[发明专利]一种基于二分阈值法和投影法多阶段切割文字的方法

摘要

本发明公开了一种基于二分阈值法和投影法多阶段切割文字的方法，先用二分阈值法检测到部分文字，再用投影法准确定位文字，最后在剩余图像中找加不太明显、容易漏失的文字；先处理大文字，后处理小文字，同时在迭代中处理完一部分文字后，从图像中抹去已经检测到文字，简化后续处理的难度。本发明综合利用了二分阈值法和投影法的优点，能够准确分割大小文字多排混编的情况。

主权项

1.一种基于二分阈值法和投影法多阶段切割文字的方法，其特征在于：/nS1、采用Ostu方法计算图像的二分阈值，将图像转变为二值图像，白色为前景中的字，黑色为背景；/nS2、将大小、长宽比、占空比在可能范围内的前景区域作为候选的文字，归入文字集T；/nS3、将所有的候选文字按高度降序排列，采用基于密度的聚类算法聚成K类；/nS4、对所有的候选文字按降序进行以下步骤处理：/nS4.1、对当前文字T_i，以其最上位置U_p、最下位置D_own为当前临时行的行首、行尾，在同类文字K_j中找到质心相近、最上位置和最下位置都在U_p-D_own内的所有文字归入文字集N，即/n /n式中，N_p是文字集N中的任一文字，K_j是第j类文字，U_Np、D_Np是文字N_p的最上位置和最下位置，M_Np和M_Ti是文字N_p的质心，Th₀、Th₁分别是上下位置和质心的容差极限；统计文字集N中的文字最小宽度W_min；/nS 4.2、在不同类文字中找到处于U_Np、D_Np内的所有文字M，即/n /n式中，M_q是文字集M中的任一文字，U_Mq、D_Mq是文字M_q的最上位置和最下位置；/nS4.3、将图像的U_p-D_own内的所有像素向竖直方向累加投影成水平投影图；/nS4.4、排除水平投影图左右两端为0的数据后，找到数据中间有字符部分的投影的最大值S_max、最小值S_min；/nS4.5、将文字集N中的所有文字的位置(L_eft、R_ight)左右各缩小一个像素(L_eft+1、R_ight-1)，在水平投影图中将位置(L_eft+1、R_ight-1)内的值都置成S_max，同时文字集M中的所有文字所在位置都置成S_min；/nS4.6、在水平投影图中找到排除左右两端为0的数据中有字符部分的位置上的所有最小值；/nS4.7、将每个最小值所在的区域设置为低洼区域，找到低洼区域的左右边界，低洼区域间的区域为峰值区域，判断低洼区域为字间间隙、峰值区域为文字单元的可能性，将可能性超过经验阈值的峰值区域存入文字单元数组、低洼区域存入字间间隙数组，可能性低过经验阈值的峰值区域合并到左右低洼区域；/nS4.8、将每个文字单元的宽度除以步骤S4.1统计出的文字平均宽度，将大于文字平均宽度预设倍数的文字单元以及字间间隙大于最大文字宽度的单元直接作为检测出的文字，将其它单元作为存疑单元，并对连续多个、中间无存疑单元的检出文字作为文字区域，计算每个文字区域的平均字宽度W_c和平均字间隙W_b；/nS4.9、将连续存疑单元作为存疑区域，将L个存疑单元U_i，包括存疑区域前一个检出文字和存疑区域后一个检出文字，共L+2个单元，构成存疑单元集U；用此L+2个单元构造一个(L+2)×(L+2)的矩阵，矩阵中的点(U_h,U_e)(U_h<＝U_e，e-h<＝4)表示从单元U_h左边开始、在单元U_e右边结束的范围内构成一个字符，点(U_h,U_e)的值P_he表示此范围构成一个字符的成字成本；/nP_he＝λ₁(W_he-W_c)/(W_he+W_c)+λ₂(W_hb-W_b)/(W_hb+W_b)+λ₃(W_eb-W_b)/(W_he+W_b)；/n式中，λ₁-λ₃是加权系数，W_he是单元U_h、单元U_e间的宽度，即从单元U_h左边沿到单元U_e的右边沿的距离_，W_hb是单元U_h左边间隙的宽度_，W_eb是单元U_e右边间隙的宽度；/n将矩阵中的成字成本归一化处理，即除以矩阵中成字成本的最大值后，在右上三角矩阵的宽度为4的带状区域中进行动态规划，寻找最优方案；最优方案平均成字成本最小，而且字符宽度的方差、字间隙宽度的方差也最小，如下式：/ncost＝λ₄mean(P_he)+λ₅δ_Wt+λ₆δ_Wb/n式中，λ₄-λ₆是加权系数，mean(P_he)是方案中所有点的平均成字成本，δ_Wt方案中所有字符宽度的方差，δ_Wb是方案中所有字间隙宽度的方差；/nS5、检测图像中是否还有其它剩余文字，如还有文字L，按以下步骤处理：/nS5.1、取文字集L的文字T_l，按文字高度判断T_l是否属于已有文字类，如果属于已有文字类，将T_l置入相应文字类，如果不属于任一已有文字类，则文字类数量加1，将T_l置入新的文字类；/nS5.2、按步骤S5.1迭代处理文字集L里的所有文字，直到完成。/n进一步地，所述步骤S4.7中，峰值区域宽度大于W_min，平均高度比低洼区域的平均高度高H_tmin。/n进一步地，所述动态规划的步骤如下：/n(1)生成种子：以第一行的4个点为4个种子，作为4种方案；/n(2)方案生长：每种方案向下生长，从点(U_h,U_e)向下生长时，选择U_e+1行的4个点加入方案；n种方案，每种方案向下生长时有4种可能选择，因此生长一次n种方案变成4n种方案；/n(3)方案裁剪：计算4n种方案的成本，选择成本最小的m种方案作为种子方案；方案中点的数目超过3时开始第一次裁剪，能提高算法的准确性；/n(4)重复步骤(2)、(3)，直到每个方案都到达存疑单元集U中的最后一个单元；/n(5)选择成本最小的方案为最优方案，按最优方案给出的策略合并单元组成字符；/n(6)对找到的文字，将图像中相应文字位置都置成背景，然后将找到的文字放入文字集N，再把新文字集N放入文字类K_j中。/n