低质量文档图像的二值化算法研究
发布时间：2021-12-23 00:21
文档图像二值化是文档分析与识别（DAR）技术中极其重要的一个关键环节,二值化的好坏对整个DAR系统的性能起着决定性作用。由于低质量文档图像自身的复杂性以及退化因素的多样性（如墨迹浸润、页面污迹、光照不均、背景纹理等）,要找到一种适应各类型退化图像的二值化算法成为学术界关注的热点问题。本文的主要工作如下:（1）针对退化图像常有的弱对比度现象,提出基于高对比度像素检测和笔画宽度变换的二值化方法。该算法首先对输入的彩色文档图像进行最小均值（Min-avg）灰度化,既能增加前景与背景的对比度,又减小了前景像素间的灰度差异;其次采用非线性双边滤波算法滤除噪声,由于结合了像素空间邻近度及灰度相似性,具有保边除噪的优点;然后通过局部对比度增强技术,使图像具有明显的双峰特征,并利用全局最优阈值法（Otsu算法）检测出高对比度像素作为“种子”像素;最后,采用笔画宽度变换算法（SWT）估计图像的笔画宽度,并确定滑动窗口的大小,从而实现基于邻域窗的局部精细二值化。结果表明,该算法在抑制背景的同时,能较完整地保留字符前景,实现正确分类。（2）针对低质量图像存在复杂变化的背景特性,提出基于背景估计和能量最小化的...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要内容及创新点
1.4 论文结构安排
第2章 文档图像二值化方法概述
2.1 全局阈值法
2.2 局部阈值法
2.2.1 Niblack算法
2.2.2 Sauvola算法
2.2.3 Wolf算法
2.3 LMM算法
2.4 BESE算法
2.5 Gatos算法
2.6 Howe算法
2.7 二值化算法性能评估指标
2.8 本章小结
第3章 基于高对比度像素检测和笔画宽度变换的二值化算法
3.1 彩色图像灰度化
3.1.1 传统经典灰度化方法
3.1.2 本文采用的灰度化方法
3.2 图像滤波
3.2.1 常用滤波方法
3.2.2 本文使用的双边滤波
3.3 高对比度像素检测
3.4 笔画宽度变换
3.5 基于邻域窗的局部二值化
3.6 实验结果与分析
3.7 本章小结
第4章 基于背景估计和能量最小化的二值化算法
4.1 图像背景估计
4.2 构造能量函数
4.2.1 能量函数与二值化的关系
4.2.2 数据项和边界项
4.3 基于能量函数映射网络图
4.4 能量函数最小化
4.5 实验结果与分析
4.6 本章小结
第5章 总结和展望
5.1 论文工作总结
5.2 论文研究展望
参考文献
致谢
附录 攻读硕士学位期间的研究成果
Ⅰ 发表的学术论文
Ⅱ 申请的发明专利
Ⅲ 主持或参与的科研项目
Ⅳ 获奖情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于背景估计和对比度补偿的退化古籍图像二值化算法[J]. 冯炎. 科学技术与工程. 2015(34)
[2]一种改进拉普拉斯能量的文档图像二值化方法[J]. 梁添才,刘建平,罗攀峰. 计算机仿真. 2015(09)
[3]局部特征与全局信息联合的自适应图像增强算法[J]. 吴京辉,唐林波,赵保军. 北京理工大学学报. 2014(09)
[4]基于背景估计和边缘检测的文档图像二值化[J]. 许海洋,马龙龙,吴健. 计算机应用与软件. 2014(08)
[5]一种彩色图像灰度化的自适应全局映射方法[J]. 陈锻生,宋凤菲,张群. 计算机系统应用. 2013(09)
[6]基于笔画宽度变换的自然场景文本检测方法[J]. 宋文,肖建于. 计算机工程与应用. 2013(09)
[7]一种全局和局部相结合的二值化方法研究[J]. 孟立娜,韩其睿. 计算机技术与发展. 2012(11)
[8]基于图割的图像分割方法及其新进展[J]. 刘松涛,殷福亮. 自动化学报. 2012(06)
[9]经典图像去噪算法研究综述[J]. 方莉,张萍. 工业控制计算机. 2010(11)
[10]光照不均图像增强方法综述[J]. 梁琳,何卫平,雷蕾,张维,王红霄. 计算机应用研究. 2010(05)
硕士论文
[1]基于色差模型的彩色图像灰度化算法研究[D]. 贺姣.西安电子科技大学 2014
[2]低质量文档图像的二值化研究[D]. 胡丽娜.南京理工大学 2012
[3]基于双边滤波的图像处理算法研究[D]. 王玉灵.西安电子科技大学 2010
本文编号：3547397
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要内容及创新点
1.4 论文结构安排
第2章 文档图像二值化方法概述
2.1 全局阈值法
2.2 局部阈值法
2.2.1 Niblack算法
2.2.2 Sauvola算法
2.2.3 Wolf算法
2.3 LMM算法
2.4 BESE算法
2.5 Gatos算法
2.6 Howe算法
2.7 二值化算法性能评估指标
2.8 本章小结
第3章 基于高对比度像素检测和笔画宽度变换的二值化算法
3.1 彩色图像灰度化
3.1.1 传统经典灰度化方法
3.1.2 本文采用的灰度化方法
3.2 图像滤波
3.2.1 常用滤波方法
3.2.2 本文使用的双边滤波
3.3 高对比度像素检测
3.4 笔画宽度变换
3.5 基于邻域窗的局部二值化
3.6 实验结果与分析
3.7 本章小结
第4章 基于背景估计和能量最小化的二值化算法
4.1 图像背景估计
4.2 构造能量函数
4.2.1 能量函数与二值化的关系
4.2.2 数据项和边界项
4.3 基于能量函数映射网络图
4.4 能量函数最小化
4.5 实验结果与分析
4.6 本章小结
第5章 总结和展望
5.1 论文工作总结
5.2 论文研究展望
参考文献
致谢
附录 攻读硕士学位期间的研究成果
Ⅰ 发表的学术论文
Ⅱ 申请的发明专利
Ⅲ 主持或参与的科研项目
Ⅳ 获奖情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于背景估计和对比度补偿的退化古籍图像二值化算法[J]. 冯炎. 科学技术与工程. 2015(34)
[2]一种改进拉普拉斯能量的文档图像二值化方法[J]. 梁添才,刘建平,罗攀峰. 计算机仿真. 2015(09)
[3]局部特征与全局信息联合的自适应图像增强算法[J]. 吴京辉,唐林波,赵保军. 北京理工大学学报. 2014(09)
[4]基于背景估计和边缘检测的文档图像二值化[J]. 许海洋,马龙龙,吴健. 计算机应用与软件. 2014(08)
[5]一种彩色图像灰度化的自适应全局映射方法[J]. 陈锻生,宋凤菲,张群. 计算机系统应用. 2013(09)
[6]基于笔画宽度变换的自然场景文本检测方法[J]. 宋文,肖建于. 计算机工程与应用. 2013(09)
[7]一种全局和局部相结合的二值化方法研究[J]. 孟立娜,韩其睿. 计算机技术与发展. 2012(11)
[8]基于图割的图像分割方法及其新进展[J]. 刘松涛,殷福亮. 自动化学报. 2012(06)
[9]经典图像去噪算法研究综述[J]. 方莉,张萍. 工业控制计算机. 2010(11)
[10]光照不均图像增强方法综述[J]. 梁琳,何卫平,雷蕾,张维,王红霄. 计算机应用研究. 2010(05)
硕士论文
[1]基于色差模型的彩色图像灰度化算法研究[D]. 贺姣.西安电子科技大学 2014
[2]低质量文档图像的二值化研究[D]. 胡丽娜.南京理工大学 2012
[3]基于双边滤波的图像处理算法研究[D]. 王玉灵.西安电子科技大学 2010
本文编号：3547397
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