CN107403176B - 文本图片中文字背景反色的检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了文本图片中文字背景反色的检测方法和装置。其中，该检测方法包括：对原图进行二值化处理，得到所述原图的二值化结果；从所述原图中提取前景部分；对所述前景部分进行二值化处理，得到所述前景部分的二值化结果；确定所述原图的二值化结果和所述前景部分的二值化结果的重合度；如果所述重合度小于预设阈值，所述原图发生反色；如果所述重合度大于或等于预设阈值，所述原图未发生反色。

Description

文本图片中文字背景反色的检测方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种文本图片中文字背景反色的检测方法和装置。

背景技术

当用户拍摄文本图片(如书籍的图片)时，一般该文本图片会呈现出文本偏深、背景偏浅的正常情况，如图1所示。但是，当用户拍摄屏幕、黑板、街道路标或车牌时，文本图片反而会呈现出文本偏浅而背景偏深的异常情况，即发生了“反色”，如图2所示。如果不能有效且准确地检测出反色的发生，势必影响后续从文本图片中识别文本的任务。

在相关的现有技术中，对于反色的检测，已存在几种实现方式。其中一种方法是基于背景颜色检测反色，即，已知发生反色的文本图片的背景颜色的可能范围，根据文本图片的背景颜色是否该范围内，从而检测文本图片是否发生反色。但是，由于发生反色的文本图片的背景繁多，颜色各异，设定的颜色范围无法覆盖所有可能的背景样式，如果以特定颜色检测来判断文本图片是否发生了反色，其检测结果的准确率并不高。另一种方式是基于背景灰度值检测反色，即，以背景灰度值高为正常的文本图片，以背景灰度值低为发生反色的文本图片进行检测。但是，由于有些正常的文本图片中灰度图对比度低的也很常见，正常的文本图片及发生反色的文本图片的背景灰度值在空间上不是线性可分的，因此采用背景灰度值高低来检测也是不准确的。还有一种方式是以外接框的大小和数目来检测反色，即，对于正常的文本图片，字符为前景，字符的外接框数目多且面积小而均匀，而对于发生反色的文本图片，背景被误当成前景，其外接框一般会面积大且数量少。然而，实际情况中，拍摄的图片的噪音极大且不可控，这些噪音的外接框数目很多，且大小均匀，与字符的表现非常类似，因此难以辨别，也很容易产生误判。

由此可见，现有的反色检测方式的检测准确度都不高。

发明内容

针对图像识别技术领域，本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提出一种文本图片中文字背景反色的检测方法和装置，以尽可能地提高反色检测的准确度。

本发明提出的文本图片中文字背景反色的检测方法包括如下步骤：

对原图进行二值化处理，得到所述原图的二值化结果；

从所述原图中提取前景部分；

对所述前景部分进行二值化处理，得到所述前景部分的二值化结果；

确定所述原图的二值化结果和所述前景部分的二值化结果的重合度；

如果所述重合度小于预设阈值，所述原图发生反色；如果所述重合度大于或等于预设阈值，所述原图未发生反色。

本发明提出的文本图片中文字背景反色的检测装置包括如下模块：

二值化处理第一模块，用于对原图进行二值化处理，得到所述原图的二值化结果；

提取模块，用于从所述原图中提取前景部分；

二值化处理第二模块，用于对所述前景部分进行二值化处理，得到所述前景部分的二值化结果；

重合度确定模块，用于确定所述原图的二值化结果和所述前景部分的二值化结果的重合度；

反色确定模块，用于如果所述重合度小于预设阈值，所述原图发生反色，如果所述重合度大于或等于预设阈值，所述原图未发生反色。

本发明实施例跳出了现有技术的局限，从前景部分入手，将原图的前景部分提取出来后，将前景部分的二值化图与原图的二值化图求重合度，通过比较重合度可以检测原图的二值化图是否为前景部分，从而得到原图是否发生反色的结论。

附图说明

图1为一个正常的文本图片的展示图；

图2为一个发生反色的反色图片的展示图；

图3为本发明一实施例提供的文本图片中文字背景反色的检测方法的流程示意图；

图4为本发明一实施例中前景部分的提取方法的流程示意图；

图5-1为一个正常图片的展示图；

图5-2为图5-1所示的正常图片的二值化图；

图5-3为图5-1所示的正常图片的背景部分的展示图；

图5-4为图5-1所示的正常图片的前景部分的展示图；

图6-1为图5-1所示的正常图片的二值化图；

图6-2为图5-1所示的正常图片的前景部分的二值化图；

图6-3为图6-1所示二值化图和图6-2所示的二值化图的重合情况展示图；

图7-1为一个反色图片的展示图；

图7-2为图7-1所示的反色图片的二值化图；

图7-3为图7-1所示的反色图片的背景部分的展示图；

图7-4为图7-1所示的反色图片的前景部分的展示图；

图8-1为图7-1所示的反色图片的二值化图；

图8-2为图8-1所示的反色图片的前景部分的二值化图；

图8-3为图8-1所示二值化图和图8-2所示的二值化图的重合情况展示图；

图9为另一个反色图片的展示图；

图10为另一个反色图片的展示图；

图11为本发明一实施例提供的文本图片中文字背景反色的检测装置的结构示意图；

图12为本发明一实施例中提取模块的结构示意图；

图13为本发明一实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

基于现有技术中反色检测准确度不高的问题，本发明实施例从文本图片的前景部分入手来解决该问题。本发明的发明人在研究中发现，如果文本图片未发生反色，该文本图片的二值化图与该文本图片的前景部分的二值化图会基本重合，而如果文本图片发生反色，二者的重合度会很小，因此，基于文本图片的二值化图与文本图片的前景部分的二值化图是否基本重合可以准确地检测出文本图片是否发生反色。

需要说明的是，在本发明实施例中，“反色”表示文本图片中背景部分比前景部分(对于文本图片来说，前景部分为文本部分)深的情况，即，文本部分偏浅，而背景部分偏深的情况，如图2所示。下面结合附图，对本发明的实施方式和实施过程做详细说明。

请参阅图3所示，图3为本发明实施例提供的文本图片中文字背景反色的检测方法的流程示意图，该方法的执行主体可以为图片处理服务器，该方法具体可以包括如下步骤：

步骤301：对原图gray做二值化处理，得到原图的二值化图bin。

需要说明的是，原图即为文本图片。在该步骤301中，可以采用现有技术中的任意一种二值化处理方法对原图gray进行二值化处理，本发明实施例对此不作限定。

步骤302：从原图gray中提取前景部分fg。

步骤303：对前景部分fg做二值化处理，得到前景部分fg的二值化图fg_bin。

步骤304：比较原图gray的二值化图bin以及前景部分fg的二值化图fg_bin，确定两者的重合度。

在本发明的一个实施例中，原图gray的二值化图bin以及前景部分fg的二值化图fg_bin之间的重合度可以为两者之间的相交面积或者相交面积的比例。

以重合度为原图gray的二值化图bin以及前景部分fg的二值化图fg_bin之间的相交面积的比例为例，本发明实施例可以按照公式：(A∩B)/(A∪B)计算原图gray的二值化图bin以及前景部分fg的二值化图fg_bin的相交面积的比例；其中，A为所述原图的二值化结果，B为所述前景部分的二值化结果，∩表示取交集运算，∪表示取并集运算。

步骤305：如果重合度小于预设阈值，原图gray发生反色，如果重合度大于或等于预设阈值，原图gray未发生反色。

在本发明实施例中，可以将预设阈值设置为0.5，即，若原图未发生反色，原图gray的二值化图bin以及前景部分fg的二值化图fg_bin基本重合，因此两者之间的重合度会大于0.5，基本趋近1，而若原图发生反色，原图gray的二值化图bin以及前景部分fg的二值化图fg_bin的重合度会很小，因此两者之间的重合度会小于0.5，趋近0。

在上述步骤302中，前景部分的提取方法如图4所示，具体可以包括如下步骤：

步骤401：对原图gray做直方图均衡化。

其中，在该步骤401中，可以采用现有技术中的任意一种直方图均衡化处理方法对原图gray进行直方图均衡化处理，本发明实施例对此不作限定。

步骤402：对原图gray做中值滤波，得到原图gray的背景部分light。

其中，在该步骤301中，可以采用现有技术中的任意一种中值滤波处理方法对原图gray进行中值滤波处理，本发明实施例对此不作限定。

步骤403：对直方图均衡化处理后的原图gray以及原图gray的背景部分light做差异处理，得到原图gray的前景部分fg，即fg＝abs(gray-light)。

可以理解的，对于提取前景部分的算法，不论原图是否反色，其文字部分的前景梯度较大而背景变化缓慢，所以中值滤波后，得到的是变化缓慢的原图基调，即背景部分，而二者差值为文字部分，即前景部分。

下面分别展示“未发生反色的正常图片”和“发生反色的反色图片”在本发明实施例方法中的中间过程及最后结果。

图5-1展示的是正常图片，该正常图片呈现出文字偏深、背景偏浅的正常情况，图5-2展示的是正常图片经过二值化处理后的二值化图，图5-3展示的是正常图片经过中值滤波处理后的背景部分，图5-4展示的是将正常图片和背景部分经过差异化处理后所得的前景部分。

图6-1展示的是正常图片的二值化图，图6-2展示的是正常图片的前景部分的二值化图，图6-3展示的是正常图片的二值化图与其前景部分的二值化图的重合情况。可见，正常图片的二值化图与其前景部分的二值化图基本重合。

图7-1展示的是反色图片，而该反色图片呈现出文字偏浅、而背景偏深的异常情况，图7-2展示的是反色图片经过二值化处理后的二值化图，图7-3展示的是反色图片经过中值滤波处理后的背景部分，图7-4展示的是将反色图片和背景部分经过差异化处理后所得的前景部分。

图8-1展示的是发色图片的二值化图，图8-2展示的是反色图片的前景部分的二值化图，图8-3展示的是反色图片的二值化图与其前景部分的二值化图的重合情况。可见，反色图片的二值化图与其前景部分的二值化图基本不重合。

另外，还对本发明实施例的方案进行了测试，测试集包括了100张正常图片及200张反色图片，结果如下：

100张正常图片全部被正确检测出，而反色图片中只有22张未正确检测出，即，经统计其准确率和召回率如下：

	准确率	召回率
			正常图片	0.82	1.0
反色图片	1.0	0.89

并且，经验证发现，在未检测出的反色图片中，有一张反色图片上同时出现正常区域与反色区域的部分，如图9所示。另外，也有一些反色图片因为光照、噪音、摩尔纹等干扰，而导致检测失败，如图10所示。

通过以上试验和实施例可见，本发明实施例跳出了现有技术的局限，从前景部分入手，将原图的前景部分提取出来后，将前景部分的二值化图与原图的二值化图求重合度，通过比较重合度可以检测原图的二值化图是否为前景部分，从而得到原图是否发生反色的结论。

基于一个总的发明构思，本发明实施例还提供了文本图片中文字背景反色的检测装置。如图11所示，该检测装置包括：

二值化处理第一模块1101，用于对原图进行二值化处理，得到所述原图的二值化结果；

提取模块1102，用于从所述原图中提取前景部分；

二值化处理第二模块1103，用于对所述前景部分进行二值化处理，得到所述前景部分的二值化结果；

重合度确定模块1104，用于确定所述原图的二值化结果和所述前景部分的二值化结果的重合度；

反色确定模块1105，用于如果所述重合度小于预设阈值，则确定所述原图发生反色；如果所述重合度大于或等于预设阈值，则确定所述原图未发生反色。

在本发明的一个可选实施方式中，如图12所示，提取模块1102包括：

直方图均衡化处理子模块11021，用于对所述原图做直方图均衡化处理；

中值化滤波子模块11022，用于对所述原图做中值化滤波处理，得到所述原图的背景部分；

差异处理子模块11023，用于对经直方图均衡化处理后的原图以及所述原图的背景部分进行差异处理，得到所述前景部分。

在本发明的另一个可选实施方式中，重合度确定模块1104具体用于，计算所述原图的二值化结果和所述前景部分的二值化结果的相交面积的比例，并将所述相交面积的比例作为所述重合度。

在本发明的另一个可选实施方式中，重合度确定模块具体用于，按照公式(A∩B)/(A∪B)计算所述原图的二值化结果和所述前景部分的二值化结果的相交面积的比例；其中，A为所述原图的二值化结果，B为所述前景部分的二值化结果，∩表示取交集运算，∪表示取并集运算。

通过以上试验和实施例可见，本发明实施例跳出了现有技术的局限，从前景部分入手，将原图的前景部分提取出来后，将前景部分的二值化图与原图的二值化图求重合度，通过比较重合度可以检测原图的二值化图是否为前景部分，从而得到原图是否发生反色的结论。

图13是本申请实施例提供的执行文本图片中文字背景反色的检测方法的电子设备的硬件结构示意图，如图13所示，该电子设备包括：

一个或多个处理器1310以及存储器1320，图13中以一个处理器1310为例。

执行数据存储方法的设备还可以包括：输入装置1330和输出装置1340。

处理器1310、存储器1320、输入装置1330和输出装置1340可以通过总线或者其他方式连接，图13中以通过总线1350连接为例。

存储器1320作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的数据存储方法对应的程序指令/模块(例如，附图11所示的各个模块)。处理器1310通过运行存储在存储器1320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的数据存储方法。

存储器1320可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据数据存储装置的使用所创建的数据等。此外，存储器1320可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器1320可选包括相对于处理器1310远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至数据存储装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置1330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与数据存储装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置1340可包括显示屏等显示设备。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器1320中，当被所述一个或者多个处理器1310执行时，执行上述任意方法实施例中的数据存储方法。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。

本发明实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于：

(1)移动通信设备：这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。

(2)超移动个人计算机设备：这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:掌上电脑(PDA Personal DigitalAssistant)、移动互联网设备(MID，Mobile Internet Device)和超级移动个人计算机(UMPC，Ultra-mobile Personal Computer)设备等。

(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括：音频、视频播放器，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。

(4)服务器：提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

(5)其他具有数据交互功能的电子装置。

在本申请所提供的多个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的检测装置的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信链接可以是通过一些接口，模块的间接耦合或通信链接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。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。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，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，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。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，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。可选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种文本图片中文字背景反色的检测方法，其特征在于，包括：

对原图进行二值化处理，得到所述原图的二值化结果；

对所述原图做直方图均衡化处理；

对所述原图做中值化滤波处理，得到所述原图的背景部分；

对经直方图均衡化处理后的原图以及所述原图的背景部分进行差异处理，得到前景部分；

对所述前景部分进行二值化处理，得到所述前景部分的二值化结果；

按照公式(A∩B)/(A∪B)计算所述原图的二值化结果和所述前景部分的二值化结果的相交面积的比例，并将所述相交面积的比例作为重合度，其中，A为所述原图的二值化结果，B为所述前景部分的二值化结果，∩表示取交集运算，∪表示取并集运算；

如果所述重合度小于预设阈值，所述原图发生反色，如果所述重合度大于或等于预设阈值，所述原图未发生反色。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为0.5。

3.一种文本图片中文字背景反色的检测装置，其特征在于，包括：

二值化处理第一模块，用于对原图进行二值化处理，得到所述原图的二值化结果；

直方图均衡化处理子模块，用于对所述原图做直方图均衡化处理；

中值化滤波子模块，用于对所述原图做中值化滤波处理，得到所述原图的背景部分；

差异处理子模块，用于对经直方图均衡化处理后的原图以及所述原图的背景部分进行差异处理，得到前景部分；

二值化处理第二模块，用于对所述前景部分进行二值化处理，得到所述前景部分的二值化结果；

重合度确定模块，用于按照公式(A∩B)/(A∪B)计算所述原图的二值化结果和所述前景部分的二值化结果的相交面积的比例，并将所述相交面积的比例作为重合度，其中，A为所述原图的二值化结果，B为所述前景部分的二值化结果，∩表示取交集运算，∪表示取并集运算；

反色确定模块，用于如果所述重合度小于预设阈值，则确定所述原图发生反色；

如果所述重合度大于或等于预设阈值，则确定所述原图未发生反色。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述预设阈值为0.5。

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