專利名稱：小型文檔圖像透視復原方法
技術領域：
本發明涉及一種圖像處理技術，具體說，涉及一種小型文檔圖像透視復原方法。
背景技術：
數字圖像處理(Digital Image Processing)又稱為計算機圖像處理，它是指將圖 像信號轉換成數字信號并利用計算機對其進行處理的過程。一般來講，對圖像進行處理(或加工、分析)的主要目的有三個方面(1)提高圖像的視感質量。如進行圖像的亮度、彩色變換，增強、抑制某些成分，對 圖像進行幾何變換等，以改善圖像的質量。(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 計算機分析圖像提供便利。提取特征或信息的過程是模式識別或計算機視覺的預處理。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、區域特征、紋理特 征、形狀特征、拓撲特征和關系結構等。(3)圖像數據的變換、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，都需要由計算機和圖像專用設備組成的圖像處理系統 對圖像數據進行輸入、加工和輸出。圖像增強和復原的目的是為了提高圖像的質量，如去除噪聲，提高圖像的清晰度 等。圖像增強不考慮圖像降質的原因，突出圖像中所感興趣的部分。如強化圖像高頻分量， 可使圖像中物體輪廓清晰，細節明顯；如強化低頻分量可減少圖像中噪聲影響。圖像復原要 求對圖像降質的原因有一定的了解，一般講應根據降質過程建立“降質模型”，再采用某種 濾波方法，恢復或重建原來的圖像。數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，會產生透視變形，遠一些的文字會變得較小，而且直線的平行關系也發生 變化，原本平行的文字行出現一定的夾角這些現象，會對后續的版面分析、字符分割、文字 識別等工作產生很大的困難，甚至會導致錯分、錯識的現象發生。

發明內容
本發明所解決的技術問題是提供一種小型文檔圖像透視復原方法，特別適用于小 型文檔或文檔離相機有一定距離的透視變形糾正。技術方案如下一種小型文檔圖像透視復原方法，包括給定文檔透視圖像的四個角點坐標，對所述四個角點坐標進行糾正；計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，采用鄰近取值法進行填充顏色。進一步所述角點坐標的關系中X與Y呈線性關系，且X = Y，利用公式C’ F = X*l. 2AG*SV6/ (AD-X) +60X2/ (AD* (AD-X))對所述角點坐標進行糾正。
進一步設定糾正后的矩形四個角點坐標為左下(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 后的四個角點坐標為左下(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))。進一步設糾正前文檔圖像中文檔中坐標為(X，y)時，糾正后該坐標變換到(X’， y’ )處，具體過程包括(1)循環水平坐標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坐標，利用線性插值求出對應變形后的 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)計算 x，的復原值 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)循環垂直坐標y’從y2到變化；(5)根據y’值，線性插值求出復原后的y，y = y’(y’ A_y’ D)/
(y「y2)+y，D-y2 (y' D) / (yry2)；(6)將(x，y)處顏色設置為(x’，y’ )處的顏色，直到圖像中全部像素糾正完畢為止。進一步填充顏色時，當計算出復原后圖像坐標(X，y)的顏色后，按八鄰域方式將 其周圍相鄰的8個坐標點全部置為與(X，y)相同的顏色。技術效果包括1、本發明適用于文檔的一條邊垂直或水平。2、本發明的特別適用于小型文檔或文檔離相機有一定距離的透視變形糾正。3、本發明的特別適用于旋轉角度小于45度的透視變形糾正。


圖1是本發明中單位立方體的一點透視和二點透視示意圖；圖2是本發明中小型文擋邊框一點透視圖；圖3是本發明中不同相機位置、文檔繞y軸旋轉從0到60度的不同透視圖；圖4是本發明中透視圖與原圖的幾何關系示意圖；圖5是本發明中透視圖與原圖的幾何關系示意圖；圖6是本發明中繞Y旋轉10度、不同寬度矩形透視還原誤差示意圖；圖7是本發明中繞Y旋轉20度、不同寬度矩形透視還原誤差示意圖；圖8是本發明中繞Y旋轉30度、不同寬度矩形透視還原誤差示意圖；圖9是本發明中繞Y旋轉40度、不同寬度矩形透視還原誤差示意圖；圖10是本發明中繞Y旋轉20度、不同高度矩形透視還原誤差示意圖。
具體實施例方式常規的小型文檔圖像處理前，利用本發明能夠實現對透視變形的糾正。下面參考附圖和優選實施例對本發明技術方案作詳細描述。1、將計算機圖形學中的透視公式應用于圖像處理。透視投影按照主滅點的個數分為一點透視、二點透視和三點透視。如圖1所示，是本發明中單位立方體的一點透視和二點透視示意圖。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，稱之為滅點，在坐標軸上的滅點稱為 主滅點。主滅點數是和投影平面切割坐標軸的數量相對應的。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，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。設投影平面為ζ = 0平面，透視投影的視點(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p(x，y，z)的投影為(χ' ,ι')，當投影面不變，物體繞y 軸旋轉Φ角，再繞χ軸旋轉θ度，進行平移變換(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及變換矩陣表示如下
權利要求
1.一種小型文檔圖像透視復原方法，包括給定文檔透視圖像的四個角點坐標，對所述四個角點坐標進行糾正；計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，采用鄰近取值法進行填充顏色。
2.如權利要求1所述的小型文檔圖像透視復原方法，其特征在于所述角點坐標的關系中X與Y呈線性關系，且X = Y，利用公式C’ F = X*l. 2AG*S1AV (AD-X) +60X2/ (AD* (AD-X))對所述角點坐標進行糾正。
3.如權利要求1所述的小型文檔圖像透視復原方法，其特征在于設定糾正后的矩形 四個角點坐標為左下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坐標為左下(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.如權利要求3所述的小型文檔圖像透視復原方法，其特征在于設糾正前文檔圖像中文檔中坐標為(χ，y)時，糾正后該坐標變換到(χ’，r )處，具體 過程包括(1)循環水平坐標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坐標，利用線性插值求出對應變形后的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)計算χ，的復原值 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)循環垂直坐標y’從y2到yi變化；(5)根據y ’ 值，線性插值求出復原后的 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.如權利要求1所述的小型文檔圖像透視復原方法，其特征在于填充顏色時，當計算 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個坐標點全部置為與所述空 穴相同的顏色。
全文摘要
本發明公開了一種小型文檔圖像透視復原方法，給定文檔透視圖像的四個角點坐標，對所述四個角點坐標進行糾正；計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，采用鄰近取值法進行填充顏色。本發明技術方案特別適用于小型文檔或文檔離相機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 優先權日2011年1月12日
發明者李麗華, 王蕾, 蔣年德, 陸玲 申請人:東華理工大學