[发明专利]基于分段投影与乐符结构的谱线检测及删除方法

摘要

本发明公布了一种基于分段投影与乐符结构的谱线检测及删除方法，纸质乐谱图像首先通过扫描仪或者数码拍摄设备输入到计算机，然后经过去噪，图像格式变换等预处理操作，变成二值乐谱图像；输入图像经过预处理后，首先计算出乐谱的谱线间距，并以此为参考将整幅图像在垂直方向上分割成若干段，通过对部分特殊图像段进行水平投影处理后获取图像的垂直倾斜度，实现谱线垂直方向的倾斜校正，然后对各段进行水平垂直投影，计算相邻两段投影的互相关，进而实现图像水平倾斜以及谱线弯曲的校正，进一步消除二值图像由于倾斜导致部分直线段出现像素重叠的问题。本发明的能有效的解决“误删”和欠删除现象。

主权项

一种基于分段投影与乐符结构的谱线检测方法，其特征在于包括如下步骤：(1)扫描输入以后的图像经过滤波去噪、格式变换以后得到行和列分别为W×H的二值图像：B(x，y)，(0≤x≤W；0≤y≤H)，当像素点为黑色的目标点时B(x，y)＝0，为白色的背景点时B(x，y)＝1，其中(x、y)为像素点坐标；首先计算乐谱图像的谱线间距S，即找出图像中出现次数最多的垂直白色游程的长度；再将图像沿水平方向划分成N个条形区域Z1，Z2，…Zn，N＝Ceil(W/(4×S))，Ceil表示朝∞方向取整数，其中前N‑1个区域的宽度w为4×S，最后一个区域宽度w为W‑(N‑1)×4×S，对最后两个区域内的子图像进行水平投影，得到投影队列： Proj v [ y ] = Σ k = ( N - 2 ) × 4 × S + 1 W B ( y , k ) , 1 ≤ y ≤ H , (2)垂直方向上的倾斜校正：根据投影队列找出第一根谱线和最后一根谱线的行位置row1和row2，沿谱线的位置分别在区域：Z1(x，y)：(N‑2)×w＜x≤W，row1‑S≤y≤row1+S，和Z2(x，y)：(N‑2)×w＜x≤W，row2‑S≤y≤row2+S中搜索出黑色像素的最大列值col1和col2，据此计算出整幅图像的垂直倾斜度φ：φ＝arctan((row2‑row1)/(col2‑col1))及垂直方向上的最大倾斜长度q：q＝(col2‑col1)×W/(row2‑row1)；对图像进行垂直倾斜校正：B′(x，y)＝B(x，y+Δ′)，其中Δ′＝floor(q×x/H)，1≤x≤W，1≤y≤H，为不同像素在垂直方向上的校正量，B′(x，y)为垂直校正后的图像，floor表示向零方向取整；(3)水平方向上的倾斜及弯曲校正：对步骤(2)所划分的各个子区域进行水平投影，得到各条形子区域的水平投影队列： Proj [ y , n ] = Σ k = sp k = sp + w B ( y , k ) , 其中sp＝(n‑1)×w，1≤n≤N，1≤y≤H，n为条形区域的段号；(4)相同的的两个曲线的相关系数最大，故对相邻两段的水平投影图进行互相关运算，得到互相关队列Cross(λ，n)，以获得两个投影图对应谱线间的位置差d(n)； Cross ( λ , n ) = Σ k = P 1 P 2 Proj ( k , n ) × Proj ( k + λ , n + 1 ) , 其中‑S＜λ＜S，1≤n≤N‑1。P1，P2为互相关计算的下限和上限，如果λ≤0，则P1＝‑λ+1，P2＝H，如果λ＞0则P1＝1，P2＝H‑λ，λ为水平投影队列在垂直方向上移动的距离，其值设定在一个线间距之间，找出各互相关队列中的最大值所对应的λ(n)，1≤n≤N‑1值，即为相邻图像段的谱线在水平位置上的偏移量d(n)；d(n)＝λ(n+1)‑λ(n)，其中，1≤n≤N‑1，最后一段的偏移量d(N)＝d(N‑1)；(5)根据各区域的偏移量d(n)，从左到由对整幅图像进行水平弯曲或者倾斜率校正公式如下： J ( n ) = Σ k = 2 N d ( k - 1 ) , 2 ≤ n ≤ N , J ( 1 ) = 0 Δ＝floor((x％w)/w×d(n))‑J(n)B″(x，y)＝B′(x+Δ，y)，其中，1≤x≤W，1≤y≤H，floor表示向零方向取整，％表示整除后取余数操作，J(n)，1≤n≤N表示各子区域的累计偏差量，Δ为不同的像素在水平方向上的偏移量，B′(x，y)为进行垂直倾斜校正后的图像，B″(x，y)为对原始图像进行水平倾斜、弯曲校正后的图像。