一种基于分段投影的扫描文档图像倾斜校正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分段投影的扫描文档图像倾斜校正方法，该方法包括以下步骤：扫描文档图像预处理；判定扫描文档图像的书写方向；提取扫描文档图像的骨架；采用直线检测算法与直线斜率平均法计算第一倾斜角度；采用旋转投影法与统计区域内前景点法计算第二倾斜角度；根据第一倾斜角度与第二倾斜角度对扫描文档图像旋转校正。本发明专利技术结合文档图像所具有的特征，结合骨架提取、直线检测、旋转投影法与统计区域内前景点法计算图像的倾斜角度，可以快速地得到扫描文档图像的倾斜角度并进行倾斜校正，能对边界不明确的扫描文档图像进行倾斜校正，倾斜角度检测精度高，可靠性高。可靠性高。可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分段投影的扫描文档图像倾斜校正方法


[0001]本专利技术涉及文档图像纠偏
，具体涉及一种基于分段投影的扫描文档图像倾斜校正方法。

技术介绍

[0002]文档图像的倾斜角检测是文档图像处理中非常重要的环节，是图像识别、机器视觉的基础工作。目前的倾斜检测常采用投影法，投影法分为水平投影与垂直投影，水平投影是指二维图像按照行方向将前景像素点进行和运算，垂直投影是指二维图像按照列方向将前景像素点进行和运算，最后利用文档图像投影后的峰值来判断文档图像的倾斜程度。
[0003]如名称为“一种文档图像倾斜检测的方法和装置”(公开号为“CN109784332A”)的专利文献，采用投影法，通过图像特征的信号能量检测倾斜角度，而该方法在旋转角度的间隔设置过小时，倾斜角度的计算时间很长。又如名称为“一种扫描文档图像纠偏方法”(公开号为“CN106097254B”)的专利文献，同样采用投影法，通过扫描文档图像的直方图，计算文本行在水平方向和垂直方向的投影值，构造合适的特征函数，将特征函数极值对应的角度作为扫描文档图像的倾斜角度。而特征函数极值对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分段投影的扫描文档图像倾斜校正方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)扫描文档图像预处理；将扫描文档图像I转换为灰度图像I
g
，随后采用图像二值化算法对灰度图像I
g
进行图像二值化操作，得到第一二值图像I
b1
；(2)判定扫描文档图像的书写方向；采用直线检测算法对第一二值图像I
b1
进行直线检测，得到第一线段集合L，根据第一线段集合L对扫描文档图像I进行文本行的书写方向判断；(3)提取扫描文档图像的骨架；根据扫描文档图像I的文字方向，设定矩形结构元S；根据矩形结构元S对第一二值图像I
b1
进行图像膨胀，得到图像膨胀后的第二二值图像I
b2
；最后采用骨架提取算法对第二二值图像I
b2
进行骨架提取，得到骨架图像I
s
；(4)采用直线检测算法与直线斜率平均法计算第一倾斜角度；采用直线检测算法检测骨架图像I
s
，得到第二线段集合L
*
；根据第二线段集合L
*
的斜率，采用直线斜率平均法计算第一倾斜角度θ1，之后以第一倾斜角度θ1对第一二值图像I
b1
进行旋转校正，得到第三二值图像I
b3
；(5)采用旋转投影法与统计区域内前景点法计算第二倾斜角度；以a为第一旋转角度的间隔，[θ
s
,θ
e
]为第一旋转角度范围，利用旋转投影法对第三二值图像I
b3
进行g次旋转投影，得到第一投影图像集合P＝{P1,P2,
…
,P
j
,
…
,P
g
}，其中P
j
为第j次旋转的投影图像，j＝1,2,
…
,g；通过统计区域内前景点法计算第一投影图像集合P中投影图像P
j
的区域前景点个数V
j
，利用第一投影图像集合P中投影图像P
j
的区域前景点个数V
j
计算第二旋转角度范围再以a
*
＝a/10为第二旋转角度的间隔，为第二旋转角度范围，利用旋转投影法对第三二值图像I
b3
进行g
*
次旋转投影，得到第二投影图像集合其中P
y
为第y次旋转的投影图像，j＝1,2,
…
,g
*
；通过统计区域内前景点法计算第二投影图像集合P
*
中投影图像P
y*
的区域前景点个数V
y*
，利用第二投影图像集合P中投影图像P
y*
的区域前景点个数V
y*
计算第二倾斜角度θ2；(6)根据第一倾斜角度与第二倾斜角度对扫描文档图像旋转校正；将第一倾斜角度θ1和第二倾斜角度θ2相加，得到倾斜角度θ；以扫描文档图像I的中心点为原点，扫描文档图像I绕原点旋转θ角度，获得校正后的扫描文档图像I
*
。2.根据权利要求1所述的一种基于分段投影的扫描文档图像倾斜校正方法，其特征在于，步骤(2)中所述根据第一线段集合L对扫描文档图像I进行文本行的书写方向判断，具体方法如下：(2.1)设定k
thr
为线段斜率阈值，设置垂直线段数量n
v
和水平线段数量n
h
的初始值为0；(2.2)对第一线段集合L中的每一条线段l
i
，其中i＝1,2,
…
,d，d为第一线段集合L内的线段总数，采用以下公式计算斜率k
i
：其中，分别是线段l
i
的起始点横坐标和纵坐标，分别是线段l
i
的结束点横坐标和纵坐标；
(2.3)当斜率k
i
大于等于线段斜率阈值k
thr
时，垂直线段数量n
v
增加1；否则，水平线段数量n
h
增加1；(2.4)若垂直线段数量n
v
大于水平线段数量n
h
，则标记扫描文档图像I的文字方向为垂直方向；否则，标记扫描文档图像I的文字方向为水平方向。3.根据权利要求2所述的一种基于分段投影的扫描文档图像倾斜校正方法，其特征在于，步骤(3)中所述根据扫描文档图像I的文字方向，设定矩形结构元S，具体方法如下：(3.1)设定一个大小为M
×
N的矩形结构元S；(3.2)若扫描文档图像I的文字方向为水平方向，则在设置M和N的数值时，M大于N；若扫描文档图像I的文字方向为垂直方向，则在设置M和N的数值时，M小于N。4.根据权利要求3所述的一种基于分段投影的扫描文档图像倾斜校正方法，其特征在于，步骤(4)中所述根据第二线段集合L
*
的斜率，采用直线斜率平均法计算第一倾斜角度θ1，具体方法如下：(4.1)对第二线段集合L
*
中的每一条线段其中m＝1,2,
…
,u，u为第二线段集合L
*
内的线段总数，根据公式(1)计算斜率(4.2)根据第二线段集合L
*
中的每一条线段的斜率计算第二线段集合L
*
的平均斜率计算公式如下：(4.3)将平均斜率转换为角度，得到第一倾斜角度θ1，计算公式如下：(4.4)将第一二值图像I
b1
旋转θ1角度，得到第三二值图像I
b3
。5.根据权利要求4所述的一种基于分段投影的扫描文档图像倾斜校正方法，其特征在于，上述步骤(5)中所述利用旋转投影法对第三二值图像I
b3
进行g次旋转投影，具体方法如下：(5.1.1)获取扫描文档图像I的宽度w与高度h；(5.1.2)以θ
s
为起始旋转角度，将第三二值图像I
b3
沿顺时针方向旋转g次，其中第j次的旋转角度为j
×
a(j＝1,2,
…
,g)，得到旋转图像I
j
，将旋转图像I
j
归为第一旋转图像集合I
f
中，具体g的计算公式如下：(5.1.3)针对第一旋转图像集合I
f
中的每一幅旋转图像I
j
，创建一幅与旋转图像I
j
大小相同的空白图像I
j*
，其中空白图像I
j*
中所有像素点的初始值为255；若扫描文档图像I的书写方向为垂直方向，则先对旋转图像I
j
进行垂直投影，即统计旋转图像I
j
中第t列的前景点个数M
t
，其中t＝1,2,
…
,w，w为扫描文档图像I的宽度，前景点是像素值为0的像素点，将空白图像I
j*
中第t列的第一行至第...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍吴智达，曾梦洁，杨词慧，邹伟军，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：