圖像二值化方法
【專利摘要】本發(fā)明提供圖像二值化方法，在源圖上人工選取前景點(diǎn)和背景點(diǎn)；對(duì)源圖進(jìn)行平滑操作，得到消除少量噪聲干擾的新圖像；在新圖像上前景點(diǎn)周圍的一定大小的矩形區(qū)域內(nèi)選色計(jì)算得到前景色，在新圖像上背景點(diǎn)周圍的一定大小的矩形區(qū)域內(nèi)選色計(jì)算得到背景色；根據(jù)計(jì)算得到的前景色和背景色計(jì)算得到差異最大的顏色通道；在此顏色通道上對(duì)圖像進(jìn)行二值化分析處理；根據(jù)圖像DPI信息確定最大的噪聲尺寸，消除小于該尺寸的噪聲。本發(fā)明圖像二值化方法，圖像二值化過(guò)程需要較少的人工操作，生成的二值圖中的花紋塊比較完整，花紋輪廓更接近源圖，噪聲較少，誤判情況較少，可以提取出高質(zhì)量二值圖。
【專利說(shuō)明】圖像二值化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像二值化方法，屬于圖像處理方法領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的二值化技術(shù)為了加快處理速度，通常將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，再對(duì)灰度圖像使用各種分割方法將花紋和背景分割成2個(gè)區(qū)域，然后對(duì)于分割不理想的地方進(jìn)行手工操作，繪制出符合要求的二值圖。這類做法存在一個(gè)共同的問(wèn)題:將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，這一過(guò)程會(huì)使圖像丟掉一部分信息，當(dāng)丟掉的這部分信息正好包括花紋信息時(shí)，會(huì)導(dǎo)致圖像二值化效果不理想，且需要額外大量的人工操作。
[0003]其中，印記圖像二值化的難點(diǎn)在于印記形狀的種類繁多，承痕面情況各異，各種承痕面承痕性質(zhì)也不盡相同，再加上由于承痕時(shí)的場(chǎng)景不同導(dǎo)致的印記殘缺、重疊，諸多原因?qū)е铝穗y以找到統(tǒng)一的適用于各種情況的全自動(dòng)的圖像二值化方法。
[0004]有鑒于此特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種圖像二值化方法，能夠高效的提取出高質(zhì)量二值圖，減少人工操作。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是:
[0007]圖像二值化方法，在源圖上人工選取前景點(diǎn)和背景點(diǎn)；對(duì)源圖進(jìn)行平滑操作，得到消除少量噪聲干擾的新圖像；在新圖像上前景點(diǎn)周圍的一定大小的區(qū)域內(nèi)選色計(jì)算得到前景色，在新圖像上背景點(diǎn)周圍的一定大小的區(qū)域內(nèi)選色計(jì)算得到背景色；根據(jù)計(jì)算得到的前景色和背景色計(jì)算得到差異最大的顏色通道，在此顏色通道上對(duì)圖像進(jìn)行二值化分析處理；根據(jù)圖像DPI信息確定最大的噪聲尺寸，消除小于該尺寸的噪聲，得到所需二值化圖像。
[0008]進(jìn)一步的，選取前景點(diǎn)的原則為選擇前景色均勻且噪聲干擾少的區(qū)域中心；選取背景點(diǎn)的原則為要離前景點(diǎn)較近且顏色差異大。
[0009]進(jìn)一步的，在新圖像上前景點(diǎn)周圍的一定大小的矩形區(qū)域內(nèi)選色計(jì)算得到前景色，在新圖像上背景點(diǎn)周圍的一定大小的矩形區(qū)域內(nèi)選色計(jì)算得到背景色。
[0010]進(jìn)一步的，計(jì)算前景色時(shí)，在新圖像上的前景點(diǎn)周圍LXL的矩形區(qū)域內(nèi)，以選取的前景點(diǎn)顏色為基準(zhǔn)，設(shè)定一個(gè)顏色范圍作為與此前景點(diǎn)顏色接近的顏色范圍，遍歷此矩形區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)，對(duì)顏色在此顏色范圍的點(diǎn)的顏色求均值，作為提取的前景色。
[0011]同樣，計(jì)算背景色時(shí)，在新圖像上的背景點(diǎn)周圍LXL的矩形區(qū)域內(nèi)，以選取的背景點(diǎn)顏色為基準(zhǔn)，設(shè)定一個(gè)顏色范圍作為與此背景點(diǎn)顏色接近的顏色范圍，遍歷此矩形區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)，對(duì)顏色在此顏色范圍的點(diǎn)的顏色求均值，作為提取的背景色。
[0012]進(jìn)一步的，去噪方法為用連通區(qū)域面積作為閾值，用反色填充連通區(qū)域面積小于該閾值的區(qū)域。[0013]進(jìn)一步的，平滑操作時(shí)采用模板大小為3X3的均值濾波操作。
[0014]進(jìn)一步的，當(dāng)圖像DPI值為150時(shí)，L值設(shè)置為30。
[0015]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。
[0016]本發(fā)明圖像二值化方法，圖像二值化過(guò)程需要較少的人工操作，生成的二值圖中的花紋塊比較完整，花紋輪廓更接近源圖，噪聲較少，誤判情況較少，可以提取出高質(zhì)量二值圖。
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1a是足跡圖像源圖。
[0019]圖1b是利用本發(fā)明所提供的圖像二值化方法提取的二值圖。
[0020]圖1c是目前商用軟件I提取的二值圖。
[0021]圖1d是目前商用軟件2提取的二值圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]利用本發(fā)明圖像二值化方法從現(xiàn)場(chǎng)足跡照片中提取足跡花紋圖像，圖1a為足跡圖像源圖，源圖為踩在地板上的足跡圖，在源圖上人工選取前景點(diǎn)和背景點(diǎn)。地板為背景區(qū)域，足跡為前景區(qū)域。人工選取想提取的前景區(qū)域中的一點(diǎn)作為前景點(diǎn)，選前景點(diǎn)的原則是:選擇前景色均勻且噪聲干擾少的區(qū)域中心。再通過(guò)人工選取想提取的背景區(qū)域中的一點(diǎn)作為背景點(diǎn)，選背景點(diǎn)的原則是:要離前景點(diǎn)較近且顏色差異大。
[0023]獲取到前景點(diǎn)，背景點(diǎn)的坐標(biāo)后，對(duì)源圖進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠交僮鳎捎镁禐V波操作。本實(shí)施例采用的是模板大小為3X3的均值濾波操作，源圖上點(diǎn)(x，y)的顏色值為f(x，y)，平滑后該點(diǎn)的顏色值為g &，7)，其中8 (x, y)=l/m Σ f (x，y)，其中m=3X3。這步操作得到了消除少量噪聲干擾的新圖像G (x，y)，在該新圖像上計(jì)算前景色、背景色具有更好的適用性。
[0024]在新圖像G (x，y)上前景點(diǎn)(XF，YF)周圍的尺寸為L(zhǎng)XL的矩形區(qū)域內(nèi)，以選取的前景點(diǎn)顏色為基準(zhǔn)，設(shè)定一個(gè)顏色范圍作為與此前景點(diǎn)顏色接近的顏色范圍，遍歷此矩形區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)，對(duì)顏色在此顏色范圍的點(diǎn)的顏色求均值，作為提取的前景色。
[0025]同樣，計(jì)算背景色時(shí)，在新圖像G (X，y)上背景點(diǎn)(XB，YB)周圍LXL的矩形區(qū)域內(nèi)，以選取的背景點(diǎn)顏色為基準(zhǔn)，設(shè)定一個(gè)顏色范圍作為與此背景點(diǎn)顏色接近的顏色范圍，遍歷此矩形區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)，對(duì)顏色在此顏色范圍的點(diǎn)的顏色求均值，作為提取的背景色。
[0026]其中L的取值可以根據(jù)處理對(duì)象的復(fù)雜情況自行設(shè)置，本實(shí)施例針對(duì)足跡圖像處理，噪聲有時(shí)較多，當(dāng)圖像DPI值為150時(shí)，L值設(shè)置為30，可以使方法具有較好的通用性。
[0027]根據(jù)新計(jì)算出的前景色、背景色計(jì)算得到顏色差異最大的顏色通道C。之后都是在差異最大的顏色通道C上進(jìn)行分析處理，對(duì)圖像進(jìn)行二值化分析處理，根據(jù)處理對(duì)象的特性設(shè)置自動(dòng)二值化接口的參數(shù)，根據(jù)前景色、背景色的差異動(dòng)態(tài)調(diào)整二值化參數(shù)。
[0028]對(duì)于噪聲復(fù)雜的足跡圖像，通過(guò)以上操作生成的二值圖仍然會(huì)有較多噪聲，根據(jù)足跡圖像DPI信息可以確定最大的噪聲尺寸，從而消除小于該尺寸的噪聲，本實(shí)施例使用的去噪方法為，用連通區(qū)域面積作為閾值，用反色填充連通區(qū)域面積小于該閾值的區(qū)域。[0029]如圖1b所示，經(jīng)過(guò)以上操作，可以達(dá)到較好的圖像足跡二值化效果，得到二值化圖像。
[0030]比較圖1c中所示目前商用軟件I提取的二值圖及圖1d中目前商用軟件2提取的二值圖，可以看到，本方法所得到的二值圖噪聲數(shù)量較少，誤識(shí)別的足跡花紋少，足跡邊界和原始圖像吻合度高。生成的二值圖中的足跡花紋塊比較完整，花紋輪廓更接近源圖。
[0031]本發(fā)明圖像二值化方法，可以得到用戶任意所關(guān)心圖像的二值圖。圖像二值化過(guò)程需要較少的人工操作，生成的二值圖中的足跡花紋塊比較完整，花紋輪廓更接近源圖，噪聲較少，誤判情況較少，可以提取出高質(zhì)量二值圖，是一種高效的提取出高質(zhì)量二值圖的方法。
[0032]上述實(shí)施例中的實(shí)施方案可以進(jìn)一步組合或者替換，且實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中專業(yè)技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變化和改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.圖像二值化方法，其特征在于:在源圖上人工選取前景點(diǎn)和背景點(diǎn)；對(duì)源圖進(jìn)行平滑操作，得到消除少量噪聲干擾的新圖像；在新圖像上前景點(diǎn)周圍的一定大小的區(qū)域內(nèi)選色計(jì)算得到前景色，在新圖像上背景點(diǎn)周圍的一定大小的區(qū)域內(nèi)選色計(jì)算得到背景色；根據(jù)計(jì)算得到的前景色和背景色計(jì)算得到差異最大的顏色通道，在此顏色通道上對(duì)圖像進(jìn)行二值化分析處理；根據(jù)圖像DPI信息確定最大的噪聲尺寸，消除小于該尺寸的噪聲，得到所需二值化圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像二值化方法，其特征在于:選取前景點(diǎn)的原則為選擇前景色均勻且噪聲干擾少的區(qū)域中心；選取背景點(diǎn)的原則為要離前景點(diǎn)較近且顏色差異大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像二值化方法，其特征在于:在新圖像上前景點(diǎn)周圍的一定大小的矩形區(qū)域內(nèi)選色計(jì)算得到前景色，在新圖像上背景點(diǎn)周圍的一定大小的矩形區(qū)域內(nèi)選色計(jì)算得到背景色。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像二值化方法，其特征在于: 計(jì)算前景色時(shí)，在新圖像上的前景點(diǎn)周圍LXL的矩形區(qū)域內(nèi)，以選取的前景點(diǎn)顏色為基準(zhǔn)，設(shè)定一個(gè)顏色范圍作為與此前景點(diǎn)顏色接近的顏色范圍，遍歷此矩形區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)，對(duì)顏色在此顏色范圍的點(diǎn)的顏色求均值，作為提取的前景色； 同樣，計(jì)算背景色時(shí)，在新圖像上的背景點(diǎn)周圍LXL的矩形區(qū)域內(nèi)，以選取的背景點(diǎn)顏色為基準(zhǔn)，設(shè)定一個(gè)顏色范圍作為與此背景點(diǎn)顏色接近的顏色范圍，遍歷此矩形區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)，對(duì)顏色在此顏色范圍的點(diǎn)的顏色求均值，作為提取的背景色。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像二值化方法，其特征在于: 計(jì)算前景色時(shí)，在新圖像上的前景點(diǎn)周圍LXL的矩形區(qū)域內(nèi)，以選取的前景點(diǎn)顏色為基準(zhǔn)，設(shè)定一個(gè)顏色范圍作為與此前景點(diǎn)顏色接近的顏色范圍，遍歷此矩形區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)，對(duì)顏色在此顏色范圍的點(diǎn)的顏色求均值，作為提取的前景色； 同樣，計(jì)算背景色時(shí)，在新圖像上的背景點(diǎn)周圍LXL的矩形區(qū)域內(nèi)，以選取的背景點(diǎn)顏色為基準(zhǔn)，設(shè)定一個(gè)顏色范圍作為與此背景點(diǎn)顏色接近的顏色范圍，遍歷此矩形區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)，對(duì)顏色在此顏色范圍的點(diǎn)的顏色求均值，作為提取的背景色。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的圖像二值化方法，其特征在于:去噪方法為用連通區(qū)域面積作為閾值，用反色填充連通區(qū)域面積小于該閾值的區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像二值化方法，其特征在于:去噪方法為用連通區(qū)域面積作為閾值，用反色填充連通區(qū)域面積小于該閾值的區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像二值化方法，其特征在于:去噪方法為用連通區(qū)域面積作為閾值，用反色填充連通區(qū)域面積小于該閾值的區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像二值化方法，其特征在于:平滑操作時(shí)采用模板大小為3X3的均值濾波操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像二值化方法，其特征在于:當(dāng)圖像DPI值為150時(shí)，L值設(shè)置為30。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK103914696SQ201410117539
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】譚重建, 徐旭, 李博 申請(qǐng)人:大連恒銳科技股份有限公司