基于图像拼接的助视算法研究和软件设计

发布时间：2020-05-17 13:00

【摘要】：电子助视系统是一种运用实时图像处理技术来提高低视力患者阅读能力的仪器。由于传统助视器功能单一,且采用单摄像头采集图像,采集视角较小,图像分辨率较低。在使用时只有移动助视设备或者目标书籍才能阅读完整篇章,用户体验不佳。针对上述问题,本文首先采用双摄像头采集图像并进行拼接,可获得广视角、高分辨率的图像。然后对拼接后的图像使用布局分析,以分割文档图像中不同段落的信息。最后对分割后的图像采用OCR识别,实现字符无失真放大和变色的功能。主要工作内容如下:(1)基于图像拼接的助视系统的整体设计。对不同的图像拼接算法、布局分析算法、OCR算法进行对比,确定算法的设计需求,确定本系统开发的软硬件环境。(2)提出了适用于助视系统的文档图像拼接算法。在图像配准步骤,提出了针对文档图像的区域特征描述方法,提取单个文字区域作为特征区域,其质心作为特征点,通过描述特征区域的纹理信息完成特征点的描述,提高了特征匹配效率。在图像融合步骤,采用了利用文档图像字符间隙的最优拼接缝搜索算法,消除了拼接鬼影。构建多尺度的图像金字塔,使用多分辨率融合算法,抑制了融合图像的曝光差异。(3)研究了版面分析算法和OCR算法的原理。针对算法应用到助视系统存在的问题,提出了复杂文本的分割优化策略,并且使用了置信度对版面分析和OCR识别的结果进行分析,剔除错误识别,提高了识别的准确率。此外,介绍了两种训练数据制作方法,三种训练模式,可以适应于不同情况的模型训练。(4)设计了基于Qt的助视GUI软件。该软件实现了视频的拼接功能,对不同分辨率的拼接性能进行测试。结果表明该软件能够满足实时的需求。同时,该软件实现了对单字符分割、行布局分割以及段布局分割的功能。实现了针对不同分割模式的OCR识别功能。实现了对识别结果进行字符的无失真放大和变色功能。
【图文】：

本文章节安排示意图

图 2-1 算法流程图软件设计方面，本文设计的助视软件主要适用于低视力人群的阅读。软件功电子助视系统的放缩、变色和存储等基础功能。针对多摄像头拼接的方案，，局分析、字符识别等功能。整个过程包含了大量的图像处理算法，且该软件平台上实现，因此对嵌入式平台的性能和软件的性能要求较高。像拼接算法设计像拼接的方法很多，一般包括图像配准和图像融合两个步骤。图像配准是确的相对关系，目的是为了获取在同一坐标系下的变换关系的单应矩阵。图像定图像融合的效果，而现有精度较高的配准算法的计算量一般较大，因此图发展主要取决于算法效率的提高。图像融合是将配准后的图像融合为一种图
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;TH77

【参考文献】

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本文编号：2668590