条直线线段的起点坐标和终点坐标；

将上述线分割后的所有直线线段分别延长起点和终点至整个图像的边缘，并计算图像中心点距每条延长直线的距离；

剔除距离图像中心点距离过小的延长直线，同时剔除长度过小的延长直线；

对剩下的延长直线进行共线合并，即将起点和终点位置距离均小于一定阈值的所有相邻延长直线合并为一条新直线，新直线的斜率等于被合并的所有相邻延长直线的斜率的平均值，新直线的Y轴截距等于被合并的所有相邻延长直线的Y轴截距的平均值；

对线合并后剩下的所有直线之间的交点进行检测，若任意四个交点只与四条直线相关联，则将这四个交点作为一个四边形的顶点数据组存入四边形集；

依次检测每个四边形是否满足预设条件，记第一个满足预设条件的四边形区域为目标四边形区域；所述预设条件为：四边形四条边的占有比均大于0.1，且其中三条边占有比大于0.7；其中：四边形的每条边占有比=与四边形该边共线且在该边边长范围内的原始直线线段在X或Y轴上的投影累计长度/四边形该边在X或Y轴上的投影长度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次检测每个四边形是否满足预设条件，记第一个满足预设条件的四边形区域为目标四边形区域，进一步包括：按面积从大到小依次检测每四边形是否满足预设条件，记第一个满足预设条件的四边形区域为目标四边形区域。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述待检测的真彩色图像为原始真彩色图像或原始真彩色图像的压缩图像；

当待检测的真彩色图像为原始真彩色图像的压缩图像时，在所述待检测的真彩色图像中找到目标四边形区域后，将四边形的四个点还原到原始真彩色图像相应位置。