基于数字图像技术的书本边缘提取

摘要

数字图像的边缘检测和轮廓追踪一直是图像处理的难点之一。本文通过对几种具有代表性的边缘检测算法进行了分析比较，选择了相应的边缘提取和轮廓追踪的方法，并针对书本图像特点提出了一些改进方案，实现了对书本图像中书本边缘弯曲部分的准确的轮廓追踪。
　　本文提出的书本图像的边缘提取过程中，在使用大津法对图像二值化的处理中，同时采用了局部与全局结合的动态阈值法，使得二值化图像更加有利于边缘提取处理。
　　通过分析Roberts、Canny等多种边缘提取算子，本文在选择使用LOG(Laplace of Gauss)算子的基础上，针对书本图像形状基本固定为矩形的这一特点，采用了分别对垂直方向和水平方向的像素进行一维的二阶导数近似模板卷积的方法对四条边分别进行边缘提取，在不降低检测效果的前提下最大程度地减少了运算量。
　　在轮廓追踪处理环节，本文有效地结合了图论法和动态规划算法，通过搜索最小代价路径来检测图像边缘，保证了轮廓追踪的连续不间断性和准确性。
　　从全局来讲，本文同时还针对书本图像画质高、运算量大的情况，提出了由粗到细、快速定位的分阶段检测处理方法。这一点对于处理性能方面的提高也很显著。
　　实验证明，本文提出的实现方法对于常规大小的书本图像，在书本颜色和背景颜色差别明显的情况下，可以准确地高效地检测并追踪出图像中书本部分的完整边缘轮廓。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．论文背景

1．2．国内外研究现状

1．3．论文的主要研究内容

1．4．论文结构

第二章 相关知识介绍

2．1．图像处理基本知识

2．2．图像识别技术

2．3．边缘检测、轮廓追踪技术

2．3．1．图像边缘的定义

2．3．2．图像边缘检测技术

2．3．3．轮廓追踪

2．4．动态规划

2．5．本章小结

第三章 具体实现过程

3．1．粗略找出书本4个角的位置(坐标)

3．1．1．生成缩小的图像

3．1．2．将缩小后的图像二值化

3．1．3．由二值化图像求出4个角的坐标

3．1．4．算出4角在原图内的坐标值

3．2．检测书本的边缘轮廓线

3．2．1．基于缩小的图像检提取大致的轮廓线坐标集

3．2．2．根据大致的轮廓线找出精确的轮廓线

3．3．本章小结

第四章 开发环境及算法说明

4．1．开发环境工具

4．2．整体解决方案流程图

4．3．大津法求阈值算法说明

4．4．双阈值法二值化算法说明

4．5．动态规划轮廓追踪算法说明

第五章 实验结果分析

5．1．实验结果

5．1．1．边缘提取效果

5．1．2．处理性能

5．2．结果分析

5．3．改进方向

第六章 结束语

6．1．总结

6．2．展望

附录

参考文献

致谢