一种彩色文本图像校正方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种彩色文本图像校正方法及系统，所述方法包括如下步骤：对输入的文本图像进行预处理，并提取出所述文本图像的背景图像以及前景图像；对所提取的背景图像进行光照均匀化调整，并计算所述背景图像的光照比例因子bk；估计前景图像的光照比例因子fk，并基于所估计的fk对前景图像进行光照均匀化调整；将均匀化调整后的前景图像和背景图像进行叠加，得到光照均匀化的校正图像。本发明专利技术对分割得到的前景图像和背景图像采用了不同的均匀化校正方法，这种针对前景、背景特性的处理方式有效的避免了全局处理中出现的明暗区域差异明显、部分细节丢失等现象；因而其具有图像提取效率高、且图像提取精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计图像处理
，具体说是涉及一种彩色文本图像校正方法及系统。
技术介绍
目前，光照不均的彩色文本图像属于一种文本图像，针对文本图像的校正方法主要有：(1)以直方图变化为基础的灰度变换法；(2)图像空域上的灰度变换法；(3)基于同态滤波的图像校正法；(4)基于Retinex彩色图像增强方法；(5)梯度域增强算法；(6)基于HSI模型的彩色图像校正；(7)基于参考标样的图像非均匀校正法。但是上述校正方法在处理彩色文本图像时均存在一定的缺陷，具体如下：1、一些算法(如图像空域上的灰度变换法)采用调整图像对比度的方式进行图像校正，这种方法会使图像明亮区域更亮而阴暗区域更暗，造成严重的细节丢失；2、算法(如基于同态滤波的图像校正法)中过渡依赖高斯函数、卷积运算等大量的数学公式，其复杂度高，运算量大，致使算法实时性不高；3、基于Retinex的图像校正算法虽然对真彩色图像有很好的增强效果，但重建后的图像在阴影边界附近被严重模糊而产生光晕伪影；4、目前，基于参考标样的校正方法对彩色文本图像有较好的效果，但由于非均匀光照的不确定性致使该方法无法实现自适应校正的要求。
技术实现思路
鉴于已有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是要提供一种彩色文本图像校正方法，该方法具有图像提取效率高、且图像提取精度高等优点。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案：一种彩色文本图像校正方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、对输入的文本图像进行预处理，并提取出所述文本图像的背景图像以及前景图像；S2、对所提取的背景图像进行光照均匀化调整，并计算所述背景图像的光照比例因子bk；S3、估计前景图像的光照比例因子fk，并基于所估计的fk对前景图像进行光照均匀化调整；S4、将均匀化调整后的前景图像和背景图像进行叠加，得到光照均匀化的校正图像。进一步的，作为本专利技术的优选方案，所述对输入的文本图像进行预处理，并提取出所述文本图像的背景图像以及前景图像具体包括：S11、将输入的彩色文本图像转化为灰度图像；S12、对所述灰度图像进行边缘检测，以确认所述灰度图像中文字所对应的基本位置区域；S13、对经S12步骤后的灰度图像进行图像形态学处理，以确认所述灰度图像中文字所对应的精确位置区域，其中所述精确位置区域由所述灰度图像中文字所包含的各像素点位置确定；S14、将所确认的精确位置区域对应的图像提取为前景图像；将非精确位置区域对应的图像提取为背景图像。优选的，所述方法通过采用sobel边缘检测算法对所述灰度图像进行边缘检测，以避免因光照不均造成的影响并保留图像重要的结构属性。进一步的，作为本专利技术的优选方案，所述对所提取的背景图像进行光照均匀化调整，并计算所述背景图像的光照比例因子bk具体包括：S21、将所述背景图像由RGB空间转换到HSV空间，并提取所述背景图像在HSV空间下，其V分量所对应的全部的亮度值；S22、按照从大到小的顺序，依次自各所述亮度值中提取N个亮度值并计算所提取的各亮度值的平均值，同时将所计算的平均值设定为理想光照条件值Vmean；S23、使用Vmean替换所述V分量所对应的各亮度值后，与所述背景图像对应的HSV空间下H分量、S分量合成为新的HSV图像，并将所合成的HSV图像转换成RGB图像以获得理想背景图像；S24、计算背景图像的光照比例因子bk，其中bk＝Tb/Fb，Tb表示所述理想背景图像对应的理想背景值，Fb为所提取的背景图像原图对应的背景值。进一步的，作为本专利技术的优选方案，所述估计前景图像的光照比例因子fk，并基于所估计的fk对前景图像进行光照均匀化调整具体包括：S31、首先将前景图像的光照比例因子fk设为0，然后基于背景图像的光照比例因子bk，对所提取的前景图像进行插值运算，以得到前景图像的每一像素点位置上对应的前景图像的光照比例因子fk的估计值；S32、根据公式Tf＝Ff×fk对提取的前景图像进行光照均匀化调整，其中Tf为调整后前景图像的像素值，Ff为调整前-所提取的前景图像的像素值。优选的，所述插值运算包括按从左到右，从上到下的顺序，依次对前景图像的光照比例因子被设为0的各像素点位置即各插值点所对应的数值进行插值运算，且各插值点的数值通过相邻非零值求平均或双线性插值再或者三线性插值方式来计算，所得到的各计算值即为前景图像各像素点位置上所对应的前景图像的光照比例因子fk的估计值。进一步的，作为本专利技术的优选方案，所述方法还包括对叠加得到的校正图像进行细节处理，所述细节处理包括：S51、将叠加得到的校正图像转换成二值图像；S52、基于所述二值图像将RGB三个分量所对应白色区域替换为前述理想背景值；且各分量所对应的黑色区域替换为所输入的文本图像的像素值。本专利技术的目的是还要提供一种彩色文本图像校正系统，所述系统其特征在于，包括：文本图像预处理单元，该单元能够对输入的文本图像进行预处理，并提取出所述文本图像的背景图像以及前景图像；背景图像调整单元，该单元能够对所提取的背景图像进行光照均匀化调整，并计算所述背景图像的光照比例因子bk；前景图像调整单元，该单元能够估计前景图像的光照比例因子fk，并基于所估计的fk对前景图像进行光照均匀化调整；以及图像叠加单元，该单元能够将均匀化调整后的前景图像和背景图像进行叠加，以得到光照均匀化的校正图像。进一步的，作为本专利技术的优选方案，所述文本图像预处理单元，包括：文本图像灰度处理子单元，该子单元能够将输入的彩色文本图像转化为灰度图像；边缘检测子单元，该子单元能够对所述灰度图像进行边缘检测，以确认所述灰度图像中文字所对应的基本位置区域；图像形态学处理子单元，该子单元能够将所确认的灰度图像进行图像形态学处理，以确认所述灰度图像中文字所对应的精确位置区域，其中所述精确位置区域由所述灰度图像中文字所包含的各像素点位置确定；图像提取子单元，该子单元能够将所确认的精确位置区域对应的图像提取为前景图像；将非精确位置区域对应的图像提取为背景图像。优选的，所述边缘检测子单元通过采用sobel边缘检测算法对所述灰度图像进行边缘检测，以避免因光照不均造成的影响并保留图像重要的结构属性。进一步的，作为本专利技术的优选方案，所述背景图像调整单元包括：空间转换子单元，该子单元能够将所述背景图像由RGB空间转换到HSV空间，并提取所述背景图像在HSV空间下，其V分量所对应的全部的亮度值；亮度值提取子单元，该子单元能够按照从大到小的顺序，依次自各所述亮度值中提取N个亮度值并计算所提取的各亮度值的平均值，同时将所计算的平均值设定为理想光照条件值Vmean；理想背景图像合成子单元，该子单元能够使用Vmean替换所述V分量所对应的各亮度值后，与所述背景图像对应的HSV空间下H分量、S分量合成为新的HSV图像，并将所合成的HSV图像转换成RGB图像以获得理想背景图像；背景图像计算子单元，该子单元能够计算背景图像的光照比例因子bk，其中bk＝Tb/Fb，Tb表示所述理想背景图像对应的理想背景值，Fb为所提取的背景图像原图对应的背景值。进一步的，作为本专利技术的优选方案，所述前景图像调整单元包括：前景图像计算子单元，该子单元能够将前景图像的光照比例因子fk设为0后，基于背景图像的光照比例因子bk，对所提取的前景图像进行插值运算，以得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色文本图像校正方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、对输入的文本图像进行预处理，并提取出所述文本图像的背景图像以及前景图像；S2、对所提取的背景图像进行光照均匀化调整，并计算所述背景图像的光照比例因子bk；S3、估计前景图像的光照比例因子fk，并基于所估计的fk对前景图像进行光照均匀化调整；S4、将均匀化调整后的前景图像和背景图像进行叠加，得到光照均匀化的校正图像。

【技术特征摘要】
1.一种彩色文本图像校正方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、对输入的文本图像进行预处理，并提取出所述文本图像的背景图像以及前景图像；S2、对所提取的背景图像进行光照均匀化调整，并计算所述背景图像的光照比例因子bk；S3、估计前景图像的光照比例因子fk，并基于所估计的fk对前景图像进行光照均匀化调整；S4、将均匀化调整后的前景图像和背景图像进行叠加，得到光照均匀化的校正图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述对输入的文本图像进行预处理，并提取出所述文本图像的背景图像以及前景图像具体包括：S11、将输入的彩色文本图像转化为灰度图像；S12、对所述灰度图像进行边缘检测，以确认所述灰度图像中文字所对应的基本位置区域；S13、对经S12步骤后的灰度图像进行图像形态学处理，以确认所述灰度图像中文字所对应的精确位置区域，其中所述精确位置区域由所述灰度图像中文字所包含的各像素点位置确定；S14、将所确认的精确位置区域对应的图像提取为前景图像；将非精确位置区域对应的图像提取为背景图像。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述对所提取的背景图像进行光照均匀化调整，并计算所述背景图像的光照比例因子bk具体包括：S21、将所述背景图像由RGB空间转换到HSV空间，并提取所述背景图像在HSV空间下，其V分量所对应的全部的亮度值；S22、按照从大到小的顺序，依次自各所述亮度值中提取N个亮度值并计算所提取的各亮度值的平均值，同时将所计算的平均值设定为理想光照条件值Vmean；S23、使用Vmean替换所述V分量所对应的各亮度值后，与所述背景图像对应的HSV空间下H分量、S分量合成为新的HSV图像，并将所合成的HSV图像转换成RGB图像以获得理想背景图像；S24、计算背景图像的光照比例因子bk，其中bk＝Tb/Fb，Tb表示所述理想背景图像对应的理想背景值，Fb为所提取的背景图像原图对应的背景值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述估计前景图像的光照比例因子fk，并基于所估计的fk对前景图像进行光照均匀化调整具体包括：S31、首先将前景图像的光照比例因子fk设为0，然后基于背景图像的光照比例因子bk，对所提取的前景图像进行插值运算，以得到前景图像的每一像素点位置上对应的前景图像的光照比例因子fk的估计值；S32、根据公式Tf＝Ff×fk对提取的前景图像进行光照均匀化调整，其中Tf为调整后前景图像的像素值，Ff为所提取的前景图像的像素值。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述方法还包括对叠加得到的校正图像进行细节处理，所述细节处理包括：S51、将叠加得到的校正图像转换成二值图像；S52、基于所述二值图像将RGB三个分量所对应白色区域替换为前述理想背景值；且各分量所对应的黑色区域替换为所输入的文本图像的像素值。6.一种彩色文本图像校正系统，所述系统其特征在于，包括：文本图...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新年，荆怡，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21