[发明专利]基于计算机视觉技术的增值税发票版面提取方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉技术的增值税发票版面提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：读取扫描仪上传的发票光电采样数字图像；

步骤2：对数字图像进行预处理，包括去噪声和平滑滤波；

步骤3：将彩色的数字图像转换为灰度的数字图像；

步骤4：计算二值化图像；

步骤5：对二值化图像求逆运算，使黑白色翻转；

步骤6：使用连通体检测算法计算二值化图像中的白色连通体区域；

步骤7：遍历每个连通体像素，按照逆时针次序记录连通体区域边界上的点到边界点链表；

步骤8：对连通体边界上的点集进行简化，简化原则为：若某点位于其前后两点所构成的直线上，则从边界点链表中删除该点；

步骤9：对每个轮廓遍历其中的点，删除直线段长度过小的线段，保留较长的直线段；在判断直线段长度是否过小时，是用预先设置的阈值和直线段的长度做比较；

步骤10：找出相邻直线段对，即遍历线段集中的每个直线，任取两条线段做比较，若其中一个直线段的某一个端点靠近另一个直线段的任意部分，且两条直线的夹角趋近于90度则为相邻直线段；

步骤11：遍历所有相邻直线段对，对每组相邻直线段对计算交点，将交点加入交点集合；

步骤12：交点用DB-SCAN算法做聚类，并用每个聚合类别的重心作为中心，作为原有的交点集合的简化；在聚类过程中，删除聚合类别中交点个数少于3个的中心，获得中心点集合；

步骤13：计算中心点集合的外接最小面积矩形；

步骤14：遍历最小面积矩形框的每条边，再遍历所有交点，获取该边上的交点个数；

步骤15：统计最小面积矩形框的每条边上交点个数，如果仅有一个，则删除该交点，重新返回步骤13计算；如果每条边都满足包含多个交点的条件，则进入步骤16；

步骤16：根据最小面积外接矩形，读取线框模板，用线框模板和交点进行匹配，获取每个具体表格的范围；将线框表格输出给后续的支付识别模块，以识别发票内容。

2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉技术的增值税发票版面提取方法，其特征在于，还包括步骤17：等待用户退出指令，若在一定时间内未接受到退出指令则返回步骤1，否则退出增值税发票版面提取过程。

3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉技术的增值税发票版面提取方法，其特征在于，在步骤10中，判断相邻直线段的过程为：取其中一个直线段的某个端点，计算该端点在第二条直线段及其延长线的投影，若投影点在另一条直线段的内部或端点上，则计算该点到直线的距离作为该点到直线段的距离；否则计算该点到另一条直线段的两端点欧式距离的最小值，作为该点到直线段的距离；

如果该距离小于预先设定的阈值，则计算此两直线段对应方向矢量的内积，如果也小于设定的阈值，那么此两直线段属于相邻直线段，将其加入相邻直线段对；如果不满足，则计算另一个端点；若还是不满足，则交换两条直线段的身份，重新判别。

4.根据权利要求1所述的基于计算机视觉技术的增值税发票版面提取方法，其特征在于，在步骤14中，遍历交点具体为：若该交点在该边的垂直投影在直线段范围内，则再计算该点到直线的距离，如果距离小于阈值，则该点近似的在该边上。

5.根据权利要求1所述的基于计算机视觉技术的增值税发票版面提取方法，其特征在于，在步骤16中，匹配方法具体为：

1）、从先验参数值中读取线框各行的高度比例，将其存入行高比例变量数组；

2）、根据当前的行高比例变量数组计算线框的各行位置；

3）、遍历所有交点中心，计算交点距离其最近的行的距离平方之和；

4）、对所有点到最近行距离平方和作为损失函数，计算其导数，利用反向传播算法计算行高比例变量数组的梯度值；

5）、对行高比例变量数组进行动态更新，若更新幅度超过设定阈值则返回步骤3）再次计算，否则进入步骤6）；

6）、按照如上规则，对每一行的列线框分别再次进行动态更新优化。