基于图像区域的交互式文本图像阈值分割算法_龙建武

计算机研究与发展ＩＳＳＮ　１０００－１２３９?ＣＮ　１１－１７７７?ＴＰＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　４９（７）：１４２０－１４３１，２０１２

基于图像区域的交互式文本图像阈值分割算法

龙建武　申铉京　陈海鹏

（吉林大学计算机科学与技术学院　长春　１３００１２）

（符号计算与知识工程教育部重点实验室（吉林大学）　长春　１３００１２）

（ｌｏｎｇｊｗ０８＠ｍａｉｌｓ．ｊｌｕ．ｅｄｕ．ｃｎ）

Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　Ｄｏｃｕｍｅｎｔ　Ｉｍａｇｅｓ　Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ　Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎＩｍａｇｅ　Ｒｅｇｉｏｎｓ

Ｌｏｎｇ　Ｊｉａｎｗｕ，Ｓｈｅｎ　Ｘｕａｎｊｉｎｇ，ａｎｄ　Ｃｈｅｎ　Ｈａｉｐｅｎｇ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００１２）

（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｙｍｂｏｌｉｃ　Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｊｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００１２）

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｏｖｅｒｃｏｍｅ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｃａｌ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｗｈｉｃｈ　ｈａｖｅ　ｍａｎｙ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｕｓｕａｌｌｙ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ａｍｏｎｇｎｅｉｇｈｂｏｒ　ｒｅｇｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ｄｏｃｕｍｅｎｔ　ｉｍａｇｅｓ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｉｍａｇｅ　ｒｅｇｉｏｎｓ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒｉｏｒｉ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｏｒｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｕｓｅｒｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｍｅｔｈｏｄ　ｄｉｖｉｄｅｓ　ｔｈｅ　ｉｍａｇｅ　ｉｎｔｏ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｒｅｇｉｏｎｓｒｏｕｇｈｌｙ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｉｔ　ｓｏｒｔｓ　ａｌｌ　ｔｈｅ　ｉｍａｇｅ　ｂｌｏｃｋｓ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅｉｒ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅ　ｔａｋｅｎ　ａｓ　ａ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｔｏ　ｔｅｌｌ　ｈｏｗ　ｍｕｃｈ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ａｎｄ　ｏｂｊｅｃｔ　ｅｖｅｒｙ　ｂｌｏｃｋｃｏｎｔａｉｎｓ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｔｈｅ　ｕｓｅｒｓ　ｉｎｐｕｔ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｓｅｐａｒａｔｅ　ａｌｌ　ｒｅｇｉｏｎｓ　ｉｎｔｏ　ｔｈｒｅｅ　ｐａｒｔｓ：ｂｌｏｃｋｓ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｏｒ　ｔａｒｇｅｔ　ｏｎｌｙ，ｂｌｏｃｋｓ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ａ　ｓｍａｌｌ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｏｒｔａｒｇｅｔ，ａｎｄ　ｂｌｏｃｋｓ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ　ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ａｎｄ　ｔａｒｇｅｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎｏｆ　ｅｖｅｒｙ　ｂｌｏｃｋ　ｉｓ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．Ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｓｃｈｅｍｅ　ｙｉｅｌｄｓ　ｍｏｒｅ　ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ　ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｕｔｃｏｍｅｓ　ａｎｄ　ａｌｓｏ　ｈａｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｆｏｒｄｏｃｕｍｅｎｔ　ｉｍａｇｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｎｏｒｍａｌ　ａｎｄ　ｉｎａｄｅｑｕａｔｅ　ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｇｌｏｂａｌｍｅｔｈｏｄｓ，ｓｉｍｐｌｙ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ　ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｒｅｇｉｏｎｓ，ａｎｄ　Ｃｈｏｕ ｓ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｆｏｒ　ｐａｒｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｏｎ－ｔｅｘｔ　ｉｍａｇｅｓ．

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｉｍａｇｅ　ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ｄｏｃｕｍｅｎｔ　ｉｍａｇｅ　ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｌｏｃａｌｔｈｒｅｓｈｏｌｄ；Ｏｔｓｕ　ｍｅｔｈｏｄ

摘　要　针对现有局部阈值分割算法因参数过多带来的参数选择问题以及在分割结果中块与块之间不连续性问题，利用用户提供的先验知识或经验，提出了一种基于灰度图像区域的交互式文本图像阈值分割算法．该方法首先粗略地将图像进行分块；利用标准差作为衡量图像块含有信息量（背景信息与目标信息）多少这一度量，接着按标准差大小对所有图像块进行排序；然后由用户输入交互式信息将所有图像块分为３个集合：仅含背景或仅含目标的图像块、含有少量背景或者是含有少量目标的图像块以及背景和目标分布比较均衡的图像块；最后对各个集合中的图像块分别按相应准则进行分割．实验结果表明，对于均匀和非均匀光照条件下的文本图像，与全局分割算法、直接分块分割算法和Ｃｈｏｕ方法相比，该

　收稿日期：２０１０－０９－１４；修回日期：２０１１－１１－０２

　基金项目：国家自然科学基金项目（６０７７３０９８）；吉林省科技发展计划基金项目（２００８０３１７）；吉林大学研究生创新基金项目（２０１２１１０４）

　通信作者：陈海鹏（ｃｈｅｎｈｐ＠ｊｌｕ．ｅｄｕ．ｃｎ）