[发明专利]一种中小学艺术测评中绘画录入方法

权利要求书

1.一种中小学艺术测评中绘画录入方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将绘画作品用拍照设备进行拍照，或者从存储设备获取绘画作品的图像；

步骤2，将绘画作品的图像进行预处理，包括图像压缩、降噪、强化，然后将预处理后的图像转化成灰度图；

步骤3，对得到的灰度图进行轮廓提取，然后采用dilate膨胀算法进行腐蚀，得到轮廓连通的黑白轮廓图；

步骤4，使用矩阵内核对黑白轮廓图的边缘进行剔除，保留目标范围内的图像，然后找到所有闭合轮廓并且计算各闭合轮廓的最小外接矩形的面积，选择面积最大的闭合轮廓视为绘画作品的区域，并且将最大轮廓提取出来；

步骤5，用霍夫直线算法提取最大轮廓中的直线，通过直线的极坐标判断直线相似度，找到能围成最大轮廓面积的四条直线；

步骤6，计算所述四条直线的交点，用距离判断剔除无穷远的交点，然后进行如下判断：剩余交点个数如果不等于4，则识别失败返回步骤1；否则对交点围成的面积做判断：若面积小于设定值minArea，则识别失败返回步骤1；否则，导出4个交点，得到裁剪轮廓图，进入步骤7；

步骤7，将原始绘画作品的图像与裁剪轮廓图做映射，采用仿射变换算法，对裁剪轮廓图内的图像原始像素点做透视变换校正，对透视变换校正后的图片进行光照平衡，得到识别出的绘画作品。

2.根据权利要求1所述的中小学艺术测评中绘画录入方法，其特征在于，步骤1所述绘画作品的图像，满足以下条件：绘画作品都在拍摄范围内，并且反光面积占图像总面积的比例低于40％。

3.根据权利要求1或2所述的中小学艺术测评中绘画录入方法，其特征在于，步骤2所述将绘画作品的图像进行预处理，其中图像压缩分辨率尺寸为300px。

4.根据权利要求1或2所述的中小学艺术测评中绘画录入方法，其特征在于，步骤2所述将绘画作品的图像进行预处理，其中图像降噪采用openCV降噪算法，公式采用2维高斯函数：

其中，x和y分别代表图像的横坐标和纵坐标，G₀(x,y)表示降噪后得到的在(x,y)位置的像素平滑后的值，u_x,u_y分别表示x、y的均值，σ_x,σ_y分别表示x、y轴的标准差。

5.根据权利要求4所述的中小学艺术测评中绘画录入方法，其特征在于，步骤2所述将绘画作品的图像进行预处理，其中图像强化使用meanShift Filter滤波算法，对图像矩阵进行迭代卷积运算，不断剥离背景和前景，最后得到能区分前后景的图像，具体如下：

取当前点的偏移均值，偏移后形成新的地点，均值偏移公式为：

将图像所有像素点转化成一组数据，从左上角的第一个像素开始排列，x表示第x个像素；S_h表示以x为中心点，半径为h的高维球区域；k表示包含在S_h范围内点的个数；x_i表示包含在S_h范围内的点；M(x)表示在第x个像素点，半径h包围区域内的其他像素点x_i的偏移均值；

对于输入图像的每个像素点(X,Y)，在半径为sp的空间域，执行meanShift Filter滤波算法：

(x,y):X-sp≤x≤X+sp,Y-sp≤y≤Y+sp,||(R,G,B)-(r,g,b)||≤sr

像素点(X,Y)的颜色值为(R,G,B)，它的空间邻域点(x,y)的颜色值为(r,g,b)，如果点(x,y)到(X,Y)的颜色距离小于等于sr，则满足条件；

求得满足条件点的平均空间坐标(X’,Y’)以及平均颜色向量(R',G',B')，并把它们作为下一次迭代的输入；

然后继续移动，直到达到所设定的移动次数则结束，把最初输入位置的颜色值用最终迭代的颜色值代替。