DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 11. 028

李春曉，田懷文，劉奇，等. 基于手繪工程圖離線識別的預處理研究［J］ . 機電工程技術(shù)，2020，49(11)：96-99.

基于手繪工程圖離線識別的預處理研究

李春曉，田懷文※，劉奇，陳俊光

(西南交通大學機械工程學院， 成都610036)

摘要：在進行手繪工程圖預處理研究時，發(fā)現(xiàn)圖像獲取過程中主要存在干擾噪聲、透視變形和光照不均等3個主要問題。通過分析問題來源及產(chǎn)生的影響，詳細闡述解決方案，比較不同算法處理效果，最終選擇中值濾波、透視校正和基于HSV空間轉(zhuǎn)換方法解決上述問題，同時采用局部閾值法消除光照陰影對二值化過程的影響，并進行實驗分析，從而實現(xiàn)最優(yōu)預處理流程的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：預處理；中值濾波；透視校正；HSV空間；局部閾值法

中圖分類號：TP391 ?? ? 文獻標志碼：A

文章編號：1009－9492 ( 2020 ) 11－0096－04

引言

預處理是工程圖識別的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其處理效果直接影響后續(xù)圖形和字符的識別。工程圖離線識別過程中，首先要將寫在紙質(zhì)或其他媒介上的圖像經(jīng)過拍攝或掃描轉(zhuǎn)化為模擬信號。然后，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)化電路轉(zhuǎn)化成計算機能夠識別的具有灰度值的數(shù)字信號[1]。在這個過程中會引入干擾噪聲，主要包括由于背景色彩、拍攝角度、光照干擾和設(shè)備分辨率等因素造成的圖像傾斜模糊，因紙張質(zhì)量問題、掃描質(zhì)量不佳和模數(shù)轉(zhuǎn)換過程中所產(chǎn)生的孤立噪聲點等。因此對圖像進行預處理的目的就是減少上述因素對圖像質(zhì)量的干擾，進行圖像校正，突出識別目標，從而獲得清晰、標準的二值化圖像。

圖像算法的處理效果與多種因素有關(guān)，外界環(huán)境和識別對象的不同都會造成結(jié)果存在較大差異，因此針對工程圖獲取過程中的問題，選擇最優(yōu)算法組合進行預處理流程設(shè)計，直接影響圖形字符的表達效果。對于復雜背景中的字符圖像所存在的問題，張倩陽[2]設(shè)計了針對Android系統(tǒng)離線字符識別的預處理流程；對于在線獲取的手繪工程圖中的筆畫問題，汪文睿[3]設(shè)計了針對圖形識別的筆畫預處理流程。而對于本文的識別對象——離線工程圖，本文所設(shè)計預處理流程如圖1所示，能夠在解決干擾噪聲的同時淡化背景信息，從而最大程度地凸顯目標內(nèi)容，便于后續(xù)圖形和字符信息的提取。

結(jié)束語

本文主要針對工程圖預處理過程中的問題提出解決方案。對于干擾噪聲，使用3×3方形模板對灰度圖像進行濾波去噪，保證去噪同時保護圖形輪廓細節(jié)。對于透視變形，利用圖紙角點坐標求取畸變前后透視關(guān)系，實現(xiàn)透視校正。陰影存在影響紙張與背景分離及圖像二值化過程。對于背景分離，采用基于HSV空間轉(zhuǎn)化方法，減少亮度影響，增加區(qū)域?qū)Ρ榷?#xff1b;對于二值化過程，分析紙張、背景和陰影３部分灰度差異，通過局部閾值法實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。以上問題的解決可以為工程草圖或其他類型草圖預處理提供參考依據(jù)。

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總結(jié)

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