复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法、系统和装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于目标提取技术领域，具体涉及一种复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法、系统和装置，旨在为了解决现有提取方法书写痕迹提取不完整，对图像质量要求高，在复杂环境下无法提取颜色发生改变的书写痕迹的问题。本发明专利技术将包含待检测书写痕迹的待检测图像转换至HSV色彩空间，基于HSV色彩空间选取种子点，从种子点出发在边缘图上动态获取像素点作为新增的待遍历点；基于种子点和新增的待遍历点，通过图像细化获取待检测书写痕迹的像素集。本发明专利技术能够增强批改痕迹的连通性，在复杂场景下能够有效提取批改痕迹；同时严格设定新增待遍历点的条件，可以有效的控制书写痕迹的轮廓，避免引入过多的噪声，便于后续处理。

Methods, systems and devices of color based handwriting trace extraction in complex background

The invention belongs to the technical field of object extraction, in particular to a color based writing trace extraction method, system and device under complex background, aiming to solve the problem that the existing extraction method of writing trace extraction is incomplete, has high requirements for image quality, and can not extract the writing trace whose color changes in complex environment. The invention converts the image to be detected that contains the writing trace to be detected into the HSV color space, selects the seed point based on the HSV color space, and dynamically obtains the pixel point on the edge map from the seed point as the new point to be traversed; based on the seed point and the new point to be traversed, obtains the pixel set of the writing trace to be detected through image thinning. The invention can enhance the connectivity of the marking trace, effectively extract the marking trace in the complex scene; at the same time, it can strictly set the conditions for adding the points to be traversed, effectively control the outline of the writing trace, avoid introducing too much noise, and facilitate the subsequent processing.

【技术实现步骤摘要】
复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法、系统和装置
本专利技术属于目标提取
，具体涉及一种复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法、系统和装置。
技术介绍
通过计算机图像处理实现目标提取任务，目前非常流行的方法是采用深度学习方法，在优秀数据集的支持下，训练的深度模型能够很好的完成常见的实例分割任务。但书写痕迹不同于大目标和大物体，书写痕迹中的线条形状纤细，多变，不具备纹理信息，并且边缘信息容易受到周围的干扰，因此常用的卷积操作在书写痕迹的检测和特征提取上性能表现并不好。现有技术中基于HSV色彩空间进行目标提取，可实现色调是连续的大目标物体的提取，但是针对书写痕迹，因为不同颜色没有精细的范围和理论上的绝对范围，因此造成的结果是书写痕迹颜色检测的结果出现断续的情况，断续的点无法准确分类到属于哪一书写痕迹。另外该方法对图像质量要求高，在复杂环境下待检测目标可能和其他的背景交杂，导致交杂区域颜色发生改变，书写痕迹难以提取。区域生长算法通过规则将具有相似性质的像素集合起来构成一个大区域，但是其添加的对象是当前生长点的周围的像素点，生长准则通常借助于灰度值的差异，因此更多的用于具备一定面积的物体分割。在应用于在复杂背景下的书写痕迹的提取时，区域生长算法的生长准则借助于灰度值的差异，容易丢失了最重要的颜色特征，导致检测结果不不完整。因此现有技术中缺少一种复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法，以解决书写痕迹提取不完整，对图像质量要求高，在复杂环境下无法提取颜色发生改变的书写痕迹的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的目标提取方法对书写痕迹提取不完整，对图像质量要求高，在复杂环境下无法提取颜色发生改变的书写痕迹的问题，本专利技术提出了一种复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法，该方法包括：步骤S100，获取包含待检测书写痕迹的待检测图像；所述待检测书写痕迹的颜色与所述待检测图像中其他颜色形成差异；步骤S200,将所述待检测图像从RGB色彩空间转换至HSV色彩空间获取第一图像，通过边缘检测获取的边缘图作为第二图像；步骤S300,基于所述第一图像，根据待检测书写痕迹颜色在HSV色彩空间的颜色表示，获取所述第一图像中待检测书写痕迹的颜色的像素点集，作为第一像素点集；步骤S400，将第一像素点作为参考点；将所述第二图像中与所述参考点对应的像素点作为种子点，构建待遍历点；所述第一像素点属于第一像素点集；步骤S500，以设定大小像素窗口为遍历窗口，基于所述待遍历点在所述第二图像中进行遍历，并将遍历窗口中满足预先设定的条件的边缘点作为新增待遍历点；步骤S600，将所述新增待遍历点作为待遍历点重复执行步骤S500，直至新的递归轮次不再出现新增待遍历点；步骤S700，将所述种子点及各递归轮次得到的新增待遍历点作为第一位置像素集；步骤S800，基于所述第一位置像素集，通过图像细化获取所述待检测书写痕迹的第二位置像素集。在一些优选的实施方式中，所述步骤S800包括：步骤S810，基于第一位置像素集，生成待检测二值图像；通过形态学处理去除所述待检测二值图像中的噪声；步骤S820，利用霍夫变换检测，获取所述待检测二值图像中的书写痕迹线段；步骤S830，基于所述书写痕迹线段，将一条直线上、距离小于预设第一阈值的两条线段连通为一条线段，获取线段连通二值图像；步骤S840，基于所述线段连通二值图像，通过图像细化获取所述待检测书写痕迹的第二位置像素集。在一些优选的实施方式中，该方法还包括：步骤S910，基于所述第二位置像素集，通过形态学处理中的膨胀操作获取所述待检测书写痕迹的第三位置像素集；步骤S920，基于所述第三位置像素集和所述待检测图像，获取所述待检测书写痕迹的彩色像素集。在一些优选的实施方式中，“获取所述第一图像中待检测书写痕迹的颜色的像素点集”的方法包括：步骤S310，基于所述第一图像，获取所述第一图像中每个像素在HSV色彩空间的色调值和明度值；步骤S320，获取所述待检测书写痕迹颜色的色调范围和明度范围；步骤S330，获取所述第一图像中色调值和明度值同时落入所述待检测书写痕迹颜色的色调范围和明度范围的各像素点，作为待检测书写痕迹的颜色的像素点集。在一些优选的实施方式中，所述预先设定的条件包括：边缘点的预设邻域在所述第一图像中对应位置包含属于第一像素点集的像素点；递归轮次小于预先设定的次数；边缘点没有作为待遍历点进行遍历；边缘点与所述待检测图像的边界距离大于预设第二阈值。在一些优选的实施方式中，所述预设邻域为八邻域。在一些优选的实施方式中，“属于第一像素点集的像素点”的数量为4个。本专利技术的第二方面提出了一种复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取系统，该系统包括：待检测图像获取模块、色彩空间转换和边缘检测模块、第一像素点集获取模块、种子点获取模块、新增待遍历点获取模块、递归模块、第一位置像素集获取模块、第二位置像素集获取模块；所述待检测图像获取模块，配置为获取包含待检测书写痕迹的待检测图像；所述待检测书写痕迹的颜色与所述待检测图像中其他颜色形成差异；所述色彩空间转换和边缘检测模块，配置为将所述待检测图像从RGB色彩空间转换至HSV色彩空间获取第一图像，通过边缘检测获取的边缘图作为第二图像；所述第一像素点集获取模块，配置为基于所述第一图像，根据待检测书写痕迹颜色在HSV色彩空间的颜色表示，获取所述第一图像中待检测书写痕迹的颜色的像素点集，作为第一像素点集；所述种子点获取模块，配置为将第一像素点作为参考点；将所述第二图像中与所述参考点对应的像素点作为种子点，构建待遍历点；所述第一像素点属于第一像素点集；所述新增待遍历点获取模块，配置为以设定大小像素窗口为遍历窗口，基于所述待遍历点在所述第二图像中进行遍历，并将遍历窗口中满足预先设定的条件的边缘点作为新增待遍历点；所述递归模块，配置为将所述新增待遍历点作为待遍历点，通过所述新增待遍历点获取模块递归获取新增待遍历点，直至新的递归轮次不再出现新增待遍历点；所述第一位置像素集获取模块，配置为将所述种子点及各递归轮次得到的新增待遍历点作为第一位置像素集；所述第二位置像素集获取模块，配置为通过图像细化获取所述待检测书写痕迹的第二位置像素集。本专利技术的第三方面，提出了一种存储装置，其中存储有多条程序，所述程序适于由处理器加载并执行以实现上述的复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法。本专利技术的第四方面，包括处理器、存储装置；处理器，适于执行各条程序；存储装置，适于存储多条程序；所述程序适于由处理器加载并执行以实现上述的复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法。本专利技术的有益效果：本专利技术基于HSV色彩空间选取种子点，通过利用边缘图来补足色彩空间特定色彩的检测，增强了批改痕迹的连通性，在复杂场景下能够有效提取批改痕迹；同时严格设定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法，其特征在于，该方法包括：/n步骤S100，获取包含待检测书写痕迹的待检测图像；所述待检测书写痕迹的颜色与所述待检测图像中其他颜色形成差异；/n步骤S200,将所述待检测图像从RGB色彩空间转换至HSV色彩空间获取第一图像，通过边缘检测获取的边缘图作为第二图像；/n步骤S300,基于所述第一图像，根据待检测书写痕迹颜色在HSV色彩空间的颜色表示，获取所述第一图像中待检测书写痕迹的颜色的像素点集，作为第一像素点集；/n步骤S400，将第一像素点作为参考点；将所述第二图像中与所述参考点对应的像素点作为种子点，构建待遍历点；所述第一像素点属于第一像素点集；/n步骤S500，以设定大小像素窗口为遍历窗口，基于所述待遍历点在所述第二图像中进行遍历，并将遍历窗口中满足预先设定的条件的边缘点作为新增待遍历点；/n步骤S600，将所述新增待遍历点作为待遍历点重复执行步骤S500，直至新的递归轮次不再出现新增待遍历点；/n步骤S700，将所述种子点及各递归轮次得到的新增待遍历点作为第一位置像素集；/n步骤S800，基于所述第一位置像素集，通过图像细化获取所述待检测书写痕迹的第二位置像素集。/n...

【技术特征摘要】
1.一种复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法，其特征在于，该方法包括：
步骤S100，获取包含待检测书写痕迹的待检测图像；所述待检测书写痕迹的颜色与所述待检测图像中其他颜色形成差异；
步骤S200,将所述待检测图像从RGB色彩空间转换至HSV色彩空间获取第一图像，通过边缘检测获取的边缘图作为第二图像；
步骤S300,基于所述第一图像，根据待检测书写痕迹颜色在HSV色彩空间的颜色表示，获取所述第一图像中待检测书写痕迹的颜色的像素点集，作为第一像素点集；
步骤S400，将第一像素点作为参考点；将所述第二图像中与所述参考点对应的像素点作为种子点，构建待遍历点；所述第一像素点属于第一像素点集；
步骤S500，以设定大小像素窗口为遍历窗口，基于所述待遍历点在所述第二图像中进行遍历，并将遍历窗口中满足预先设定的条件的边缘点作为新增待遍历点；
步骤S600，将所述新增待遍历点作为待遍历点重复执行步骤S500，直至新的递归轮次不再出现新增待遍历点；
步骤S700，将所述种子点及各递归轮次得到的新增待遍历点作为第一位置像素集；
步骤S800，基于所述第一位置像素集，通过图像细化获取所述待检测书写痕迹的第二位置像素集。


2.根据权利要求1所述的复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法，其特征在于，所述步骤S800包括：
步骤S810，基于第一位置像素集，生成待检测二值图像；通过形态学处理去除所述待检测二值图像中的噪声；
步骤S820，利用霍夫变换检测，获取所述待检测二值图像中的书写痕迹线段；
步骤S830，基于所述书写痕迹线段，将一条直线上、距离小于预设第一阈值的两条线段连通为一条线段，获取线段连通二值图像；
步骤S840，基于所述线段连通二值图像，通过图像细化获取所述待检测书写痕迹的第二位置像素集。


3.根据权利要求1所述的复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法，其特征在于，该方法还包括：
步骤S910，基于所述第二位置像素集，通过形态学处理中的膨胀操作获取所述待检测书写痕迹的第三位置像素集；
步骤S920，基于所述第三位置像素集和所述待检测图像，获取所述待检测书写痕迹的彩色像素集。


4.根据权利要求1所述的复杂背景下基于颜色的书写痕迹提取方法，其特征在于，“获取所述第一图像中待检测书写痕迹的颜色的像素点集”的方法包括：
步骤S310，基于所述第一图像，获取所述第一图像中每个像素在HSV色彩空间的色调值和明度值；
步骤S320，获取所述待检测书写痕迹颜色的色调范围和明度范围；
步骤S330，获取所述第一图像中色调值和明度值同时落入所述待检测书写痕迹颜色的色调范围和明度范围的各像素点，作为待检测书写痕迹的颜色的像素点集。

【专利技术属性】
技术研发人员：徐行，肖金辉，张东祥，陈李江，
申请(专利权)人：海南阿凡题科技有限公司，
类型：发明
国别省市：海南;46