專利名稱：小型文檔圖像透視復(fù)原方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理技術(shù)，具體說，涉及一種小型文檔圖像透視復(fù)原方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)又稱為計(jì)算機(jī)圖像處理，它是指將圖 像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行處理的過程。一般來講，對圖像進(jìn)行處理(或加工、分析)的主要目的有三個方面(1)提高圖像的視感質(zhì)量。如進(jìn)行圖像的亮度、彩色變換，增強(qiáng)、抑制某些成分，對 圖像進(jìn)行幾何變換等，以改善圖像的質(zhì)量。(2)提取圖像中所包含的某些特征或特殊信息，這些被提取的特征或信息往往為 計(jì)算機(jī)分析圖像提供便利。提取特征或信息的過程是模式識別或計(jì)算機(jī)視覺的預(yù)處理。提 取的特征可以包括很多方面，如頻域特征、灰度或顏色特征、邊界特征、區(qū)域特征、紋理特 征、形狀特征、拓?fù)涮卣骱完P(guān)系結(jié)構(gòu)等。(3)圖像數(shù)據(jù)的變換、編碼和壓縮，以便于圖像的存儲和傳輸。不管是何種目的圖像處理，都需要由計(jì)算機(jī)和圖像專用設(shè)備組成的圖像處理系統(tǒng) 對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、加工和輸出。圖像增強(qiáng)和復(fù)原的目的是為了提高圖像的質(zhì)量，如去除噪聲，提高圖像的清晰度 等。圖像增強(qiáng)不考慮圖像降質(zhì)的原因，突出圖像中所感興趣的部分。如強(qiáng)化圖像高頻分量， 可使圖像中物體輪廓清晰，細(xì)節(jié)明顯；如強(qiáng)化低頻分量可減少圖像中噪聲影響。圖像復(fù)原要 求對圖像降質(zhì)的原因有一定的了解，一般講應(yīng)根據(jù)降質(zhì)過程建立“降質(zhì)模型”，再采用某種 濾波方法，恢復(fù)或重建原來的圖像。數(shù)字圖像在獲取過程中，由于成像面與文擋面不平行，成像后的圖像與原小型文 檔表面圖像相比，會產(chǎn)生透視變形，遠(yuǎn)一些的文字會變得較小，而且直線的平行關(guān)系也發(fā)生 變化，原本平行的文字行出現(xiàn)一定的夾角這些現(xiàn)象，會對后續(xù)的版面分析、字符分割、文字 識別等工作產(chǎn)生很大的困難，甚至?xí)?dǎo)致錯分、錯識的現(xiàn)象發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種小型文檔圖像透視復(fù)原方法，特別適用于小 型文檔或文檔離相機(jī)有一定距離的透視變形糾正。技術(shù)方案如下一種小型文檔圖像透視復(fù)原方法，包括給定文檔透視圖像的四個角點(diǎn)坐標(biāo)，對所述四個角點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行糾正；計(jì)算糾正后文檔圖像中的各像素的顏色值；對于糾正后的圖像中存在的空穴，采用鄰近取值法進(jìn)行填充顏色。進(jìn)一步所述角點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系中X與Y呈線性關(guān)系，且X = Y，利用公式C’ F = X*l. 2AG*SV6/ (AD-X) +60X2/ (AD* (AD-X))對所述角點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行糾正。
進(jìn)一步設(shè)定糾正后的矩形四個角點(diǎn)坐標(biāo)為左下(xA，yA)、右下(xB，yB)、右上(xc， yc)、左上(xD' yD)，其中，χΑ = χ，a，、yA = f A、yc = i' D、xA = xD，、yA = n = yD ；則糾正 后的四個角點(diǎn)坐標(biāo)為左下(x，A，y，A)、右下(χΒ，y，A)、右上(χΒ，y，D)、左上(χ，A，y，D)，其中， xB = X，B+1.2|atan((y' c_y，D_y，A+y' B)/(x，B_x，A)) Γ(x，B_x，A) (y，c_y，D_y，A+y' B)/( 2y，A-y' el，B)+60(y，c-y，D_y，A+y，B)2/((y，A_y，D) (2y，A-y，c-y，B))。進(jìn)一步設(shè)糾正前文檔圖像中文檔中坐標(biāo)為(X，y)時，糾正后該坐標(biāo)變換到(X’， y’ )處，具體過程包括(1)循環(huán)水平坐標(biāo)X’從χ’ A到χ’ B變化；(2)對于給定的X’值以及四個糾正前角點(diǎn)坐標(biāo)，利用線性插值求出對應(yīng)變形后的 Yi 與 υ2'Υι = (χ-χ' A)/(x，A-X ‘ β) (y，A_y，B)+y，A，y2 = (x-xD)/(x，D-x，c) (y，D-y，c)+y，D ；(3)計(jì)算 x，的復(fù)原值 χ，χ = χ，+1. 2|atan((y2-y，D_y，A+yi)/ (X，B-X，A)) 1/6 (x ‘ B-X，λ) (y2-y，D-y，A+y1)/(2y' A-y2-yi)+60(y2-y，D-y，A+yi)2/((y' A_y，D) (2y，A-y2-yi))；(4)循環(huán)垂直坐標(biāo)y’從y2到變化；(5)根據(jù)y’值，線性插值求出復(fù)原后的y，y = y’(y’ A_y’ D)/
(y「y2)+y，D-y2 (y' D) / (yry2)；(6)將(x，y)處顏色設(shè)置為(x’，y’ )處的顏色，直到圖像中全部像素糾正完畢為止。進(jìn)一步填充顏色時，當(dāng)計(jì)算出復(fù)原后圖像坐標(biāo)(X，y)的顏色后，按八鄰域方式將 其周圍相鄰的8個坐標(biāo)點(diǎn)全部置為與(X，y)相同的顏色。技術(shù)效果包括1、本發(fā)明適用于文檔的一條邊垂直或水平。2、本發(fā)明的特別適用于小型文檔或文檔離相機(jī)有一定距離的透視變形糾正。3、本發(fā)明的特別適用于旋轉(zhuǎn)角度小于45度的透視變形糾正。


圖1是本發(fā)明中單位立方體的一點(diǎn)透視和二點(diǎn)透視示意圖；圖2是本發(fā)明中小型文擋邊框一點(diǎn)透視圖；圖3是本發(fā)明中不同相機(jī)位置、文檔繞y軸旋轉(zhuǎn)從0到60度的不同透視圖；圖4是本發(fā)明中透視圖與原圖的幾何關(guān)系示意圖；圖5是本發(fā)明中透視圖與原圖的幾何關(guān)系示意圖；圖6是本發(fā)明中繞Y旋轉(zhuǎn)10度、不同寬度矩形透視還原誤差示意圖；圖7是本發(fā)明中繞Y旋轉(zhuǎn)20度、不同寬度矩形透視還原誤差示意圖；圖8是本發(fā)明中繞Y旋轉(zhuǎn)30度、不同寬度矩形透視還原誤差示意圖；圖9是本發(fā)明中繞Y旋轉(zhuǎn)40度、不同寬度矩形透視還原誤差示意圖；圖10是本發(fā)明中繞Y旋轉(zhuǎn)20度、不同高度矩形透視還原誤差示意圖。
具體實(shí)施例方式常規(guī)的小型文檔圖像處理前，利用本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對透視變形的糾正。下面參考附圖和優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作詳細(xì)描述。1、將計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的透視公式應(yīng)用于圖像處理。透視投影按照主滅點(diǎn)的個數(shù)分為一點(diǎn)透視、二點(diǎn)透視和三點(diǎn)透視。如圖1所示，是本發(fā)明中單位立方體的一點(diǎn)透視和二點(diǎn)透視示意圖。任何一束不 平行于投影平面的平行線的透視投影將匯聚成一點(diǎn)，稱之為滅點(diǎn)，在坐標(biāo)軸上的滅點(diǎn)稱為 主滅點(diǎn)。主滅點(diǎn)數(shù)是和投影平面切割坐標(biāo)軸的數(shù)量相對應(yīng)的。如投影平面僅切割ζ軸，則 Z軸是投影平面的法線，因而只在Z軸上有一個主滅點(diǎn)，而平行于X軸或y軸的直線也平行 于投影平面，因而沒有滅點(diǎn)。設(shè)投影平面為ζ = 0平面，透視投影的視點(diǎn)(投影中心)為V(0，0，h)其中h為投 影中心到投影面的距離，形體上點(diǎn)p(x，y，z)的投影為(χ' ,ι')，當(dāng)投影面不變，物體繞y 軸旋轉(zhuǎn)Φ角，再繞χ軸旋轉(zhuǎn)θ度，進(jìn)行平移變換(dx，dy)，最后對三維形體作透視投影變換。 以上變換用齊次坐標(biāo)及變換矩陣表示如下
權(quán)利要求
1.一種小型文檔圖像透視復(fù)原方法，包括給定文檔透視圖像的四個角點(diǎn)坐標(biāo)，對所述四個角點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行糾正；計(jì)算糾正后文檔圖像中的各像素的顏色值；對于糾正后的圖像中存在的空穴，采用鄰近取值法進(jìn)行填充顏色。
2.如權(quán)利要求1所述的小型文檔圖像透視復(fù)原方法，其特征在于所述角點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系中X與Y呈線性關(guān)系，且X = Y，利用公式C’ F = X*l. 2AG*S1AV (AD-X) +60X2/ (AD* (AD-X))對所述角點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行糾正。
3.如權(quán)利要求1所述的小型文檔圖像透視復(fù)原方法，其特征在于設(shè)定糾正后的矩形 四個角點(diǎn)坐標(biāo)為左下UA，yA)、右下(xB，yB)、右上(xc，yc)、左上( ，yD)，其中，χΑ = χ，Α，、yA = r A、yc = r D、xA = xD，、yA = yB、yc = yD ；則糾正后的四個角點(diǎn)坐標(biāo)為左下(χ，A，y’ A)、右下 (xB，y，A)、右上(xB，y，D)、左上(χ，A，y，D)，其中，知=χ，Β+1· 2 | atan ((y，c-y，D-y，A+y' B)/ (X，B-x，A)) 1/6(x' B-x' a) (y，c-y，D-y，A+y，B)/(2y，A-y，c-y，B)+60(y，c-y，D-y，A+y，B)2/ ((y，A_y，D) (2y’A-y’c-y’B))。
4.如權(quán)利要求3所述的小型文檔圖像透視復(fù)原方法，其特征在于設(shè)糾正前文檔圖像中文檔中坐標(biāo)為(χ，y)時，糾正后該坐標(biāo)變換到(χ’，r )處，具體 過程包括(1)循環(huán)水平坐標(biāo)χ’從χ’α到χ’ Β變化；(2)對于給定的χ’值以及四個糾正前角點(diǎn)坐標(biāo)，利用線性插值求出對應(yīng)變形后的yi與 y2' Yi = (χ-χ，Α)/(χ，Α-χ，β) (y，「f B)V a，y2 = (x-xD)/(x，D-x，c) (y，D-y，c)+y，D ；(3)計(jì)算χ，的復(fù)原值 χ，χ = χ，+1. 2 I atan ((y2-y，D-y，A+y丨)/ (χ，Β-χ，Α)) 1/6 (χ，Β~χ，Α) (y2-y' D-y，A1)/W Ai2I1)+60 (y2_y，D_y，Jy1)7((y，A_y，D) (2y' A-y2-yi))；(4)循環(huán)垂直坐標(biāo)y’從y2到y(tǒng)i變化；(5)根據(jù)y ’ 值，線性插值求出復(fù)原后的 y，y = y ’(y ’ A_y ’ D) / (yry2) +y ’ D_y2 (y，A~y，D) / (yry2)；(6)將(x，y)處顏色設(shè)置為(x’，y’)處的顏色，直到圖像中全部像素糾正完畢為止。
5.如權(quán)利要求1所述的小型文檔圖像透視復(fù)原方法，其特征在于填充顏色時，當(dāng)計(jì)算 出所述空穴的顏色后，按八鄰域方式將所述空穴周圍相鄰的8個坐標(biāo)點(diǎn)全部置為與所述空 穴相同的顏色。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小型文檔圖像透視復(fù)原方法，給定文檔透視圖像的四個角點(diǎn)坐標(biāo)，對所述四個角點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行糾正；計(jì)算糾正后文檔圖像中的各像素的顏色值；對于糾正后的圖像中存在的空穴，采用鄰近取值法進(jìn)行填充顏色。本發(fā)明技術(shù)方案特別適用于小型文檔或文檔離相機(jī)有一定距離的透視變形的糾正。
文檔編號G06T5/00GK102073997SQ20111000587
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者李麗華, 王蕾, 蔣年德, 陸玲 申請人:東華理工大學(xué)