CN105868755A - 数字分离方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字分离方法及装置，涉及信息识别技术领域，本发明无需采用滑动模板匹配方法，而是对获取台标区域以及所述台标区域的位置信息，根据台标区域和数字区域之间的位置关系以及所述台标区域的位置信息确定所述数字区域的位置信息，根据所述数字区域的位置信息对所述台标区域进行分割，以获得所述数字区域，从而能够简单地实现数字分离，提高了分离效率。

Description

数字分离方法及装置

技术领域

本发明涉及信息识别技术领域，特别涉及一种数字分离方法及装置。

背景技术

央视台标是现代电视中最常见的电视台标。根据形状、颜色等特征，设计一定的分类方法可将从卫视台、地方台、央视台标等台标中筛选确定某台标类型为央视台。但是，央视具体频道(如“综合频道”、“体育频道”等)之间的识别需要通过文字(如“综合”、“体育”等)或者数字(如“1”、“5”等)的差异来设计识别方法。

在模式识别领域，数字的识别相对容易，而数字识别的前提即为数字的分离，在现有技术中数字识别是采用滑动模板匹配方法，在台标区域寻找数字并分割数字，但滑动模板匹配方法的算法复杂度较高，分离数字的效率过低。

发明内容

本发明实施例提供一种数字分离方法及装置，用以解决现有技术中算法复杂度加高，分离数字的效率过低的缺陷。

本发明实施例提供一种数字分离方法，所述方法包括：

获取台标区域以及所述台标区域的位置信息；

根据台标区域和数字区域之间的位置关系以及所述台标区域的位置信息确定所述数字区域的位置信息；

根据所述数字区域的位置信息对所述台标区域进行分割，以获得所述数字区域。

本发明实施例提供一种数字分离装置，所述装置包括：

数据获取单元，用于获取台标区域以及所述台标区域的位置信息；

位置确定单元，用于根据台标区域和数字区域之间的位置关系以及所述台标区域的位置信息确定所述数字区域的位置信息；

区域分割单元，用于根据所述数字区域的位置信息对所述台标区域进行分割，以获得所述数字区域。

本发明无需采用滑动模板匹配方法，而是对获取台标区域以及所述台标区域的位置信息，根据台标区域和数字区域之间的位置关系以及所述台标区域的位置信息确定所述数字区域的位置信息，根据所述数字区域的位置信息对所述台标区域进行分割，以获得所述数字区域，从而能够简单地实现数字分离，提高了分离效率。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施方式的数字分离方法的流程图；

图2是本发明一种实施方式的数字分离方法的流程图；

图3是CCTV1的台标示例图；

图4是CCTV2的台标示例图；

图5是CCTV3的台标示例图；

图6是包括央视1台台标的灰度图像示例图；

图7是对图6所示的灰度图像进行数字分离后的数字区域示例图；

图8是包括央视5台台标的灰度图像示例图；

图9是对图8所示的灰度图像进行数字分离后的数字区域示例图；

图10是包括央视8台台标的灰度图像示例图；

图11是对图10所示的灰度图像进行数字分离后的数字区域示例图；

图12是包括央视15台台标的灰度图像示例图；

图13是对图12所示的灰度图像进行数字分离后的数字区域示例图；

图14是本发明一种实施方式的数字分离装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

图1是本发明一种实施方式的数字分离方法的流程图；参照图1，所述方法包括：

S101：获取台标区域以及所述台标区域的位置信息；

需要说明的是，所述台标区域即为仅包括台标的区域。

可理解的是，所述台标区域可通过多种方式进行提取，为了防止随机噪声、画面噪声等噪声对台标识别的影响，本实施方式中，通过以下步骤获取台标区域：

(1)从包括台标的视频的预设区域内获取视频帧图像序列；

根据先验知识，台标基本全部位于视频帧图像的左上角(当然，若处于其他位置，也可根据需要进行适应性调整即可)，因此台标检测时，只需提取固定的左上角区域(即预设区域)作为台标检测区域即可。现有技术一般按照最优区域规则(GSR)获取台标区域，本实施方式与现有技术不同之处在于：(1)计算所有台标在各视频帧图像中有效识别的比例位置；(2)计算所有比例位置的最大范围作为台标区域分割的区域。以1920*1080的视频为例，台标分割区域为——行开始位置80(1/24)，列开始位置40(1/27)，行宽450(15/64)，列宽180(1/6)，当然，所述比例位置可根据需要进行适当调整，本实施方式对此不加以限制。

为消除图像中无关的信息、恢复或增强有用的相关信息，提高特征的可检测性，最大限度地简化数据，以确保识别的可靠性，本实施方式中，可对各视频帧图像进行预处理，所述预处理包括：区域分割、灰度化和图像增强中的至少一种，当然，还可包括其他处理过程，本实施方式对此不加以限制。

所述预处理可采用公式Gray＝0.33R+0.59G+0.11B进行灰度化，当然，也可通过三通道平均值法或三通道最大值法等方式替代，其中，Gray为像素的灰度值，R为像素的红色分量，G为像素的绿色分量，B为像素的蓝色分量。

所述图像增强的目的是突出台标区域有效信息，如图标、文字、数字等，图像增强采用0～255灰度级的灰度拉伸，也可用直方图变换法替代。

(2)对各视频帧图像进行边缘提取；

可理解的是，边缘是图像灰度变化剧烈之处，边缘提取是台标识别的关键，边缘的完整程度直接影响台标识别结果，当然，边缘提取的方法有很多，如Canny、LOG、Sobel、拉普拉斯算子法等。综合考虑去噪、边缘完整性、边缘定位精度等要求，本实施方式中采用Canny边缘检测方法。

在具体实现中，Canny边缘检测方法的参数设置为：弱边缘阈值50，强边缘阈值200，当然，也可根据需要进行适当浮动，例如，阈值在±10的范围内进行浮动。

(3)将各视频帧图像的边缘进行合成；

在具体实现中，可根据所述视频帧图像的数量来确定对应的预设图像阈值，再根据所述各边缘点在视频帧图像的数量是否低于所述预设图像阈值来判断是否保留该边缘点。

也就是说，预先建立视频帧图像的数量与预设图像阈值之间的对应关系，根据所述视频帧图像的数量查找对应关系，以确定对应的预设图像阈值，在具有各边缘点在视频帧图像的数量低于所述预设图像阈值时，不保留该边缘点，在各边缘点在视频帧图像的数量高于等于所述预设图像阈值时，保留该边缘点。

下面以一个具体的实施例来说明将各视频帧图像的边缘进行合成，但不限定本发明的保护范围：设N为视频帧图像的数量，X为预设图像阈值。

当N＝6时，相应地，X＝4，也就是说，只有边缘点在4个以上(包括4)的视频帧图像中存在时才保留，若边缘点在3个以下(包括3)的视频帧图像中存在时则舍弃；

当6>N>3时，相应地，X＝3，也就是说，只有边缘点在3个以上(包括3)的视频帧图像中存在时才保留，若边缘点在2个以下(包括2)的视频帧图像中存在时则舍弃；

当N≤3时，相应地，X＝N，也就是说，只有边缘点在所有视频帧图像中存在时才保留，其他情况均舍弃。

当然，所述对应关系中的参数可根据图像的分辨率进行调整，本实施方式对此不加以限制。

由于边缘噪声、黑边和非必要文字等均会对识别准确率造成影响，为进一步提高识别准确率，可合成的边缘进行优化处理，本实施方式中，所述优化处理包括：边缘噪声删除、黑边去除和非必要文字删除中的至少一种。

(4)获取合成的边缘的最小外接矩阵；

(5)按照所述最小外接矩阵分别对各视频帧图像进行分割，并将分割出的图像通过加权平均的方式进行合成，以获得台标区域。

S102：根据台标区域和数字区域之间的位置关系以及所述台标区域的位置信息确定所述数字区域的位置信息；

可理解的是，所述数字区域位于所述台标区域内，并且存在一定的位置关系，故而，可预先建立所述台标区域和数字区域之间的位置关系。

S103：根据所述数字区域的位置信息对所述台标区域进行分割，以获得所述数字区域。

本实施方式无需采用滑动模板匹配方法，而是对获取台标区域以及所述台标区域的位置信息，根据台标区域和数字区域之间的位置关系以及所述台标区域的位置信息确定所述数字区域的位置信息，根据所述数字区域的位置信息对所述台标区域进行分割，以获得所述数字区域，从而能够简单地实现数字分离，提高了分离效率。

图2是本发明一种实施方式的数字分离方法的流程图；参照图2，所述方法包括：

S201：获取台标区域以及所述台标区域的位置信息，所述台标区域为包括央视台标的灰度图像，所述央视台标包含标志(即“CCTV”)、文字和数字；

需要说明的是，所述台标区域的位置信息通常包括：宽度W_A、高度H_A和起点坐标(x_A,y_A)。

S202：对所述台标区域进行去除噪声和/或文字处理；

可理解的是，由于点状噪声或线状噪声等噪声以及央视台标的文字等信息可能会影响所述数字区域的位置信息确定，为避免该问题，本实施方式中，可通过连通域方式去除点状噪声和线状噪声；

另外，由于央视台台标的文字通常位于标志的下方，并与标志有明显的像素间隔，故而，可删除在所述标志下方且超过预设像素间隔的部分，以去除文字，故而，对于去除文字的情况下，台标区域即为仅包括央视台标的数字和标志的区域。

S203：根据台标区域和数字区域之间的位置关系以及所述台标区域的位置信息确定所述数字区域的位置信息；

参照图3～5，数字区域和标志之间存在如下对应关系：

(1)数字区域位于标志右侧，所占宽度大约等于标志的1/4；

(2)数字区域和标志等高，约占央视台标整体高度的0.8。

根据上述对应关系即可建立台标区域和数字区域之间的位置关系，可理解的是，由于数字区域和标志等高，故而，无需考虑所述数字区域的水平列坐标，设A为所述台标区域，P(x,y)为属于所述台标区域的像素点，x为像素点竖直行坐标，y为像素点水平列坐标，故而，数字区域Area的位置可通过下式进行确定：

Area＝{P(x,y)|P∈A,y_A+0.75W_A≤y≤y_A+W_A}

S204：根据所述数字区域的位置信息对所述台标区域进行分割，以获得所述数字区域。

步骤S204与图1所示的实施方式的步骤S103相同，在此不再赘述。

S205：对所述数字区域中的数字部分和背景部分进行二值化处理，并对二值化后的数字区域进行干扰信息删除。

可理解的是，为便于对数字区域进行准确地识别，本实施方式中，对所述数字区域中的数字部分和背景部分进行二值化处理。

另外，由于所述数字区域四个角的位置容易产生白色像素块/点，并且所述数字区域中还存在噪声点，这些干扰信息会对数字识别造成影响，本实施方式中，可对二值化后的数字区域进行干扰信息删除。

在具体实现中，可根据以下方式删除所述数字区域四个角的白色像素块/点：设所述数字区域的水平宽度为W(等于0.25W_A)、竖直长度为H(等于H_A)，各像素点灰度值为gray(i,j)，i为像素点竖直行坐标，j为像素点水平列坐标，变换后的灰度值为Gray(i,j)，

$Gray(i,j)=\left\{\begin{array}{cc}0,& if(0.2H\≥i,0.1W\≥jorj\≥0.9W)\\ 0,& if(0.8H\≤i,0.1W\≥jorj\≥0.9W)\\ gray(i,j)& else\end{array}\right.$

对于所述数字区域中的噪声点，则可进行噪声滤波，进一步削弱和减少噪声点影响。

对于本实施方式的效果，可参照图6～13。

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

图14是本发明一种实施方式的数字分离装置的结构框图；参照图14，所述装置包括：

数据获取单元1401，用于获取台标区域以及所述台标区域的位置信息；

位置确定单元1402，用于根据台标区域和数字区域之间的位置关系以及所述台标区域的位置信息确定所述数字区域的位置信息；

区域分割单元1403，用于根据所述数字区域的位置信息对所述台标区域进行分割，以获得所述数字区域。

在本发明的一种可选实施例中，所述台标区域为包括央视台标的灰度图像，所述央视台标包含标志、文字和数字。

在本发明的一种可选实施例中，所述装置还包括：

预处理单元，用于对所述台标区域进行去除噪声和/或文字处理。

在本发明的一种可选实施例中，所述数据获取单元，进一步用于从包括央视台标的视频的预设区域内获取视频帧图像序列，对各视频帧图像进行边缘提取，将各视频帧图像的边缘进行合成，获取合成的边缘的最小外接矩阵，按照所述最小外接矩阵分别对各视频帧图像进行分割，并将分割出的图像通过加权平均的方式进行合成，以获得台标区域。

在本发明的一种可选实施例中，所述装置还包括：

二值化处理单元，用于对所述数字区域中的数字部分和背景部分进行二值化处理，并对二值化后的数字区域进行干扰信息删除。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种数字分离方法，其特征在于，所述方法包括：

获取台标区域以及所述台标区域的位置信息；

根据台标区域和数字区域之间的位置关系以及所述台标区域的位置信息确定所述数字区域的位置信息；

根据所述数字区域的位置信息对所述台标区域进行分割，以获得所述数字区域。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述台标区域为包括央视台标的灰度图像，所述央视台标包含标志、文字和数字。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据台标区域和数字区域之间的位置关系以及所述台标区域的位置信息确定所述数字区域的位置信息之前，所述方法还包括：

对所述台标区域进行去除噪声和/或文字处理。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取台标区域，进一步包括：

从包括央视台标的视频的预设区域内获取视频帧图像序列，对各视频帧图像进行边缘提取，将各视频帧图像的边缘进行合成，获取合成的边缘的最小外接矩阵，按照所述最小外接矩阵分别对各视频帧图像进行分割，并将分割出的图像通过加权平均的方式进行合成，以获得台标区域。

5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述数字区域的位置信息对所述台标区域进行分割，以获得所述数字区域之后，所述方法还包括：

对所述数字区域中的数字部分和背景部分进行二值化处理，并对二值化后的数字区域进行干扰信息删除。

6.一种数字分离装置，其特征在于，所述装置包括：

数据获取单元，用于获取台标区域以及所述台标区域的位置信息；

位置确定单元，用于根据台标区域和数字区域之间的位置关系以及所述台标区域的位置信息确定所述数字区域的位置信息；

区域分割单元，用于根据所述数字区域的位置信息对所述台标区域进行分割，以获得所述数字区域。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述台标区域为包括央视台标的灰度图像，所述央视台标包含标志、文字和数字。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

预处理单元，用于对所述台标区域进行去除噪声和/或文字处理。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数据获取单元，进一步用于从包括央视台标的视频的预设区域内获取视频帧图像序列，对各视频帧图像进行边缘提取，将各视频帧图像的边缘进行合成，获取合成的边缘的最小外接矩阵，按照所述最小外接矩阵分别对各视频帧图像进行分割，并将分割出的图像通过加权平均的方式进行合成，以获得台标区域。

10.如权利要求6～9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

二值化处理单元，用于对所述数字区域中的数字部分和背景部分进行二值化处理，并对二值化后的数字区域进行干扰信息删除。