CN106373092A - 一种基于图像空间能量分布的汉字旋转矫正方法 - Google Patents

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宋旭晨
杨雯
高学
丁彦方
王志鑫
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Abstract

本发明涉及一种基于图像空间能量分布的汉字旋转矫正方法。该方法包括:将原始图像和旋转图像分别进行等分扇形处理，分成M个扇形区域；对原样本图像和旋转样本图像的所有扇形区域分别求归一化能量；求出原样本图像和旋转样本图像归一化能量的互相关函数；根据互相关函数最大峰值对应的角度将旋转样本进行逆时针旋转，得到纠正的旋转样本。本发明通过对汉字图像空间能量分布计算，进行字符的旋转矫正，使得对图片张的字符识别率的到提高，提升了识别图像的工作效率，降低了工作的成本。

Description

一种基于图像空间能量分布的汉字旋转矫正方法
技术领域
本发明属于图像识别验证领域，尤其涉及基于图像空间能量分布的汉字旋转矫正方法。
背景技术
目前一些用于文档OCR 的方法如Fourier 和kNN 方法, 都是基于文档中所有字符的倾斜和旋转角度是一致的,这一假设前提。而实际上例如验证码等识别中上诉方法则完全失去准确性, 到不可用的程度. 因为文本行每个字体的旋转角度不同 , 传统的用于文档OCR 的方法如Fourier 和kNN 方法根本无从使用。因此，有必要提供一种基于图像空间能量分布的汉字旋转矫正方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于图像空间能量分布的汉字旋转矫正方法，旨在解决旋转汉字的角度纠正问题。
本发明采用的技术方案如下。
一种基于图像空间能量分布的汉字旋转矫正方法，包括以下步骤：将原始图像和旋转图像分别进行等分扇形处理，分成M个扇形区域；对原样本图像和旋转样本图像的所有扇形区域分别求归一化能量；求出原样本图像和旋转样本图像归一化能量的互相关函数；根据互相关函数最大峰值对应的角度将旋转样本进行逆时针旋转，得到纠正的旋转样本。
进一步优化实施地，对一个大小为的、背景为黑色的汉字图像，当它以图像中心为轴心逆时针旋转任意角度时，对原样本图像和旋转样本图像均以轴心为圆心、为半径的圆形区域，将该圆形区域平均分为个扇形，每个扇形所占的弧度为，则原样本图像所占弧度为的扇形所包含的归一化能量与旋转样本图像所占弧度为的扇形所包含的归一化能量大小相同，k=1~M；对原样本图像和旋转样本图像的所有扇形区域分别求归一化能量，分别表示为和，这里和均为长度为的横向量；和的互相关函数表示为，则的最大峰值所对应的即为样本图像逆时针的旋转角度。将旋转样本图像顺时针旋转角度，即可得到纠正的样本图像。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
本发明通过对汉字图像空间能量分布计算，进行字符的旋转矫正，使得对图片张的字符识别率的到提高，提升了识别图像的工作效率，降低了工作的成本。
附图说明
图1a和图1b分别为实例中将原始图像和旋转图像分别进行等分扇形处理的示意图。
图2a和图2b分别为原图像和旋转图像的归一化能量曲线。
图2c为基于脱机手写汉字图像环形的归一化能量互相关曲线。
图2d矫正后图像。
图3a和图3b分别为原图和旋转图。
图3c为改进的基于脱机手写汉字图像环形的归一化能量互相关曲线。
图3d为图3c中ABCDE对应的矫正图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此，以下若有未特别详细说明之处，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。
如图1a、图1b，对一个大小为的、背景为黑色(像素点的灰度值为0)的汉字图像，当它以图像中心为轴心逆时针旋转任意角度时，对原样本图像和旋转样本图像均“画”一个以轴心为圆心、为半径的圆形区域，将该圆形区域平均分为个扇形，每个扇形所占的弧度为，则原样本图像所占弧度为的扇形所包含的归一化能量与旋转样本图像所占弧度为的扇形所包含的归一化能量大小相同，如图2a、图2b。对原样本图像和旋转样本图像的所有扇形区域分别求归一化能量，分别表示为和，这里和均为长度为的横向量；和的互相关函数表示为，则的最大峰值所对应的即为样本图像逆时针的旋转角度。将旋转样本图像顺时针旋转角度，即可得到纠正的样本图像，如图2d。
引入极坐标，，，则样本图像在笛卡尔坐标系中的逆时针旋转在极坐标中表示为简单的平移关系，即。在笛卡尔坐标系中，样本图像对应的二维傅里叶变换表示为；则在极坐标系中，，，存在以下变换关系：
式表明，若样本图像在空域中逆时针旋转角度，则相应的二维傅里叶变换在频域中也逆时针旋转同一角度；反之亦然。
一般地，现有的旋转样本图像的原样本图像并不能获知。对于一个特定的汉字字符集，对样本集中该字符所有样本相同位置的像素点求灰度平均值，得到的图像作为未知类别的旋转样本图像的原图像，记为，如图3a、图3b。对和分别求归一化能量横向量，分别表示为和，当和的互相关函数可能存在多个取值相近的峰值时，如图3c，取最高的三个峰值所对应的作为未知样本类别的旋转图像的逆时针旋转角度，分别记为，，。将未知样本类别的旋转图像分别顺时针旋转角度，，，即得到三个纠正的样本图像。对于这种三候选集的方法可以提高字符的矫正能力。

Claims (2)

1.一种基于图像空间能量分布的汉字旋转矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：将原始图像和旋转图像分别进行等分扇形处理，分成M个扇形区域；对原样本图像和旋转样本图像的所有扇形区域分别求归一化能量；求出原样本图像和旋转样本图像归一化能量的互相关函数；根据互相关函数最大峰值对应的角度将旋转样本进行逆时针旋转，得到纠正的旋转样本。
2. 根据权利要求1所述的一种基于图像空间能量分布的汉字旋转矫正方法，其特征在于，对一个大小为的、背景为黑色的汉字图像，当它以图像中心为轴心逆时针旋转任意角度时，对原样本图像和旋转样本图像均以轴心为圆心、为半径的圆形区域，将该圆形区域平均分为个扇形，每个扇形所占的弧度为，则原样本图像所占弧度为的扇形所包含的归一化能量与旋转样本图像所占弧度为的扇形所包含的归一化能量大小相同，k=1，2,3…M；对原样本图像和旋转样本图像的所有扇形区域分别求归一化能量，分别表示为和，这里和均为长度为的横向量；和的互相关函数表示为，则的最大峰值所对应的即为样本图像逆时针的旋转角度；将旋转样本图像顺时针旋转角度，即可得到纠正的样本图像。
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