TWI277009B - Picture positioning method and device of colored digital image - Google Patents

Description

1277009 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本，係在於提供-種應用於彩色攝影機或數位相機所 拍攝下來的彩色數位影像的圖像定位方法與裝置， ，的技術’將彩色數位影像中的圖像精準定位，再以ς = 來，做為後續影像辨識等之應用。 °出 【先前技術】 —目前細於彩色數郷像巾之幾何或字串圖像 疋位方法，較常使⑽是練彩色影像轉為灰階影像 用、 ^像的灰階梯錢化高於背景的灰階梯度變化之特性來 ，，此方法簡單且方便使用，但卻因為將彩色影像轉換成 灰階影像，因而喪失了許多有用的#訊，t拍攝位置昭日月、 足，或因為色彩的關係使得圖像與背景灰階值差異不大& ΐίΐ景的灰階梯度拉不開，而無法正確的找“ ，位置，使侍後績之辨識品質不能提升，進而

^^法，將彩色影像轉換成HSI色彩系統，並^2種$ 又1測_以制各齡色魏，賊賴糊隸屬函數分別 Η、I、S及彩色邊緣圖做處理，在模糊整合後取一門 ^風要賴像區域，此方法因較為複雜，需要較長 ，數予運异時間，不適合線上系統使用。由此可見， 物品未能將其功能淋灕盡致地發揮，實非一良蓋之讲 亟待加以改良。 "α 又叶I，而 ^發日狀鑑於上制狀彩色圖像尋找蚊位方 何生的各項缺點’乃亟思加以改良創新，並經過多年 j，終於研發完成本件彩找位影像之圖像定位方法 , 除了保留彩色資訊以增加整體辨識的正確 y ，狀__賴觀處 1277009 【發明内容】 相機所拍攝下麵觀娜機或數位 像辨識或處理的正確率。戈一疋位之機制，以增進後續影 或數位相機操取ϊ含彡色攝影機

的a息’進仃圖像位置的尋找 相加=像素值(咖1)分別 直方6夕姓命$、、、臼卩心像’利用灰階影像求取水平/垂 的特 j)點之水平梯度VFi，j 求法如下： ’

Fi，j = r(i，j) + g(i， j) ba j) j+l

Hi，j+i) + g(i，j+1) + b(i， j+l)

第i列第j行之水平梯度 VFi, -Fi, i, j+l 其中r(i，j)=於座標（i，〇的尺Band像素值 ga d=於座標（i，j)的G Band像素值 b(i，j)==於座標（i，j)的B Band像素值 本發明方法改進先前技術的缺點，一開始並不將彩色RGB 影像轉換為黑白灰階影像，而是保持彩色影像的資訊，將彩色 影像之RGB Band分別抽出，再計算R Band、G Band及B Band 之方向趨勢變化(例如··水平/垂直方向之梯度），例如·其中第 1277009 4 (1，j)點之水平梯度VFi j求法如下： 第i列第j行之水平梯度

Wi’ j = ( (Γα j) ~ r(i，)2 呛(“)-趴⑽)2 + (ba ,) - ba Η))2 )1/2 或 b(i, j+i)) VFi'i= 'raj)~ra· +

其中ra j)=於座標（i，j)的R Band像素值 ga j)=於座標（i，j)的G Band像素值 b(i，j)=於座標（i，j·)的B Band像素值 本發明方法可以凸顯彩色影像中RGB分別的梯度意義而 不健是求祕B的平均值絲討黑自灰_梯赫義，故保 留彩色影像的資訊再配合絲已知圖像約略大小及紋路 (Texture)的訊息，和使得補像的定位上更為精確。根據 所找到的圖像位置，可使用梯度及M〇rph〇1卿的Diiati〇n 及Erosion的運算方法再進行圖像的分割。 上述方法可以依圖像的色彩，選擇使用R、G、B此时任 〜、任二或全部的組合，如圖像為白色，背景為綠色時則可 k擇R及BBand來計算影像Gradient值，以增加圖像與背景 之對比；而彩色RGB影像也可以轉換成不同的色彩系統，如 CMY、YIQ、HSI等，其運算方法與保留彩色資訊的意義是相同 【實施方式】 !277〇〇9 請參閱圖-所示，係彩色圖像位置定位模組流程實施 例。將彩色數位影像輸入，為求加快運算速度，可對彩色數 位影像做down sampling將寬跟高皆每兩點取一點使影像縮 小為原始的1/4大小，觸小絲縮小之縣的RGB三個Band 的像素值分難取出來，對RGB三個Band的像雜以j =((ra ]) - ra 一2 +(g(i’ j) - g(i，j+1)y + ⑸ ” ^，洲）2 )1/2 或VFu: |raj)-r(i,j+1)| + |g(i j)-g(i j+i)| + 抑）I的方式計算其梯度值，此時所制的梯度值因保留住 彩色的資訊，所以在任-色彩邊緣都會較㈣之灰階影像所 做出的梯絲的顏，賴像的定位更加日績；接下來決定 門檻值分別做水平/垂直梯度的二元化，以計算其平均邊緣 點’並決定有朗_界值，#所有有效騎確定後對這 些有效列做群組化（意即距離近者歸為—組），縣對這些群 組以同樣的方式作有效行的認定並做群組化的動作，因此每 -列群組内可能會有多個行群組，在對一每一列群組取其最 大的行群組，最後產生多_舰，再依先前已知圖像的約 略大小及雜紐(Texture)紐過賴親位置，然後產生 出圖像最可能的候縣，再還原成縣大小供後續處理階段 使用。 圖二所示的是彩色圖像位置定位、切割與辨識流程實施 例。整體純圖像位置定位、蝴與辨識流純括⑷彩色 ^77009 影像輸入；⑹彩色圖像位置定位模組；（c)彩色圖像切割 模組Kd)辨識/處理模組；（e)辨識結果輸出。這裡所定義 之圖像以貨櫃號碼為例，當貨櫃之彩色影像輸人後，經由彩 色圖像位置定位模組利用彩& RGB所運算出的梯度(抑如⑷ 資訊’產生貨櫃號碼的可能位置，從擷取到的貨櫃號碼位置， 利用彩色圖像切割模組分割出貨櫃號碼區域，並將各個貨樞 號石馬字元獨立切㈣來’再將切來的_號碼字元影像 逐一進入辨識/處理模組進行辨識，在辨識/處理模組中會將 貨櫃辨識結果的前10碼與最後—碼_核對是否正 確，最後輸出完整的貨櫃號碼。 〜圖三所示的是詳述本發明所提供之彩色數位影像之圖像 疋位方法與裝置剌於自動化貨櫃辨識流程實施例，主要包 括有1秦色數位影像、2彩色攝影機、3彩色圖像擷取模組、 4衫色圖像定位模組、5彩色圖像切割模组、β辨識/處理模組 及7知櫃^料庫。其中，3彩色圖像擷取模組負責擷取由2 彩色攝影機所拍取的單張丨彩色數位影像，所拍取的貨櫃影 像供4彩色圖像定位模組做貨櫃號碼位置的定位，再由5彩 色圖像切賴組做貨觀碼字串的蝴與字元蝴，最後由6 辨識/處理模組來執行辨識與後續處理，貨檀號碼辨識結果進 /知櫃貝料庫比對是否為核准放行之貨櫃車輛，用來做為 貨櫃車輛進出管制的管理依據。

1277009 本發明所提供之彩色數位影像之圖像定位方法與裝置， 與其它習用技術相互比較時，更具有下列之優點·· -種彩色圖像位置定位方法，不將彩色影像轉換為 黑白灰)¾影像’而是保持彩色影像的資訊，將彩色影像之脇 Band分別抽出，再計算R Band、G Band及Β之方向趨 勢變化(例如：水平/垂直方向之梯度），以凸顯彩色影像中 RGB分別的梯度意義，而不僅僅是求取腳的平均值來探討黑 白灰階的梯度意義，故㈣彩色影像的資訊再配合先前已知 圖像約略大小及紋路(Texture)的訊息，可以使得在圖像定位 與切割上更為精確。 可以依圖像的色彩種類，選擇使用R、G、B Band三者任 一、任二或全部的組合，如圖像為白色，背景為綠色時，則 可選擇R及B Band來計算影像Gradient值，以增加圖像與 背景之對比。 彩色RGB影像可以轉換成不同的色彩系統，如CMY、YIQ、 HSI等，其運算方法與保留彩色資訊的意義是相同的。 上述詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說 明，若依本創作構想所作之改變，其產生之功能作用，仍未 超出說明與圖示所涵蓋之精神時，均應包含在本創作之範圍 内，合予陳明。 綜上所述，本案的確較習用方法增進上述多項功效，應 ，充分符合新雜及進細之法定新型專利， 請，懇請貴局核淮本件發明專利申請案， 以及 切割與辨識流程實施例； Λ

1277009 爰依法提出申 便。 以勵發明，至感德 【圖式簡單說明】 圖，將^進1—較佳實施例之詳細說明及其附 實施例之ί圖i 技術内容及其目的功效；有關該 明之彩色圖像位置定位模組流程實施例； 圃一為本發明之彩色圖像位置定位、 以及 3 色影像之圖像定位方法與裝置應用於白動 【主要元件符號說明】 卜彩色數位影像 2〜彩色攝影機 3彩色圖像擷取模組 色圖像定位模組 形色圖像切割模組 辨識/處理模組 7〜資料庫 11

Claims (1)

1. I277〇〇q 厂丨 1· . ,» |·丨ι ---— 仍年u月(4曰修(舄)正本 十、申請專利範圍： 1---— ι·—種彩色數位影像之圖像定位方法，利用彩色CCD攝影機、數 位相機或_科彩色影像輸岭置所產生之彩色數位影像， 進行影像中感興趣之圖像的尋找與定位，其特徵為不將彩色歸 〜像轉換為黑白灰階影像’而是保持彩色影像的資訊，將彩色 影像之RGB Band分別抽出，再計算R㈣、g _及b麵 之方向趨勢變化’以凸顯彩色影像中脇分別的梯度意義，可 隊 W使得^為精確。 2.如申睛專利制第丨項所述之彩色數位影像之圖像定位方法， 其特徵為可以依圖像與背景的色彩，選擇使用R、G、B Band三 者中之任-、任二或全部的組合來計算方向趨勢變化，以增加 圖像與背景之對比。 3·如申#專_圍第丨或2項所述之彩色數位影像之圖像定位方 法，其中之方向趨勢變化為梯度計算。 4·如申5⑻細第3項所述之彩色數位影像之圖像定位方法， 其中之梯度計算方式為VFi，』· 出)）+ (ba -ba, ai))2 y/2 1申明專利”第3項所述之彩色數位影像之®像定位方法， 八中之梯度計算方式為 + Iba 】)- ba m))丨。 ((ra j) - ra ⑻)2 +(ga』 j) 一 ga Hi, j+i) 丨& (i，j) la 申清專__1項所述之彩色數位影像之圖像定位方法， /、中之衫色卿影像也可以轉換成CMY色彩系統，計算c Band、 12 !277〇〇9 M Band及Y Band之方向趨勢變化 的梯度意義，其運算方法與_ 像情分別 以傕俨产闰德^ 7色貝汛的思義是相同的，可 使件在圖像德與蝴上更為精確。 7·如申請專利範圍第丨項 复中η㈣旦^ 心色數位影像之圖像定位方法， 、之衫色RGB衫像也可以轉換成 IB咖及QBand之方向趨勢:色= 的梯編，料她鄕晚㈣分別 以使得在圖像定位與切割上更為射。、。忍義-相同的，可 8.^請專利範圍第1項所叙彩色數位影像之圖像定位方法， s Ba=像也可以轉換成HSI色彩系統，計一、 J二Γ方向趨勢變化，以凸顯彩色影像中脱分別 :: 與保留彩色資訊的意義是相同的，可 使件在圖像疋位與切割上更為精確。 · 9:申：細第6、7或8項所述之彩色數位影像之圖像定位 万法，其中之方向趨勢變化為梯度計算。 ίο.—種彩色數位影像之圖像定 哭， 料位4置，包細色圖像定位的處理 讀體’利用彩色攝影機、數似目機或掃瞄器等彩色影像 =裝置所產生之彩色數位影像，進行影像中感興趣之圖像的 2與定位，其特徵為彩色圖像定位的處理器不將彩色難影 像轉換為黑白灰階影像，而是保持彩色影像的資訊，將彩色馬 像之M Band分別抽出，再計算R _、G _及B B_ ^ 13 1277009 方向趨勢k化，以凸顯彩色影像中⑽分別的梯度意義，可以 使得在圖像定位與蝴上更為精確。 11·如申請糊翻第Π)韻叙純數位影像之·定位裝 置其特欲為形色圖像定位的處理器可以依圖像與背景的色 先k擇使用R、G、B Band三者中之任一、任二或全部的組合 - 來計算方向趨勢變化，以增加圖像與背景之對比。 12.如申請專利範圍第10或u項所述之彩色數位影像之圖像定位 裝置，其中之方向趨勢變化為梯度計算。 13·如申#專利範圍第項所述之彩色數位影像之圖像定位裝 置，其中1度計算方式為凡「（（ra ^ r(…))2+(g(i，』) -趴，η))2 + (ba D 一 b(i，w))2 )i/2。 14·如申明專利範圍帛η j員所述之彩色數位景多像之圖像定位裝 置，其中之梯度計算方式為^ k d—. ni，_丨+ |ga d — • g(i’ m)| + |b(i，ba m)) I。 15·如申明專利範圍第ίο項所述之彩色數位影像之圖像定位裝 置，其中之彩色RGB影像也可以轉換成CMY色彩系統，計算c Band、M Band及Y Band之方向趨勢變化，以凸顯彩色影像中 CMY分別的梯度意義，其運#方法與保留彩&資訊的意義是相同 的’可以使得在圖像定位與切割上更為精確。 16·如申請專利範圍第1Q項所述之彩色數位影像之圖像定位裝 置，其中之彩色RGB影像也可以轉換成YIQ色彩系統，計算γ 14 ^77〇〇9 Band、I Band及Q Band之方向趨勢變化，以凸顯彩色影像中 • YIQ分綱梯度絲’魏算方法與保㈣色資訊的意義是相同 的，可以使得在圖像定位與切割上更為精確。 7’如申请專利範圍第1〇項所述之彩色數位影像之圖像定位裝 置’其中之彩色RGB影像也可以轉換成脱色彩系統，計算h ' Band、S㈣及1㈣之方向趨勢變化，以凸顯彩色影像中 • 吻分別的梯度意義，其運算方法與保留彩色資訊的意義是相同 的’可以使得在圖像定位與切割上更為精確。 ^如申f專利範圍第15、16或17項所述之彩色數位影像之圖像 疋位裝置，其中之方向趨勢變化為梯度計管。

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