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面向数码相机开发的高速文档图像透视变形校正技术

~即使没有版面轮廓,也能够从文字的排列方向实现透视变形校正~

株式会社富士通研究所,富士通研究开发中心有限公司

2007-07-20

株式会社富士通研究所(1)与富士通研究开发中心有限公司(2)针对数码相机从倾斜方向拍摄文档图像时产生的图像变形(3)情况,从文档中文字的排列方向入手,共同开发了高速校正技术。

从本次所开发技术的适用情况来看,即便是从倾斜方向拍摄到的仅含部分版面轮廓(4)信息的路牌、时刻表、白板图像,也能像是从正面摄影那样,能够对图像的文件进行简单易懂的校正。

开发背景

最近,随着便携式数码相机及具有摄像功能的手机的普及,数码相机已不仅仅适用于快照及风景照的拍摄,还被广泛应用于会议室内白板的板书及电车时刻表等日常生活中各种各样的信息的纪录。但是,用数码相机对文件进行拍摄时,如果不从正面摄影的话,图像就会产生透视变形现象,致使文件不便阅读。

课题

以前的透视变形校正技术,是对文件整体进行拍摄,作为歪倾状的四角形,通过将版面轮廓校正为长方形而对图像的透视变形进行校正。但是,这种方式,需要对包括版面轮廓在内的文件进行整体的摄影,不能够单独对所需部分进行简便的拍摄。

已开发技术

本次开发的透视变形校正技术,在传统的将歪倾状的四角形版面轮廓校正为长方形的方法之外,还通过解析文件内存在文字的排列及下划线或图表等,将这些文字、划线等进行平行的排列,从而对图像进行校正。

迄今为止的技术,是通过寻求从版面轮廓产生的变形方向及表示其角度的水平与垂直消失点,并将指向消失点(5)的直线变为平行线,从而对透视变形进行校正(图1)。

图1.包含版面轮廓的图像的校正例 (传统技术)

本次开发的技术,是按照文件中排列的文字或划线的排列及方向来推定消失点的位置(图2)。在垂直方向的消失点的检出中,不仅是文字的排列,也使用了包括汉字在内的垂直笔画方向的信息,即使没有版面轮廓,也能够进行高精度的检出。

图2.不含版面轮廓的图像的校正(新技术)

另外,本次还面向数码相机等嵌入式系统的搭载,实现了高速化。变形的校正情况从粗调整向细调整方向进行阶段性的计算,在获得充分的校正精度的基础上完成校正处理。由于选择了最小限度的必要演算,因此缩短了处理时间。同时,将高速低精度与低速高精度两种计算程序算法相结合,实现了高速高精度的校正。由此,一般的电脑也能在0.1秒左右的时间内对高像素图像进行校正处理(对Pentium4 2.6千兆赫、100万像素的图像进行处理的情况)。

效果

摄影图像中没有版面轮廓的情况,也能够对被拍对象进行透视变形的校正。因此,对布告及纸张文件进行拍摄时,不必担心版面轮廓,而且能够对必要的部分进行放大拍摄。

另外,发挥了高速的图像校正处理性能,同时能够适应嵌入式系统。

今后

本技术的目标是便携式数码相机等嵌入式系统的搭载。

关于商标

所列的商品名等专有名词,为各公司的商标及注册商标。

道路的两侧等,本来是平行的物体,在摄影的图像中由于产生透视变形而变的不平行的情况,其延长线所得的交点。


  • [1] 株式会社富士通研究所:

    代表取缔役社长 村野和雄、总部 神奈川县川崎市。

  • [2] 富士通研究开发中心有限公司:

    董事长 吉川诚一、总部 中国北京市。

  • [3] 变形:

    正确说法为“透视变形”。从倾斜的方向对长方形的纸面进行拍摄的情况,该纸面不能拍成长方形而产生的变形。

  • [4] 版面轮廓:

    文件等记述用纸的边缘。通常为长方形。

  • [5] 消失点:

    道路的两侧等,本来是平行的物体,在摄影的图像中由于产生透视变形而变的不平行的情况,其延长线所得的交点。

株式会社富士通研究所 software&solution研究所

电话: 电话: 81-44-754-2678(直线)
邮箱: 邮箱:lm-pr@ml.labs.fujitsu.com
公司:株式会社富士通研究所
言语・媒体研究部

富士通研究开发中心有限公司

电话: 电话: 86-10-8458-4558
公司:富士通研究开发中心有限公司

新闻ID: 2007-07-20
日期: 2007-07-20
公司: 株式会社富士通研究所, 富士通研究开发中心有限公司