[发明专利]硬笔书法田字格切片图像提取方法、系统、设备

说明书

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种硬笔书法田字格切片图像提取方法、系统、设备，旨在解决目前缺乏不同图像质量下硬笔书法作品中田字格切片图提取的方法，阻碍后续精确指导学生规范书写汉字的问题。本发明方法包括：获取灰度田字格图像；对灰度田字格图像进行局部二值化；对二值化田字格图像进行轮廓提取，并将噪声区域进行剔除；对剔除噪声区域后的二值化田字格图像进行格线标记；提取格线标记图像的轮廓并进行外接多边形的拟合，得到方格，对方格进行聚类，确定方格的位置；基于方格的位置提取田字格切片图像。本发明实现不同图像质量下硬笔书法作品中田字格切片图提取，进而为后续精确指导学生规范书写汉字提供技术基础。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种硬笔书法田字格切片图像提取方法、系统、设备。

背景技术

通过智能化手段对硬笔书法练习作品进行评价能够及时有效地对学生的书法作业给出针对性的指导意见，可以有效提升硬笔书法“练习-反馈-改进”的练习效率，缓解目前依赖人工方式对学生书法练习作业进行反馈指导任务繁重的现状。

练习硬笔书法一般使用通用的田字格纸，在田字格内书写汉字，然后将手写练习作业拍摄成图片上传，等待反馈意见。通过智能化图像处理的方法评价硬笔书法练习作品，首先要获取每一个田字格汉字图像，我们称之为田字格切片图像。拍摄书法作品图像的设备、拍摄环境不尽相同，每个人的拍照水平也各有差异，硬笔书法纸田字格的颜色、深浅也具有多样性，田字格内有辅助虚线，另外，书写时可能出现汉字出格、涂抹等情况，以上诸多不确定因素导致书法练习作业图像的质量优劣差异很大，给硬笔书法田字格切片图像提取问题带来了挑战。基于此，本发明提出了一种硬笔书法田字格切片图像提取方法。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决目前缺乏不同图像质量下硬笔书法作品中田字格切片图提取的方法，阻碍后续精确指导学生规范书写汉字的问题，本发明提出了一种硬笔书法田字格切片图像提取方法，该方法包括：

S10，获取灰度田字格图像，作为输入图像；所述灰度田字格图像为对拍摄或扫描的硬笔书法纸田字格图像进行灰度转换后的图像；

S20，对所述输入图像进行局部二值化，得到二值化田字格图像；

S30，对所述二值化田字格图像进行轮廓提取，并将尺寸小于设定轮廓尺寸阈值的轮廓对应的区域作为噪声区域进行剔除；

S40，对剔除噪声区域后的二值化田字格图像进行格线标记，得到格线标记图像；

S50，提取所述格线标记图像的轮廓并进行外接多边形的拟合，若拟合的外接多边形的边数等于4且长边与短边的比例小于设定的比例阈值，则将该外接多边形作为方格；对方格进行聚类，并选定聚类后方格数最多的聚类重新进行方格聚类，重新方格聚类后确定每个方格的行坐标索引、列坐标索引，进而得到方格的位置；

S60，基于方格的位置提取田字格切片图像，作为提取结果输出。

在一些优选的实施方式中，“对所述输入图像进行局部二值化”，其方法为：

S21，提取灰度田字格图像中的直线，构建直线标记图像image_line，将所述直线标记图像中直线上的像素标记为白色，其余部分标记为黑色；

S22，构建直线灰度图image_line_gray，并基于直线灰度图计算直线像素灰度积分图；所述直线灰度图与直线标记图像白色像素对应的像素位置，其灰度值为灰度田字格图像中与直线标记图像白色像素对应的像素位置的灰度值，直线灰度图中的其余像素为黑色；

S23，构建标记图像image_label，并基于标记图像计算直线像素数目积分图；所述标记图像中与直线标记图像白色像素对应的像素位置，其灰度值设为1，其余像素设为0；