CN113037942B - 一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法和装置 - Google Patents
一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法，包括：对待采集的内容进行图像自动采集过程；对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程；对文档自动过滤后的内容进行文档自动分类处理过程；对文档自动分类处理后的文档进行保存。图像的自动采集解决了拍摄仪使用固定摄像头拍摄时需要手动拍照/自动倒计时拍照，可以实现自动拍照采集；图像的自动过滤解决了无效文档、重复文档的拍摄问题；图像的自动分类处理解决了扫描不同文档时需要频繁切换图像处理模式的问题；有效解决目前拍摄仪扫描文档过程中，需要手动调解各项设置，造成拍摄仪的文档扫描过程繁琐，容易出错的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法和装置，特别涉及用于高拍仪的自动文档扫描的实现方法和装置。
背景技术
当前，用户在使用拍摄仪扫描文档的时候，首先，需要手动勾选文档的裁切方式，其次、需要手动勾选图像处理方式，扫描时还需要手动/自动倒计时实现图像采集。在整个扫描的过程中都需要根据扫描文档的类型不断切换裁切、处理方式，自动倒计扫描容易重复扫描/扫描到模糊文档。上面所述问题的存在，使拍摄仪的文档扫描过程操作繁琐、易于出错，给用户带来极大的不便。
针对目前拍摄仪扫描文档过程中，需要手动调解各项设置，造成拍摄仪的文档扫描过程繁琐，容易出错的问题，是本领域技术人员亟待解决的而技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法和装置，以解决目前拍摄仪扫描文档过程中，需要手动调解各项设置，造成拍摄仪的文档扫描过程繁琐，容易出错的问题。
为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法，包括：
对待采集的内容进行图像自动采集过程；
对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程；
对文档自动过滤后的内容进行文档自动分类处理过程；
对文档自动分类处理后的文档进行保存。
其中，所述对待采集的内容进行图像自动采集过程的步骤中，包括：
对待采集内容的曝光稳定性判断；
对曝光稳定性判断为稳定情况下，对视频稳定性判断；
对视频稳定性判断为稳定情况下，对文档检测判断；
在文档检测判断符合预定设置情况下，继续后续流程。
其中，在所述对待采集的内容进行图像自动采集过程的步骤，与所述对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程步骤，之间还包括：
对待采集的内容进行拍照过程。
其中，所述对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程的步骤包括：
对拍照的图像进行空白文档过滤过程；以及
对拍照的图像进行重复文档过滤过程。
其中，所述对文档自动过滤后的内容进行文档自动分类处理过程的步骤包括，
对拍照的图像进行文档裁切过程；
对文档裁切的图像进行文档模糊检测/增强处理过程；
对文档模糊检测/增强的图像进行分类和对应性处理。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种用于固定摄像头的自动文档扫描的装置，包括：
图像自动采集模块，其配置为，对待采集的内容进行图像自动采集过程；
文档自动过滤模块，其配置为，对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程；
文档自动分类处理模块，其配置为，对文档自动过滤后的内容进行文档自动分类处理过程；
文档保存模块，其配置为，对文档自动分类处理后的文档进行保存。
其中，所述图像自动采集模块，包括：
对待采集内容的曝光稳定性判断；
对曝光稳定性判断为稳定情况下，对视频稳定性判断；
对视频稳定性判断为稳定情况下，对文档检测判断；
在文档检测判断符合预定设置情况下，继续后续流程。
其中，还包括：
拍照模块，其配置为，对待采集的内容进行拍照过程。
其中，所述文档自动过滤模块，包括：
对拍照的图像进行空白文档过滤过程；以及
对拍照的图像进行重复文档过滤过程。
其中，所述文档自动分类处理模块，包括，
对拍照的图像进行文档裁切过程；
对文档裁切的图像进行文档模糊检测/增强处理过程；
对文档模糊检测/增强的图像进行分类和对应性处理。
与现有技术相比，本发明的有意效果在于：
发明提供一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法，包括：对待采集的内容进行图像自动采集过程；对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程；对文档自动过滤后的内容进行文档自动分类处理过程；对文档自动分类处理后的文档进行保存。图像的自动采集解决了拍摄仪使用固定摄像头拍摄时需要手动拍照/自动倒计时拍照，可以实现自动拍照采集；图像的自动过滤解决了无效文档、重复文档的拍摄问题；图像的自动分类处理解决了扫描不同文档时需要频繁切换图像处理模式的问题；有效解决目前拍摄仪扫描文档过程中，需要手动调解各项设置，造成拍摄仪的文档扫描过程繁琐，容易出错的问题。
附图说明
图1示意性示出了本发明实施例一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法的过程框图；
图2示意性示出了本发明实施例中一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法的具体判断处理流程示意图；
图3示意性示出了本发明实施例中书本处理效果参考示意图；
图4示意性示出了本发明实施例中身份证合并效果参考示意图；
图5示意性示出了本发明实施例中黑白文档处理效果参考示意图；
图6示意性示出了本发明实施例中红印文档处理效果参考示意图；
图7示意性示出了本发明实施例中蓝印文档处理效果参考示意图；
图8示意性示出了本发明实施例中彩色图片处理效果参考示意图；
图9示意性示出了本发明实施例中彩色文档处理效果参考示意图；
图10示意性示出了本发明实施例中发票处理效果参考示意图；
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，本发明实施例提供一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法，包括：
对待采集的内容进行图像自动采集过程；
对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程；
对文档自动过滤后的内容进行文档自动分类处理过程；
对文档自动分类处理后的文档进行保存。
图像的自动采集解决了拍摄仪使用固定摄像头拍摄时需要手动拍照或自动倒计时拍照，可以实现自动拍照采集；图像的自动过滤解决了无效文档、重复文档的拍摄问题；图像的自动分类处理解决了扫描不同文档时需要频繁切换图像处理模式的问题；
有效解决目前拍摄仪扫描文档过程中，需要手动调解各项设置，造成拍摄仪的文档扫描过程繁琐，容易出错的问题。
其中，如图1和图2所示，所述对待采集的内容进行图像自动采集过程的步骤中，包括：
对待采集内容的曝光稳定性判断；
对曝光稳定性判断为稳定情况下，对视频稳定性判断；
对视频稳定性判断为稳定情况下，对文档检测判断；
在文档检测判断符合预定设置情况下，继续后续流程。
其中，曝光稳定判断包括：
依次采集至少两个图像帧；
在两个图像帧对应位置抽样20个20X 20像素的图像块；
依次计算两个图像帧的抽样区域块的亮度均值的差值；
统计差值大于阈值的数量；作为一种实施例，阈值可以选择为20；
如果统计差值大于阈值的数量数量值大于10，则判断曝光稳定性为不稳定。如果统计差值大于阈值的数量值小于10，则判断曝光稳定性为稳定；
其中，在判断曝光稳定性为稳定情况下，进行视频稳定性判断，视频稳定性判断包括：
依次采集图像帧；
使用sobel算子(索贝尔算子)分别计算相邻的两个图像帧的梯度图像；
使用自适应阈值分别计算相邻图像帧的边缘图；
使用边缘图计算相邻图像帧的帧差，再将图像二值化；
使用二值化的图像统计有效区域面积及颗粒度；
利用有效区域面积，颗度与阈值比较得到视频是否稳定，在颗粒度达到预定阈值情况下判断视频为稳定，具体阈值根据实际情况设定，在此不再赘述。
在视频稳定性判断结果为稳定情况下，进行文档检测判断；文档检测判断的步骤包括：
通过文档检测过滤了无目标及异常目标在视频稳定下的情况。如，过滤异物、手压纸、无目标、文档混乱状态等情况。
然后，采集图像帧；
利用区域自适应二值化图像；
检测二值化图像目标轮廓；
计算目标轮廓与矩形的差异度；
使用计算的差异度与阈值比较判断目标是否符合预先设定，如果符合预先设定，则判断文档检测判断通过，符合预期设定。
如图1和图2所示，在所述对待采集的内容进行图像自动采集过程的步骤，与所述对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程步骤，之间还包括：
对待采集的内容进行拍照过程。
在对待采集的内容进行图像自动采集过程结束后，进行拍照过程，实现有效图像采集拍照，为后续处理提供满足调节的拍照内容。
如图1和图2所示，所述对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程，的步骤包括：
对拍照的图像进行空白文档过滤过程；以及
对拍照的图像进行重复文档过滤过程。
其中，对拍照的图像进行空白文档过滤过程(用于过滤白纸等物内容文档)，包括：
使用拍摄图像通过文档裁切算法裁切出文档目标；
使用sobel算子计算文档图像梯度图grad；
计算梯度图像平均值threshold；并通过
Mask＝grad>threshold计算二值图像；
使用二值图像，统计大于阈值面积的区域的面积；
使用统计的面积与阈值比较判断图像是否为空白页；
其中，对拍照的图像进行重复文档过滤过程(重复页过滤仅用于过滤这次拍照图像与上一次拍照图像相同的情况)，包括，
使用拍摄图像(或上一次拍照图像)通过文档裁切算法裁切出文档目标；
分别提取图像的sift特征，再使用sift特征配置获取配置特征点数量；
如果配置特征点数量小于10，判断两张文档图像为不重复的文档；
如果配置特征点数量大于10，使用配置特征点计算文档的相对角度；
旋转文档，使两张文档方向一致；
使用sobel算子分别计算文档图像帧的梯度图像；
使用自适应阈值分别计算相邻图像帧的边缘图；
使用边缘图计算相邻图像帧的帧差，再二值化；
使用二值图像统计有效区域面积及颗粒度；
利用有效区域面积，通过颗粒度与阈值的比较得到两张文档图像是否为重复文档。
如图1和图2所示，所述对文档自动过滤后的内容进行文档自动分类处理过程的步骤包括，
对拍照的图像进行文档裁切过程；
对文档裁切的图像进行文档模糊检测或增强处理过程；
对文档模糊检测或增强的图像进行分类和对应性处理。
其中，对图像进行文档模糊检测或增强处理的过程可以包括，
使用拍照图像实现图像二值化；
使用二值化图提取最大目标的轮廓；
使用目标轮廓做目标越界判断；
使用目标轮廓提取目标最小外接矩形及矩形角度，切目标未越界且角度小于30度。
书本分类判断过程
1)、提取轮廓上，下边缘点坐标；
2)、比对上、下轮廓长度、坐标点数量、平滑度、及凹凸形状判断目标是否为翻开的书本；如果目标不是书本，
身份证分类判断过程：1)、使用训练的身份证检测模型对图像矩形身份证检测，当检测到身份证，则判断目标为身份证；
其他文档判断过程：
1)、使用颜色检测算法，当没有检测到彩色区域时，判断目标黑白文档；
2)、使用文字检测算法，当没有检测到文字时，判断目标彩色图片；
3)、在颜色检测的基础上使用红色检测，如果彩色区域与红色区域小于阈值且红色区域面积长宽在阈值范围内，判断目标为红印文档；
4)、在颜色检测的基础上使用蓝色检测，如果彩色区域与蓝色区域小于阈值且蓝色区域面积长宽在阈值范围内，判断目标为蓝印文档；
5)、在以上分类均不通过时，通过目标形状、二值图像连通域发布区分发票与彩色文档；
其中，对文档模糊检测/增强的图像进行分类和对应性处理，包括：
利用上一步的分类信息，对图像做对应处理；如：
1)书本，调用书本展平模块对书本进行曲面展平(曲面裁切)，效果如图3；
2)身份证，调用身份证和展平模块，实现身份证正反面合并处理；效果如图4；
3)黑白文档，调用黑白文档优化模块，将图像处理成黑白效果；效果如图5；
4)红印文档，调用红印文档优化模块，将图像处理成保留红印的黑白效果；效果如图6；
5)蓝印文档，调用蓝印文档优化模块，将图像处理成保留蓝印的黑白效果；效果如图7；
6)彩色图片，调用彩色增强模块，增强图像色彩；效果如图8；
7)彩色文档，调用彩色文档优化模块，在保留彩色图像部分的前提下，实现文字/背景对比度增强；效果如图9；
8)发票，调用发票增强模块，滤除发票背景噪音，增强文字对比度；效果如图10。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种用于固定摄像头的自动文档扫描的装置，包括：
图像自动采集模块，其配置为，对待采集的内容进行图像自动采集过程；
文档自动过滤模块，其配置为，对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程；
文档自动分类处理模块，其配置为，对文档自动过滤后的内容进行文档自动分类处理过程；
文档保存模块，其配置为，对文档自动分类处理后的文档进行保存。
其中，所述图像自动采集模块包括：
对待采集内容的曝光稳定性判断；
对曝光稳定性判断为稳定情况下，对视频稳定性判断；
对视频稳定性判断为稳定情况下，对文档检测判断；
在文档检测判断符合预定设置情况下，继续后续流程。
其中，还包括：
拍照模块，其配置为，对待采集的内容进行拍照过程。
其中，所述文档自动过滤模块包括：
对拍照的图像进行空白文档过滤过程；以及
对拍照的图像进行重复文档过滤过程。
其中，所述文档自动分类处理模块包括，
对拍照的图像进行文档裁切过程；
对文档裁切的图像进行文档模糊检测或增强处理过程；
对文档模糊检测或增强的图像进行分类和对应性处理。
由于本发明一种用于固定摄像头的自动文档扫描的装置的具体实施内容与一种用于固定摄像头的自动文档扫描的的实现方法对应，所以，一种用于固定摄像头的自动文档扫描的装置的具体实施方式可以参考上述一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法的实施方式，在此不再赘述。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人才员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法，其特征在于，包括：
对待采集的内容进行图像自动采集过程；
对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程；
对文档自动过滤后的内容进行文档自动分类处理过程；
对文档自动分类处理后的文档进行保存；
所述对待采集的内容进行图像自动采集过程的步骤中，包括：
对待采集内容的曝光稳定性判断；
对曝光稳定性判断为稳定情况下，对视频稳定性判断；
对视频稳定性判断为稳定情况下，对文档检测判断；
在文档检测判断符合预定设置情况下，继续后续流程；
在所述对待采集的内容进行图像自动采集过程的步骤，与所述对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程步骤，之间还包括：
对待采集的内容进行拍照过程；
其中，所述对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程的步骤包括：
对拍照的图像进行空白文档过滤过程；以及
对拍照的图像进行重复文档过滤过程；
对拍照的图像进行空白文档过滤过程，包括：
使用拍摄图像通过文档裁切算法裁切出文档目标；
使用sobel算子计算文档图像梯度图grad；
计算梯度图像平均值threshold；并计算二值图像；
使用二值图像，统计大于阈值面积的区域的面积；
使用统计的面积与阈值比较判断图像是否为空白页；
其中，对拍照的图像进行重复文档过滤过程包括，
使用拍摄图像通过文档裁切算法裁切出文档目标；
分别提取图像的sift特征，再使用sift特征配置获取配置特征点数量；
如果配置特征点数量小于10，判断两张文档图像为不重复的文档；
如果配置特征点数量大于10，使用配置特征点计算文档的相对角度；
旋转文档，使两张文档方向一致；
使用sobel算子分别计算文档图像帧的梯度图像；
使用自适应阈值分别计算相邻图像帧的边缘图；
使用边缘图计算相邻图像帧的帧差，再二值化；
使用二值图像统计有效区域面积及颗粒度；
利用有效区域面积，通过颗粒度与阈值的比较得到两张文档图像是否为重复文档。
2.根据权利要求1所述的用于固定摄像头的自动文档扫描的实现方法，其特征在于，所述对文档自动过滤后的内容进行文档自动分类处理过程的步骤包括，
对拍照的图像进行文档裁切过程；
对文档裁切的图像进行文档模糊检测或增强处理过程；
对文档模糊检测或增强的图像进行分类和对应性处理。
3.一种用于固定摄像头的自动文档扫描的装置，其特征在于，包括：
图像自动采集模块，其配置为，对待采集的内容进行图像自动采集过程；
文档自动过滤模块，其配置为，对图像自动采集后的内容进行文档自动过滤过程；
文档自动分类处理模块，其配置为，对文档自动过滤后的内容进行文档自动分类处理过程；
文档保存模块，其配置为，对文档自动分类处理后的文档进行保存；
所述图像自动采集模块，包括：
对待采集内容的曝光稳定性判断；
对曝光稳定性判断为稳定情况下，对视频稳定性判断；
对视频稳定性判断为稳定情况下，对文档检测判断；
在文档检测判断符合预定设置情况下，继续后续流程；
还包括：
拍照模块，其配置为，对待采集的内容进行拍照过程；
所述文档自动过滤模块，包括：
对拍照的图像进行空白文档过滤过程；以及
对拍照的图像进行重复文档过滤过程；
对拍照的图像进行空白文档过滤过程，包括：
使用拍摄图像通过文档裁切算法裁切出文档目标；
使用sobel算子计算文档图像梯度图grad；
计算梯度图像平均值threshold；并计算二值图像；
使用二值图像，统计大于阈值面积的区域的面积；
使用统计的面积与阈值比较判断图像是否为空白页；
其中，对拍照的图像进行重复文档过滤过程，包括，
使用拍摄图像通过文档裁切算法裁切出文档目标；
分别提取图像的sift特征，再使用sift特征配置获取配置特征点数量；
如果配置特征点数量小于10，判断两张文档图像为不重复的文档；
如果配置特征点数量大于10，使用配置特征点计算文档的相对角度；
旋转文档，使两张文档方向一致；
使用sobel算子分别计算文档图像帧的梯度图像；
使用自适应阈值分别计算相邻图像帧的边缘图；
使用边缘图计算相邻图像帧的帧差，再二值化；
使用二值图像统计有效区域面积及颗粒度；
利用有效区域面积，通过颗粒度与阈值的比较得到两张文档图像是否为重复文档。
4.根据权利要求3所述的用于固定摄像头的自动文档扫描的装置，其特征在于，所述文档自动分类处理模块，包括，
对拍照的图像进行文档裁切过程；
对文档裁切的图像进行文档模糊检测或增强处理过程；
对文档模糊检测或增强的图像进行分类和对应性处理。
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