CN109146809A - 一种对扫描文档图像进行去灰边的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，涉及接触式图像传感器，扫描文档图像存在灰边，还包括以下方法：S1，利用尺度变换，缩小灰度图，S2，对图像进行反向二进制阈值化；S3，对二值图像进行轮廓查找，并记录至总列表；S4，遍历所有轮廓，对轮廓面积超过设定值的，将该轮廓中的点加入去除列表；S5，获取旋转矩形，所述旋转矩形为去除列表中所有点的最小包围矩形；S6，将旋转矩形放大为原始比例；S7，获取灰边区域中心坐标；S8，通过坐标变换，获取灰边区域像素坐标；S9，灰边区域填白。本发明通过采用合理的灰度变换处理方法，使灰边区域去除效果明显；进一步去除灰边区域，进一步提高去除灰边区域的速度，并有效改善图像背景。

Description

一种对扫描文档图像进行去灰边的方法
技术领域
本发明涉及接触式图像传感器领域，特别涉及一种对扫描文档图像进行去灰边的方法。
背景技术
接触式图像传感器(Contact Image Sensor)是一种主要用于复印机、传真机，近年来开始应用于金融机具的光电信号采集设备。CIS是一种接触式图像传感器元件，工作原理是利用以矩阵式排列的内置发光二极管为微小光源经被扫描媒介反射光线后，由感光器捕获转化为电信号最终形成扫描对象的完整影像。
由于CIS是紧贴介质进行扫描，在扫描介质上下左右边缘与底板边界会产生黑色边界。左右两侧黑色边界的产生原因：扫描介质宽度通常小于扫描传感器的长度，扫描传感器将扫描介质两侧的底板也一并扫描。上下两侧的黑色边界的产生原因：CIS有一定宽度，当扫描介质上方(下方)经过CIS下方被扫描，CIS将扫描介质上侧(下册)的底板也一并扫描。如果是两根CIS进行双面扫描，此时底面CIS就是底板边界，因此扫描介质边缘与底板边界的亮度差减小，产生的就是灰色边界。
通常的去除灰边的方法主要是将距离图像边缘固定距离的像素置为白色，这种方法简单，但是限制于图像没有歪斜的情况下。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，解决了现有技术无法处理扫描文档图像存在歪斜情况时，有效去除灰边。
本发明采用的技术方案如下：
一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，包括扫描文档图像，所述扫描文档图像存在灰边，且对扫描文档采用灰度变换形成灰度图，还包括以下去除灰边的处理方法：
S1，利用尺度变换，缩小灰度图，
S2，对图像进行反向二进制阈值化；
S3，对二值图像进行轮廓查找，并记录至总列表；
S4，遍历所有轮廓，对轮廓面积超过设定值的，将该轮廓中的点加入去除列表；
S5，获取旋转矩形，所述旋转矩形为去除列表中所有点的最小包围矩形；
S6，将旋转矩形放大为原始比例；
S7，获取灰边区域中心坐标；
S8，通过坐标变换，获取灰边区域像素坐标；
S9，灰边区域填白。对扫描文档图像进行去灰边的关键是找到灰边区域，确定灰边区域之后，将对应位置的像素填白即可。由于扫描文档位置通常固定，所以灰边区域的宽度范围可以预估。将扫描后的图像的灰度图进行反向二值化处理得到二值化图像；对二值化图像进行轮廓查找；遍历所有轮廓，获取所有面积超过设定值的轮廓的点，这些点的最小包围矩形就是扫描图像的包络，扫描图像包络仍然包含灰边。
如果扫描介质没有歪斜，那么灰边区域就是在扫描图像包络的上下左右四个矩形区域，包括top，bottom，left，right四个区域，如果扫描介质出现歪斜，就需要通过坐标转换确定四个矩形区域的像素坐标。
进一步地，所述S1，缩小灰度图的尺寸为原尺寸的1％-50％。图像尺度变换后，为进一步提高图像处理的效率，一般采用缩小的方式进行，但若缩小过度，容易产生失真的情况，因此设置1％-50％的缩小比例能够获取优质的灰度图。
进一步地，所述S2，阈值化过程为阈值采用可调阈值或大津二值化过程。可调阈值可通过变换阈值实现，为主动修改方式；大津二值化算法假定该图像根据双模直方图(前景像素和背景像素)把包含两类像素，于是它要计算能将两类分开的最佳阈值，使得它们的类内方差最小；由于两两平方距离恒定，所以即它们的类间方差最大，为被动修改方式。
进一步地，所述S3，所述总列表的记录方式为链表。链表是线性表的链式存储结构，相比于顺序表，在插入和删除元素时有更高的效率。
进一步地，所述S8，坐标变换的过程为：
x0＝(x-center_x)*cos(A)-(y-center_y)*sin(A)+center_x
y0＝(x-center_x)*sin(A)+(y-center_y)*cos(A)+center_y
其中，x、y分别为去除列表的点的横坐标和纵坐标；x0、y0为灰边区域像素点的横坐标和纵坐标；center_x、center_v分别为灰边区域的中心坐标的横坐标和纵坐标；A为旋转角。
坐标变换的具体过程如下：
x0＝center_x+dx
y0＝center_y+dy
dy＝C0R0*sin(A)+R0C*cos(A)
＝-(x-center_x)*sin(A)+(center_y-y)*cos(A)
dx/C0R0＝HR/HR0
dx＝HR*C0R0/HR0
＝dx/tan(A)*(center_x-x)/(center_y-y-dx/sin(A))
tan(A)*(center_y-y-dx/sin(A))＝center_x-x
dx＝(center_y-y)*sin(A)+(x-center_x)*cos(A)
x＝x
y＝y
x0＝(x-center_x)*cos(A)-(y-center_y)*sin(A)+center_x
y0＝(x-center_x)*sin(A)+(y-center_y)*cos(A)+center_y
进一步地，所述S9，灰边区域内的点灰度值设置为255，实现灰边区域填白。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，通过采用合理的灰度变换处理方法，使灰边区域去除效果明显：
2、本发明一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，通过尺度变化，降低运算维数，进一步提高去除灰边区域的速度，并有效改善图像背景。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是扫描图像没有歪斜情况下，灰边区域分布情况；
图2是扫描图像歪斜情况下，以左边区域为例，对应灰边区域的旋转方法；
图3是本发明一种实施方式中，扫描图像歪斜情况下，各个灰边区域的坐标变换推导过程；
图4为扫描图像的去灰边处理流程图。
图中，1.灰度图，2.灰边区域，3.移动区域。
具体实施方式
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。
下面结合图1、图2至图4对本发明作详细说明。
实施例1
本发明一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，包括扫描文档图像，所述扫描文档图像存在灰边，且对扫描文档采用灰度变换形成灰度图1，还包括以下去除灰边的处理方法：
S1，利用尺度变换，缩小灰度图1，
S2，对图像进行反向二进制阈值化；
S3，对二值图像进行轮廓查找，并记录至总列表；
S4，遍历所有轮廓，对轮廓面积超过设定值的，将该轮廓中的点加入去除列表；
S5，获取旋转矩形，所述旋转矩形为去除列表中所有点的最小包围矩形；
S6，将旋转矩形放大为原始比例；
S7，获取灰边区域2中心坐标；
S8，通过坐标变换，获取灰边区域2像素坐标；
S9，灰边区域2填白。
对扫描文档图像进行去灰边的关键是找到灰边区域2，确定灰边区域2之后，将对应位置的像素填白即可。由于扫描文档位置通常固定，所以灰边区域2的宽度范围可以预估。将扫描后的图像的灰度图1进行反向二值化处理得到二值化图像；对二值化图像进行轮廓查找；遍历所有轮廓，获取所有面积超过设定值的轮廓的点，这些点的最小包围矩形就是扫描图像的包络，扫描图像包络仍然包含灰边。
如果扫描介质没有歪斜，那么灰边区域2就是在扫描图像包络的上下左右四个矩形区域，包括top，bottom，left，right四个区域，如果扫描介质出现歪斜，就需要通过坐标转换确定四个矩形区域的像素坐标。
如图2所示，以左边灰色区域为例说明，将图2中移动区域3一定的角度就与灰边区域2重合，通过图2的边框移动区域3内的像素坐标(x，y)进行坐标变换，得到歪斜图像中左边灰色区域的像素坐标(x0，y0)，推导过程如图3所示。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定：所述S1，缩小灰度图1的尺寸为原尺寸的1％-50％。图像尺度变换后，为进一步提高图像处理的效率，一般采用缩小的方式进行，但若缩小过度，容易产生失真的情况，因此设置1％-50％的缩小比例能够获取优质的灰度图1。所述S2，阈值化过程为阈值采用可调阈值或大津二值化过程。可调阈值可通过变换阈值实现，为主动修改方式；大津二值化算法假定该图像根据双模直方图(前景像素和背景像素)把包含两类像素，于是它要计算能将两类分开的最佳阈值，使得它们的类内方差最小；由于两两平方距离恒定，所以即它们的类间方差最大，为被动修改方式。所述S3，所述总列表的记录方式为链表。链表是线性表的链式存储结构，相比于顺序表，在插入和删除元素时有更高的效率。所述S8，坐标变换的过程为：
x0＝(x-center_x)*cos(A)-(y-center_y)*sin(A)+center_x
y0＝(x-center_x)*sin(A)+(y-center+y)*cos(A)+center_y
坐标变换的具体过程如下：
x0＝center_x+dx
y0＝center_y+dy
dy＝C0R0*sin(A)+R0C*cos(A)
＝-(x-center_x)*sin(A)+(center_y-y)*cos(A)
dxC0R0＝HR/HR0
dx＝HR*C0R0/HR0
＝dx/tan(A)*(center_x-x)/(center_y-y-dx/sin(A))
ta(A)*(center_y-y-dx/sin(A))＝center_x-x
dx＝(center_y-y)*sin(A)+(x-center_x)*cos(A)
x＝x
y＝y
x0＝(x-center_x)*cos(A)-(y-center_y)*sin(A)+center_x
y0＝(x-center_x)*sin(A)+(y-center_y)*cos(A)+center_y
其中，x、y分别为去除列表的点的横坐标和纵坐标；x0、y0为灰边区域(2)像素点的横坐标和纵坐标；center_x、center_v分别为灰边区域(2)的中心坐标的横坐标和纵坐标；A为旋转角。
所述S9，灰边区域2内的点灰度值设置为255，实现灰边区域2填白。
本发明的工作过程为：将灰度图1缩小一定比例；对放大的图像进行反向二进制阈值化；对二值图像进行轮廓查找；所有的轮廓通过列表组织；遍历所有轮廓，对轮廓面积超过阈值的，将该轮廓中的点加入列表；获取点列表中所有点的最小包围矩形(旋转矩形)；将旋转矩形中心不变，放大为原始比例，宽高均要减去2倍灰边宽度；分别获取旋转矩形周围上下左右四块灰边区域2的矩形中心坐标；对每块矩形灰边区域2内，进行如下操作，取以该灰边区域2中心为中心，角度为0，宽度高度相同的移动区域3，在该区域从上到下，从左至右遍历每个像素，通过坐标变换，推到过程如图3所示，以得到灰边区域2的对应的像素坐标，判断该像素灰度，灰度阈值设定为100。如果像素灰度小于100，其灰度不变；如果像素灰度大于等于100，将其灰度设为255填白。灰边宽度通常设置为390像素。
以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，包括扫描文档图像，所述扫描文档图像存在灰边，且对扫描文档采用灰度变换形成灰度图(1)，其特征在于：还包括以下去除灰边的处理方法：
S1，利用尺度变换，缩小灰度图(1)，
S2，对图像进行反向二进制阈值化；
S3，对二值图像进行轮廓查找，并记录至总列表；
S4，遍历所有轮廓，对轮廓面积超过设定值的，将该轮廓中的点加入去除列表；
S5，获取旋转矩形，所述旋转矩形为去除列表中所有点的最小包围矩形；
S6，将旋转矩形放大为原始比例；
S7，获取灰边区域(2)中心坐标；
S8，通过坐标变换，获取灰边区域(2)像素坐标；
S9，灰边区域(2)填白。
2.根据权利要求1所述的一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，其特征在于：所述S1，缩小灰度图(1)的尺寸为原尺寸的1％-50％。
3.根据权利要求1所述的一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，其特征在于：所述S2，阈值化过程为阈值采用可调阈值或大津二值化过程。
4.根据权利要求1所述的一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，其特征在于：所述S3，所述总列表的记录方式为链表。
5.根据权利要求1所述的一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，其特征在于：所述S8，坐标变换的过程为：
x0＝(x-center_x)*cos(A)-(y-center_y)*sin(A)+center_x
y0＝(x-center_x)*sin(A)+(y-center_y)*cos(A)+center_y
其中，x、y分别为去除列表的点的横坐标和纵坐标；x0、y0为灰边区域(2)像素点的横坐标和纵坐标；center_x、center_y分别为灰边区域(2)的中心坐标的横坐标和纵坐标；A为旋转角。
6.根据权利要求1所述的一种对扫描文档图像进行去灰边的方法，其特征在于：所述S9，灰边区域(2)内的点灰度值设置为255，实现灰边区域(2)填白。
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