一种基于shear变换和引导滤波器的书法字提取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于shear变换和引导滤波器的书法字提取方法，属于图像处理领域。所述发明专利技术包括将书法作品进行色彩空间转换并提取第一通道，并且将书法作品的二值化图像作为形质模板，接着分别对第一通道和形质模板进行shear变换得到第一图像集合和第二图像集合，将二者在引导滤波器中进行处理，并对处理结果进行逆shear变换，最终将变换结果进行融合得到融合后图像。本发明专利技术通过使用了引导滤波器和shear变换，使得得到的结果带有更多方向上的细节，以便更好地提取书法作品中汉字的形质和神采信息，提高了汉字信息提取的准确性，并结合融合处理将不同方向上提取的书法字的信息进行相互补充，保证了图像中汉字神采信息的完整性，弥补了现有技术中存在缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于shear变换和引导滤波器的书法字提取方法
本专利技术属于图像处理领域，特别涉及一种基于shear变换和引导滤波器的书法字提取方法。
技术介绍
在中国书法艺术研究和历史文化遗产保护领域中，为能够从中国古代书法作品中更完整、更准确地提取汉字的形质和神采信息而采用图像预处理和图像分割的方法。目前对汉字信息的提取方法主要是采用将图像去噪、边缘检测和图像分割等相结合的方法以对汉字的形质信息进行提取。北京大学拥有的专利“一种图片文字检测的方法”(公开号：CN101122952，授权日：2008年2月13日，申请日：2007年9月21日)中公开了一种图片文字检测的方法。该方法首先合并原图在各个颜色分量上的边缘图，得到累积边缘图；然后把累积边缘图中的边缘点置为其在原图中的相应颜色，根据边缘点颜色的不同，用聚类的方法把累积边缘图分解成若干张子边缘图；最后在每张子边缘图中，多次进行水平和垂直投影，根据投影图进行垂直方向和水平方向的区域分割，定位图片中的文字区域。XiaoqingLu等人在文献“XiaoqingLu,ZhiTang,YanLiu,LiangcaiGao，TingWang,ZhipengWang.‘Stroke-basedCharacterSegmentationofLow-qualityImagesonAncientChineseTablet’[C],201312thInternationalConferenceonDocumentAnalysisandRecognition”中提出了一种基于Stroke的低质量古代碑图像中汉字提取方法。该方法的具体步骤包括：(1)对原始碑图像进行去噪预处理；(2)对去噪后的图像应用基于映射的分割方法得到初始分割结果；(3)利用自适应Otsu方法设置最小强度阈值，以获得Stroke滤波掩模，并使用该掩模对去噪后图像进行滤波处理，以得到Stroke的强度信息；(4)结合步骤2中得到的分割结果和步骤3中得到的滤波掩模以选择具有较高Stroke强度的连同成分作为初始种子；(5)基于种子窗口内的引导信息，使用一个迭代的过程，以提取碑图像中含有的汉字信息；(6)迭代结束后，得到的分割结果即为提取的汉字信息。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：上述两种方法在实现过程中均主要关注文字的形质信息，而没有考虑文字的神采信息，从而导致检测的文字信息不够完整，给后期书法作品的研究工作带来不利影响。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种基于shear变换和引导滤波器的书法字提取方法，所述基于shear变换和引导滤波器的书法字提取方法，包括：获取待处理书法作品，将所述待处理书法作品的色彩空间转换至预设色彩空间，提取转换后的所述待处理书法作品中的第一通道；将所述转换后的待处理书法作品进行二值化处理，得到二值化图像，将所述二值化图像作为形质模板；将所述第一通道进行shear变换，得到变换后的第一图像集合，将所述形质模板进行所述shear变换，得到变换后的第二图像集合；结合所述第一图像集合，将所述第二图像集合在预设的引导滤波器中进行处理，得到处理结果，对所述处理结果进行逆shear变换，得到变换图像集合，对所述变换图像集合进行融合处理，得到融合后图像。可选的，所述将所述转换后的待处理书法作品进行二值化处理，得到二值化图像，将所述二值化图像作为形质模板，包括：将所述转换后的待处理书法作品从彩色图像转换为灰度图像，获取所述灰度图像中每个像素的像素值；确定预设阈值，获取所述像素值中大于所述预设阈值的像素的第一像素平均值和所占的第一比例，以及所述像素值中不大于所述预设阈值的像素的第二平均值和所占的第二比例；遍历所述预设阈值的取值，获取遍历过程中所述灰度图像中目标区域与背景区域的差值，当所述差值最大时，将所述预设阈值的取值作为二值化区分阈值；根据所述二值化区分阈值对所述灰度图像进行二值化处理，得到二值化图像，将所述二值化图像作为形质模板。可选的，所述将所述第一通道进行shear变换，得到变换后的第一图像集合，将所述形质模板进行所述shear变换，得到变换后的第二图像集合，包括：建立shear矩阵s0；对所述shear矩阵中的参数进行替换，得到替换shear矩阵Ash；根据所述第一通道，结合所述矩阵Ash进行shear变换，得到变换后的图像Lsh，以及由所述变换后的图像Lsh构成的第一图像集合；根据所述形质模板，结合所述矩阵Ash进行shear变换，得到变换后的图像Csh，以及由所述变换后的图像Csh构成的第二图像集合。可选的，所述结合所述第一图像集合，将所述第二图像集合在预设的引导滤波器中进行处理，得到处理结果，对所述处理结果进行逆shear变换，得到变换图像集合，对所述变换图像集合进行融合处理，得到融合后图像，包括：构建引导滤波器，所述引导滤波器中使用的线性变换公式(1)为其中，Io(x,y)是滤波输出图像中坐标位置为(x,y)处的像素值，ak和bk是线性系数，Ig(x,y)是引导图像中坐标位置为(x,y)处的像素值，ωk是以像素点(x,y)为中心,半径为r的一个局部窗口。将所述第一图像集合作为引导图像，将所述第二图像集合作为输入图像，在所述引导滤波器中通过所述线性变换公式进行处理，得到处理结果；建立逆shear矩阵s′0，将逆shear矩阵中的参数进行替换，得到替换逆shear矩阵Ash′，结合所述矩阵Ash′进行逆shear变换，得到变换后的图像R'sh，以及由所述变换后的图像R'sh构成的变换图像集合；将所述变换图像集合进行融合处理，得到融合后图像。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：通过使用了引导滤波器和shear变换，使得得到的结果带有更多方向上的细节，以便更好地提取书法作品中汉字的形质和神采信息，提高了汉字信息提取的准确性，并结合融合处理将不同方向上提取的书法字的信息进行相互补充，保证了图像中汉字神采信息的完整性，弥补了现有技术中存在缺陷。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的一种基于shear变换和引导滤波器的书法字提取方法的流程示意图；图2(a)是本专利技术提供的灰度图像中的第一通道的示意图；图2(b)是本专利技术提供的形质模板的示意图；图3(a)是本专利技术提供的第一通道在第一方向上的进行shear变换后的示意图；图3(b)是本专利技术提供的第一通道在第二方向上的进行shear变换后的示意图；图3(c)是本专利技术提供的第一通道在第三方向上的进行shear变换后的示意图；图4(a)是本专利技术提供的形质模板在第一方向上的进行shear变换后的示意图；图4(b)是本专利技术提供的形质模板在第二方向上的进行shear变换后的示意图；图4(c)是本专利技术提供的形质模板在第三方向上的进行shear变换后的示意图；图5(a)是本专利技术提供的在第一方向上进行引导滤波后的结果示意图；图5(b)是本专利技术提供的在第二方向上进行引导滤波后的结果示意图；图5(c)是本专利技术提供的在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于shear变换和引导滤波器的书法字提取方法，其特征在于，所述基于shear变换和引导滤波器的书法字提取方法，包括：获取待处理书法作品，将所述待处理书法作品的色彩空间转换至预设色彩空间，提取转换后的所述待处理书法作品中的第一通道；将所述转换后的待处理书法作品进行二值化处理，得到二值化图像，将所述二值化图像作为形质模板；将所述第一通道进行shear变换，得到变换后的第一图像集合，将所述形质模板进行所述shear变换，得到变换后的第二图像集合；结合所述第一图像集合，将所述第二图像集合在预设的引导滤波器中进行处理，得到处理结果，对所述处理结果进行逆shear变换，得到变换图像集合，对所述变换图像集合进行融合处理，得到融合后图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于shear变换和引导滤波器的书法字提取方法，其特征在于，所述基于shear变换和引导滤波器的书法字提取方法，包括：获取待处理书法作品，将所述待处理书法作品的色彩空间转换至预设色彩空间，提取转换后的所述待处理书法作品中的第一通道；将所述转换后的待处理书法作品进行二值化处理，得到二值化图像，将所述二值化图像作为形质模板；将所述第一通道进行shear变换，得到变换后的第一图像集合，将所述形质模板进行所述shear变换，得到变换后的第二图像集合；结合所述第一图像集合，将所述第二图像集合在预设的引导滤波器中进行处理，得到处理结果，对所述处理结果进行逆shear变换，得到变换图像集合，对所述变换图像集合进行融合处理，得到融合后图像，包括：构建引导滤波器，所述引导滤波器中使用的线性变换公式(1)为其中，Io(x,y)是滤波输出图像中坐标位置为(x,y)处的像素值，ak和bk是线性系数，Ig(x,y)是引导图像中坐标位置为(x,y)处的像素值，ωk是以像素点(x,y)为中心,半径为r的一个局部窗口；将所述第一图像集合作为引导图像，将所述第二图像集合作为输入图像，在所述引导滤波器中通过所述线性变换公式进行处理，得到处理结果；建立逆shear矩阵s′0，将逆shear矩阵中的参数进行替换，得到替换逆shear矩阵Ash′，结合所述矩阵Ash′进行逆shear变换，得到变换后的图像R'sh，以及由所述变换后的图像R'sh构成的变换图像集合；将所述变换图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：许鹏飞，章勇勤，马嘉琳，王磊，汤战勇，陈晓璇，郭军，肖云，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61