及远的原则搜索与当前线段不共线程度低于预定阈值的另一线段作为 邻近线段。例如，如图3所示，根据当前线段L31的斜率，限定与其相邻接的矩形区域Rect， 例如，如果将该矩形的长表示为XNEI，将该矩形的高表示为YNEI，则可以将YNEI设置为10 个像素，将XNEI设置为60个像素。矩形区域Rect的上下两条边与当前线段L31具有相同 的斜率，并且当前线段L31的、与矩形区域相邻接的端点是矩形区域的一个侧边的中点，该 中点到另一个侧边的中点的连线是矩形区域的中线。在矩形区域内，先中线上的位置后该 位置两侧的位置、沿着中线逐次地搜索另一线段的端点。如果表示搜索到的另一线段的端 点所在的线段与当前线段的不共线程度的值小于预设阈值，则该另一线段为当前线段的邻 近线段。优选地，可以用连接角度J〇IN_ANG来度量不共线程度，连接角度越小，则不共线 程度越低，当然，本领域技术人员应该知道用于度量不共线程度的其它方式。可以利用下式 (1)来计算连接角度J〇IN_ANG :
[0036] J0IN_ANG=max(abs(a2~al), abs(a2~a3)); (I)
[0037] 其中，al是当前线段与预定基准线(例如水平线）的夹角，a2是当前线段与上述另 一线段之间的连线与预定基准线的夹角，a3是上述另一线段与预定基准线的夹角。根据上 式，在图3中，当前线段L31与线段L32的不共线程度的值小于预设阈值，因此线段L32是 当前线段L31的邻近线段。
[0038] 将寻找到的多个线段组合到一起，从而得到一个或多个线段组合。
[0039] 此外，对于书籍类型的文本图像，连接角的大小分布规律如图4所示，其中，x表示 水平方向的坐标，spinex为书脊位置。从图4可以看出，在书的中线位置直线通常有较大 的畸变。由于我们预先知道书脊(书中线）的位置，因此可以将中线附近的连接角度的预设 阈值设置为较大的值。此外，中线附近的连接角度J〇IN_ANG可以通过下式（2)来计算 ：
[0040] J0IN_ANG=Max(12,_280/w*abs(end_x_spinex)+40) (2)
[0041] 其中，W为图像的宽度，end_x是线段的靠近书脊的端点的位置，spinex为书脊位 置。
[0042] 另外，对于文件类型的文本图像，由于并不知道哪个区域的直线畸变较大，因此采 用两步法来对线段进行组合。第一步，先设定较小的预设阈值和较小的矩形区域来搜索邻 近线段，对搜索到的线段进行初次组合，以去除噪声，例如，将YNEI设置为10,将XNEI设置 为60,将连接角度J0IN_ANG设置为8。第二步，再设定较大的预设阈值和较大的矩形区域 来搜索邻近线段，对搜索到的线段进行二次组合，例如，将YNEI设置为16,将XNEI设置为 80,将连接角度J0IN_ANG设置为15。
[0043] 另外，对于灰度图像，则可以将灰度图像中的处于从亮区域到暗区域的分界处的 线段和处于从暗区域到亮区域的分界处的线段分开进行组合。例如，如图5所示，将灰度图 像中的从亮区域到暗区域的分界处的多个线段L3和处于从暗区域到亮区域的分界处的多 个线段L3分开进行组合。
[0044] 返回图2的步骤S203,在步骤S203,根据上述线段组合来提取图像中的畸变的直 线。例如，可以将构成同一线段组合的多个线段直接连接来提取图像中的畸变的直线。
[0045] 根据本发明一个实施例的用于从图像中提取畸变的直线的方法，可以提取任意形 状的曲线，因此提高了提取畸变的直线的准确率。
[0046] 根据本发明的一个实施例，将多个线段直接连接来提取图像中的畸变的直线，这 相当于拿多段折线来近似曲线。
[0047] 为了更准确地提取图像中的畸变的直线，提供根据本发明的另一个实施例，其中， 在对图像中的畸变的直线进行提取之前还包括对直接连接的线段组合执行用于优化梯度 大小和平滑度的精细化处理。
[0048] 精细化处理可以通过构建和求解用于优化梯度大小和平滑度两者的平衡的能量 函数来执行，例如，如下式（3)来表示该能量函数：
[0049]
【主权项】
1. 一种用于从图像中提取畸变的直线的方法，包括以下步骤： 对所述图像执行线段检测处理； 对于检测到的每个线段，寻找与当前线段不共线程度低的邻近线段，以将其组合到一 起，从而得到一个或多个线段组合；以及 根据所述线段组合来提取所述畸变的直线。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，在所述提取之前还包括以下步骤：对所述线段组 合执行用于优化梯度大小和平滑度的精细化处理。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，通过构建和求解用于优化梯度大小和平滑度两 者的平衡的能量函数来执行所述精细化处理。
4. 根据权利要求2或3所述的方法，其中，当所述线段组合中存在大于预定像素数目的 中断时执行所述精细化处理。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中寻找与当前线段不共线程度低的邻近线段进一步 包括： 沿着所述当前线段的斜率方向限定一个邻接矩形区域；以及 在所述邻接矩形区域内按照先中间后两边、由近及远的原则搜索与当前线段不共线程 度低于预定阈值的另一线段作为所述邻近线段。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中通过利用下式计算连接角度来度量所述不共线程 度，所述连接角度越小，则所述不共线程度越低： 连接角度=max(abs(a2_al)，abs(a2_a3)); 其中，al是所述当前线段与预定基准线的夹角，a2是所述当前线段与所述另一线段之 间的连线与所述预定基准线的夹角，a3是所述另一线段与所述预定基准线的夹角。
7. 根据权利要求5所述的方法，其中，对于文件类型的文本图像，先设定较小的所述预 设阈值和较小的所述矩形区域来对寻找到的线段进行初次组合，再设定较大的所述预设阈 值和较大的所述矩形区域来对寻找到的线段进行二次组合。
8. 根据权利要求4所述的方法，其中，对于中断的长度大于预定像素值的两个线段，将 经过所述精细化处理的两个线段的端点的连线作为所述中断处的线段进行提取。
9.一种用于从图像中提取畸变的直线的装置，包括： 检测模块，其被配置成对所述图像执行线段检测处理； 组合模块，其被配置成对于检测到的每个线段，寻找与当前线段不共线程度低的邻近 线段，以将其组合到一起，从而得到一个或多个线段组合；以及 提取模块，其被配置成根据所述线段组合来提取所述畸变的直线。
10. 根据权利要求9所述的装置，进一步包括： 精细化处理模块，其被配置成在所述提取模块提取所述畸变的直线之前，对所述线段 组合执行用于优化梯度大小和平滑度的精细化处理。
【专利摘要】本发明涉及一种用于从图像中提取畸变的直线的方法和装置。该方法包括以下步骤：对图像执行线段检测处理；对于检测到的每个线段，寻找与当前线段不共线程度低的邻近线段，以将其组合到一起，从而得到一个或多个线段组合；以及根据线段组合来提取畸变的直线。
【IPC分类】G06T7-00
【公开号】CN104700388
【申请号】CN201310659933
【发明人】郑赟, 谢术富, 潘攀, 何源, 孙俊
【申请人】富士通株式会社
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月9日
【公告号】US20150161473