[发明专利]一种基于图像处理的老唱片数字化音频处理方法

说明书

本发明公开了一种基于图像处理的老唱片数字化音频处理方法，包括下列步骤：获取图像；将输入的老唱片彩色平面音槽图片转换为灰度图像L；对L进行对比度拉伸增强处理；使用中值滤波器进行平滑处理；使用大津法对灰度增强图进行二值化处理；二值化处理的老照片平面音槽图片G含有数条音槽边界轮廓，结果保存在矩阵A中；对音槽平行的两边界轮廓横纵坐标通过hough变换获取多段直线，将获取的多段直线与中心线拟合，求出两边界音槽线的斜率以及并计算音槽两边界平行轮廓的宽度信息，将图像信息与音频数据相对应进行数字化保存。本方法无损伤无接触翻录，对设备、实验和工作环境要求比较低，实现难度较低。

技术领域

本发明涉及针对显微成像技术的老唱片音频数字化播放图像处理技术，尤其是针对显微成像后的老唱片图像的灰度化、二值化和获取音槽边界轮廓等技术。

背景技术

老唱片是传承民族文化和传统艺术的珍贵史料，对老唱片的翻录和保存具有巨大的收藏价值、艺术价值、经济和历史研究价值。从上个世纪末开始，我国老唱片收藏单位开展了老唱片翻录和数字化保存的研究，行业内普遍采用钢针和宝石针播放外录或用改造的电磁唱头播放。但是，由于技术的限制和黑胶唱片播放的原理，无法实现在不伤害唱片文物的前提下高保真的还原原始的录音效果，每一次唱片的播放，唱针在音槽内摩擦振动，对唱片载体都是一次损伤，基于此国内外陆续开展了以红外线和激光扫描非接触式唱头的研究，但此类技术对设备、实验和工作环境要求比较高，实现难度较大。

本专利提出的一种基于显微成像技术的老唱片数字化音频处理方法包括显微成像获取老唱片图像音槽图像并将其灰度化、对灰度图进行二值化、音槽边界轮廓提取以及计算宽度信息等处理步骤。本专利提出的方法主要是解决手摇唱机钢针对老唱片文物播放时的损伤问题，达到非接触式无损伤数字化播放老唱片的效果，推动有声文化遗产的数字化保存和唱片文物保护工作。

发明内容

提出了一种基于显微成像技术的老唱片数字化音频处理步骤。采用本发明所述方法，能达到无接触无损伤数字化播放老唱片的效果，具有无损伤翻录和高质量还原优势。本发明的技术方案如下：

一种基于显微成像技术的老唱片数字化音频处理方法，包括下列步骤：

1)获取图像：采用现有的高显微成像摄像设备采集老唱片平面音槽图片；

2)将输入的老唱片彩色平面音槽图片转换为灰度图像L；

3)对L进行对比度拉伸增强处理，增强结果用I表示；

4)使用中值滤波器对I进行平滑处理，处理结果用F表示；

5)使用大津法对灰度增强图进行二值化处理，处理结果用G表示；

6)二值化处理的老照片平面音槽图片G含有数条音槽边界轮廓，手动提取位于起点的音槽并将起始点作为x-y坐标系零点，遍历音槽两边界平行轮廓横纵坐标，结果保存在矩阵A中；

7)对音槽平行的两边界轮廓横纵坐标通过hough变换获取多段直线，将获取的多段直线与中心线拟合，求出两边界音槽线的斜率以及并计算音槽两边界平行轮廓的宽度信息，将图像信息与音频数据相对应进行数字化保存，方法如下：

第1步：对于二值图G中起点音槽图像的非零点H(x,y)，分别提取其横纵坐标值，将两边界平行轮廓坐标保存在矩阵A中，将中心线坐标保存在矩阵B中；

第2步：对矩阵A中的横纵坐标进行最小二乘拟合，通过离散点最小二乘拟合补全可能存在残缺的两边界平行轮廓；