CN109002824A - 一种基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法 - Google Patents
一种基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法,本发明通过对OpenCV提供的部分算法的进行优化与组合,结合OCR文字识别,有效的提取了建筑图纸中的标签信息。首先对pdf格式的建筑图纸文件转换为OpenCV支持的png格式,接着进行灰度化、二值化和Canny边缘检测,然后通过膨胀,形成图像上的连通域,并根据轮廓特征确定标签区域,最后使用OCR进行标签信息识别。本发明方法有效的实现了建筑图纸中标签区域的信息检测,实现了建筑图纸的预审查工作,并提高了建设图纸的审查效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测方法,特别是一种基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法。
背景技术
本发明中的建筑图纸标签信息检测方法面向设计单位、图审专家,在建筑图纸审查过程中起到辅助审查的作用,提高审查效率。随着数字化应用的推广,建筑图纸的审查工作转变为线上平台审查,实现了图纸的并行审查,但还需要设计单位上传图纸,对应专业图审专家下载图纸后进行审查。如何有效的进行图纸标签信息检测,从而为设计单位及图审专家提供图纸预审查功能,在设计单位提交图纸时,反馈该图纸的标签信息是否缺失及有效并减少图审专家的工作量。
冯万利,朱全银等人已有的研究基础包括:Wanli Feng.Research of themestatement extraction for chinese literature based on lexicalchain.International Journal of Multimedia and Ubiquitous Engineering,Vol.11,No.6(2016),pp.379-388;Wanli Feng,Ying Li,Shangbing Gao,Yunyang Yan,JianxunXue.A novel flame edge detection algorithm via a novel active contourmodel.International Journal of Hybrid Information Technology,Vol.9,No.9(2016),pp.275-282;刘金岭,冯万利.基于属性依赖关系的模式匹配方法[J].微电子学与计算机,2011,28(12):167-170;刘金岭,冯万利,张亚红.初始化簇类中心和重构标度函数的文本聚类[J].计算机应用研究,2011,28(11):4115-4117;刘金岭,冯万利,张亚红.基于重新标度的中文短信文本聚类方法[J].计算机工程与应用,2012,48(21):146-150.;朱全银,潘禄,刘文儒,等.Web科技新闻分类抽取算法[J].淮阴工学院学报,2015,24(5):18-24;李翔,朱全银.联合聚类和评分矩阵共享的协同过滤推荐[J].计算机科学与探索,2014,8(6):751-759;Quanyin Zhu,Sunqun Cao.ANovel Classifier-independent FeatureSelection Algorithm for Imbalanced Datasets.2009,p:77-82;Quanyin Zhu,YunyangYan,Jin Ding,Jin Qian.The Case Study for Price Extracting of Mobile PhoneSell Online.2011,p:282-285;Quanyin Zhu,Suqun Cao,Pei Zhou,Yunyang Yan,HongZhou.Integrated Price Forecast based on Dichotomy Backfilling and DisturbanceFactor Algorithm.International Review on Computers and Software,2011,Vol.6(6):1089-1093;朱全银,冯万利等人申请、公开与授权的相关专利:冯万利,邵鹤帅,庄军.一种智能冷藏车状态监测无线网络终端装置:CN203616634U[P].2014;朱全银,胡蓉静,何苏群,周培等.一种基于线性插补与自适应滑动窗口的商品价格预测方法.中国专利:ZL2011 1 0423015.5,2015.07.01;朱全银,曹苏群,严云洋,胡蓉静等,一种基于二分数据修补与扰乱因子的商品价格预测方法.中国专利:ZL 2011 1 0422274.6,2013.01.02;李翔,朱全银,胡荣林,周泓.一种基于谱聚类的冷链物流配载智能推荐方法.中国专利公开号:CN105654267A,2016.06.08。
数字化图审平台的建设提高了建筑图纸的审查效率,但还需要图审专家进行人工审查。随着工作时长的增加,容易引起视觉疲劳,容易造成对与标签区域误审或漏审现象,以及设计单位在设计图纸时忘记对该图纸添加签章等标签,导致图纸的无效。
发明内容
发明目的:针对上述问题,本发明提供一种通过对OpenCV中灰度化、二值化、边缘检测和膨胀等算法进行优化组合,并使用OCR技术实现对建筑图纸标签信息的检测,为设计单位及图审专家提供图纸标签信息检测的功能的基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法。
技术方案:本发明提出一种基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法,包括如下步骤:
(1)获取建筑图纸文件G1,并将pdf格式的建筑图纸文件G1转换为png格式图像G2;
(2)对建筑图纸图像G2依次进行灰度化、二值化和边缘检测的预处理操作,得到预处理图像G3;
(3)定义轮廓特征,对预处理后的图像G3进行膨胀操作,对膨胀后形成的连通域进行判定,确定图纸中待识别的标签区域并分割,得到标签区域图像G4;
(4)对处理后的标签区域图像G4进行OCR识别,得到图纸标签信息集G5。
进一步的,所述步骤(1)中获取建筑图纸文件G1,并将pdf格式的建筑图纸文件G1转换为png格式图像G2的具体步骤如下:
利用PyMuPDF库,与原建筑图纸G1等比例将格式转换为png格式建筑图纸图像G2,保证建筑图纸图像的信息完整性。
进一步的,所述步骤(2)中得到预处理图像G3的具体步骤如下:
(2.1)定义png格式图像G2中像素点集C={c1,c2,…,cN},其中像素点cN的表示形式为cN(RN,GN,BN),RN,GN,BN为第N个像素点的红色分量,绿色分量和蓝色分量,其中RN,GN,BN∈[0,255];
(2.2)定义灰度化公式g=0.114*R+0.587*G+0.299*B,其中R、G、B分别为像素点的红色分量、绿色分量和蓝色分量;
(2.3)定义循环变量m,用来遍历C。使用灰度化公式g计算G2中每个像素点的灰度值,得到G2像素点灰度值集Gray={g1,g2,…gm},其中gm∈[0,255],从而将彩色图纸图像转换灰度化图像R1;
(2.4)定义循环变量n,用来遍历Gray,定义T={t1,t2,…tn}为灰度建筑图纸图像R1中每个像素点的灰度值,定义阈值th=230;
(2.5)如果tn≤th,则跳转到步骤(2.6),否则跳转到步骤(2.7);
(2.6)tn=0;
(2.7)tn=255;
(2.8)得到二值化的像素点灰度值集T1={t1,t2,…tn},其中tn={0,255},则将灰度建筑图纸图像转换为二值建筑图纸图像R2;
(2.9)利用OpenCV中的Canny算子对R2进行边缘检测,并设定低阈值tl=50,高阈值tg=170,得到预处理后图像G3。
进一步的,所述步骤(3)中得到标签区域图像G4的具体步骤如下:
(3.1)对预处理后的建筑图纸图像G3,使用OpenCV中dilate函数进行膨胀操作,与进行卷积,形成连通域;
(3.2)分别使用OpenCV中contourArea函数和arcLength函数计算连通域的轮廓面积A和轮廓长度L;
(3.3)定义轮廓面积阈值集are={are1,are2…aren}和轮廓长度阈值集len={len1,len2…lenn},分别对A和L进行筛选从而确定标签信息区域TA;
(3.4)将标签信息区域TA进行分割,得到标签信息图像G4。
进一步的,所述步骤(4)中得到图纸标签信息集G5的具体步骤如下:
(4.1)对标签信息图像G4,使用百度提供的basicAccurat函数进行文字识别,返回识别的置信度TR和识别结果集RE;
(4.2)设定置信度阈值为TV;
(4.3)如果TR<TV,则跳转至步骤(4.4),否则跳转至步骤(4.5);
(4.4)标记为不可识别;
(4.5)提取出识别结果RE中的注册签章信息R1,出图签章信息R2,详细信息R3,得到图纸标签信息集G5={R1,R2,R3}。
本发明采用上述技术方案,具有以下有益效果:
本发明方法利用OpenCV中的灰度化、二值化、边缘检测以及膨胀等算法进行优化整合实现对建筑图纸的预处理操作,对膨胀过后形成的连通域,根据轮廓形状及大小特征确定图纸标签区域并分割,最后将分割后的标签信息使用OCR进行识别,并对信息进行判断,实现对建筑图纸标签信息的检测。
附图说明
图1为本发明的整体流程图;
图2为图1中建筑图纸预处理的流程图;
图3为图1中标签信息区域分割的流程图;
图4为图1中标签信息检测的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1-4所示,本发明所述的一种基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法,包括如下步骤:
步骤1:利用PyMuPDF库,与原建筑图纸G1等比例将格式转换为png格式建筑图纸图像G2,保证建筑图纸图像的信息完整性。
步骤2:对建筑图纸图像G2依次进行灰度化、二值化和边缘检测的预处理操作,得到预处理图像G3,具体的如图2所示:
步骤2.1:定义png格式图像G2中像素点集C={c1,c2,…,cN},其中像素点cN的表示形式为cN(RN,GN,BN),RN,GN,BN为第N个像素点的红色分量,绿色分量和蓝色分量,其中RN,GN,BN∈[0,255];
步骤2.2:定义灰度化公式g=0.114*R+0.587*G+0.299*B,其中R、G、B分别为像素点的红色分量、绿色分量和蓝色分量;
步骤2.3:定义循环变量m,用来遍历C。使用灰度化公式g计算G2中每个像素点的灰度值,得到G2像素点灰度值集Gray={g1,g2,…gm},其中gm∈[0,255],从而将彩色图纸图像转换灰度化图像R1;
步骤2.4:定义循环变量n,用来遍历Gray,定义T={t1,t2,…tn}为灰度建筑图纸图像R1中每个像素点的灰度值,定义阈值th=230;
步骤2.5:如果tn≤th,则跳转到步骤2.6,否则跳转到步骤2.7;
步骤2.6:tn=0;
步骤2.7:tn=255;
步骤2.8:得到二值化的像素点灰度值集T1={t1,t2,…tn},其中tn={0,255},则将灰度建筑图纸图像转换为二值建筑图纸图像R2;
步骤2.9:利用OpenCV中的Canny算子对R2进行边缘检测,并设定低阈值tl=50,高阈值tg=170,得到预处理后图像G3。
步骤3:定义轮廓特征,对预处理后的图像G3进行膨胀操作,对膨胀后形成的连通域进行判定,确定图纸中待识别的标签区域并分割,得到标签区域图像G4,具体的如图3所示:
步骤3.1:对预处理后的建筑图纸图像G3,使用OpenCV中dilate函数进行膨胀操作,与进行卷积,形成连通域;
步骤3.2:分别使用OpenCV中contourArea函数和arcLength函数计算连通域的轮廓面积A和轮廓长度L;
步骤3.3:定义轮廓面积阈值集are={are1,are2…aren}和轮廓长度阈值集len={len1,len2…lenn},分别对A和L进行筛选从而确定标签信息区域TA;
步骤3.4:将标签信息区域TA进行分割,得到标签信息图像G4。
步骤4:对处理后的标签区域图像G4进行OCR识别,得到图纸标签信息集G5,具体的如图4所示:
步骤4.1:对标签信息图像G4,使用百度提供的basicAccurat函数进行文字识别,返回识别的置信度TR和识别结果集RE;
步骤4.2:设定置信度阈值为TV;
步骤4.3:如果TR<TV,则跳转至步骤4.4,否则跳转至步骤4.5;
步骤4.4:标记为不可识别;
步骤4.5:提取出识别结果RE中的注册签章信息R1,出图签章信息R2,详细信息R3,得到图纸标签信息集G5={R1,R2,R3}。
通过对2136张建筑图纸进行实验,首先使用PyMuPDF得到png格式建筑图纸图像,再通过灰度化、二值化操作得到二值建筑图纸图像,,然后对二值建筑图纸图像分别进行Canny边缘检测及膨胀操作,根据膨胀后形成二值图像上的连通域进行特征选择确定标签信息区域,最后调用OCR进行字符识别。改进的图像处理算法运用在建筑图纸图像效果良好,标签的检出率为98%,检出的信息准确率为99%,较好的实现了建筑图纸的标签信息检测。
Claims (5)
1.一种基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)获取建筑图纸文件G1,并将pdf格式的建筑图纸文件G1转换为png格式图像G2;
(2)对建筑图纸图像G2依次进行灰度化、二值化和边缘检测的预处理操作,得到预处理图像G3;
(3)定义轮廓特征,对预处理后的图像G3进行膨胀操作,对膨胀后形成的连通域进行判定,确定图纸中待识别的标签区域并分割,得到标签区域图像G4;
(4)对处理后的标签区域图像G4进行OCR识别,得到图纸标签信息集G5。
2.根据权利要求1所述的一种基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法,其特征在于,所述步骤(1)中获取建筑图纸文件G1,并将pdf格式的建筑图纸文件G1转换为png格式图像G2的具体步骤如下:
利用PyMuPDF库,与原建筑图纸G1等比例将格式转换为png格式建筑图纸图像G2,保证建筑图纸图像的信息完整性。
3.根据权利要求1所述的一种基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法,其特征在于,所述步骤(2)中得到预处理图像G3的具体步骤如下:
(2.1)定义png格式图像G2中像素点集C={c1,c2,…,cN},其中像素点cN的表示形式为cN(RN,GN,BN),RN,GN,BN为第N个像素点的红色分量,绿色分量和蓝色分量,其中RN,GN,BN∈[0,255];
(2.2)定义灰度化公式g=0.114*R+0.587*G+0.299*B,其中R、G、B分别为像素点的红色分量、绿色分量和蓝色分量;
(2.3)定义循环变量m,用来遍历C。使用灰度化公式g计算G2中每个像素点的灰度值,得到G2像素点灰度值集Gray={g1,g2,…gm},其中gm∈[0,255],从而将彩色图纸图像转换灰度化图像R1;
(2.4)定义循环变量n,用来遍历Gray,定义T={t1,t2,…tn}为灰度建筑图纸图像R1中每个像素点的灰度值,定义阈值th=230;
(2.5)如果tn≤th,则跳转到步骤(2.6),否则跳转到步骤(2.7);
(2.6)tn=0;
(2.7)tn=255;
(2.8)得到二值化的像素点灰度值集T1={t1,t2,…tn},其中tn={0,255},则将灰度建筑图纸图像转换为二值建筑图纸图像R2;
(2.9)利用OpenCV中的Canny算子对R2进行边缘检测,并设定低阈值tl=50,高阈值tg=170,得到预处理后图像G3。
4.根据权利要求1所述的一种基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法,其特征在于,所述步骤(3)中得到标签区域图像G4的具体步骤如下:
(3.1)对预处理后的建筑图纸图像G3,使用OpenCV中dilate函数进行膨胀操作,与进行卷积,形成连通域;
(3.2)分别使用OpenCV中contourArea函数和arcLength函数计算连通域的轮廓面积A和轮廓长度L;
(3.3)定义轮廓面积阈值集are={are1,are2…aren}和轮廓长度阈值集len={len1,len2…lenn},分别对A和L进行筛选从而确定标签信息区域TA;
(3.4)将标签信息区域TA进行分割,得到标签信息图像G4。
5.根据权利要求1所述的一种基于OpenCV的建筑图纸标签信息检测方法,其特征在于,所述步骤(4)中得到图纸标签信息集G5的具体步骤如下:
(4.1)对标签信息图像G4,使用百度提供的basicAccurat函数进行文字识别,返回识别的置信度TR和识别结果集RE;
(4.2)设定置信度阈值为TV;
(4.3)如果TR<TV,则跳转至步骤(4.4),否则跳转至步骤(4.5);
(4.4)标记为不可识别;
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