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指定颜色层提取设备和方法

阅读：1015发布：2020-06-22

IPRDB可以提供指定颜色层提取设备和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及指定颜色层提取设备和方法。所述指定颜色层提取设备包括：投影轴值基准获得单元，根据背景颜色中心和干扰色颜色中心获得投影轴设置基准；投影轴设置单元，从目标颜色中心向所述投影轴设置基准进行投影，将所述投影线设置为投影轴；目标色提取器，通过将所述彩色图像的各像素向所述投影轴投影，而提取目标色颜色层的灰度图像。，下面是指定颜色层提取设备和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种指定颜色层提取设备，用于从彩色图像中提取目标颜色层，即指定颜色层，所述指定颜色层提取设备包括：投影轴设置基准获得单元，根据背景颜色中心和干扰色颜色中心获得投影轴设置基准；

投影轴设置单元，从目标颜色中心向所述投影轴设置基准进行投影，将进行所述投影所形成的投影线设置为投影轴；

目标色提取器，通过将所述彩色图像的各像素向所述投影轴投影，而提取目标色颜色层灰度图像。

2.根据权利要求1所述的指定颜色层提取设备，其中，所述指定颜色层提取设备还包括背景色估计器、干扰色估计器和目标色估计器这三者中的至少一个，所述背景色估计器用于估计所述彩色图像的背景颜色聚类中心，作为所述背景颜色中心；所述目标色估计器用于估计所述彩色图像的目标颜色聚类中心，作为所述目标颜色中心，所述干扰色估计器用于估计所述彩色图像的干扰色聚类中心，作为干扰色颜色中心。

3.根据权利要求2所述的指定颜色层提取设备，其中，所述背景色估计器通过颜色分量直方图法、均值漂移法或聚类分析法来估计背景颜色聚类中心，所述目标色估计器或所述干扰色估计器通过均值漂移法或聚类分析法来估计目标颜色聚类中心或干扰色聚类中心。

4.根据权利要求1所述的指定颜色层提取设备，其中，所述投影轴设置基准为投影轴设置基准线，所述投影轴设置基准获得单元将所述背景色和所述干扰色组成的集合中的各颜色的颜色中心用直线连接，使每种颜色中心至少通过一条直线，将所述直线作为所述投影轴设置基准线。

5.根据权利要求4所述的指定颜色层提取设备，其中，所述背景色和所述干扰色组成的集合中的各颜色的颜色中心的连接方式为仅用所述投影轴设置基准线连接所述背景色颜色中心和各干扰色颜色中心。

6.根据权利要求4所述的指定颜色层提取设备，其中，所述背景色和所述干扰色组成的集合中的各颜色的颜色中心的连接方式为使各干扰色颜色中心仅通过一条所述投影轴设置基准线。

7.根据权利要求4所述的指定颜色层提取设备，其中，所述背景色和所述干扰色组成的集合中的各颜色的颜色中心的连接方式为仅使所述集合中的一种颜色的颜色中心通过两条或两条以上的所述投影轴设置基准线。

8.根据权利要求1所述的指定颜色层提取设备，其中，所述彩色图像包括两种或更多种干扰色，所述投影轴设置基准为投影轴设置基准面，所述投影轴设置基准获得单元获得所述背景色和所述干扰色组成的集合中的三种颜色的颜色中心所确定的平面，作为所述投影轴设置基准面，并使所述集合中的每种颜色的颜色中心至少通过一个所述投影轴设置基准面。

9.根据权利要求1所述的指定颜色层提取设备，其中，当所述投影轴设置基准获得单元获得多个投影轴设置基准时，所述投影轴设置单元相应地设置多个投影轴，所述目标色提取器将所述彩色图像的各像素向各所述投影轴投影，将在各所述投影轴上的投影值进行比较，将最小的投影值作为该像素的投影值，利用所述投影值获得所述目标色颜色层灰度图像。

10.一种指定颜色层提取方法，用于从彩色图像中提取目标颜色层，即指定颜色层，所述指定颜色层提取方法包括：投影轴设置基准获得步骤，根据背景颜色中心和干扰色颜色中心获得投影轴设置基准；

投影轴设置步骤，从目标颜色中心向所述投影轴设置基准进行投影，将进行所述投影所形成的投影线设置为投影轴；

目标色提取步骤，通过将所述彩色图像的各像素向所述投影轴投影，而提取目标色颜色层灰度图像。

说明书全文

指定颜色层提取设备和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及彩色图像的指定颜色层提取技术，尤其涉及提取彩色图像的指定颜色层的方法和设备。

背景技术

[0002] 随着彩色图像处理技术的不断发展，其应用领域也越来越广，如工业、商业、医学等。彩色图像尤其是彩色图像，不同颜色的区域往往表示不同类型的物体或内容，提取具有特定颜色的物体或内容，成为一项重要的图像预处理技术。

[0003] 一般情况下、彩色图像中的色彩提取技术可以分为三大类型。第一类，根据该像素的R，G，B值确定该像素是否为指定颜色层。例如文献(N.Sherkat，T.Allen，and S.Wong.Use of colour for hand-filled form analysisand recognition.Pattern Analysis and Applications，8(1)：163-180，2005)将像素根据其RGB值和一定的规则分到预先指定的若干颜色类中。第二类，直接利用聚类算法将色彩空间的像素聚集成若干类，如文献 (K.Sobottka，H.Bunke，and H.Kronenberg.Identificationof text on colored book andjournal covers.In Fifth InternationalConference on Document Analysis andRecognition，pages 57-62，1999)利用k-means聚类算法进行聚类来提取目标颜色层。第三类，利用颜色在RGB空间中分布形状的信息进行聚类，如文献(M.Worring and L.Todoran.Segmentation of color documents byline oriented clustering using spatial information.In Fifth InternationalConference on Document Analysis and Recognition，pages 67-70，1999)认为RGB空间中的各种颜色分布一般呈线型，利用该约束信息进行了各种颜色层的聚类从而实现对目标颜色层的提取。

[0004] 但是、上述几类方法都有一定的缺陷，第一种方法没有有效的利用和彩色文档有关的颜色先验信息，如颜色种类和数目等。第二种和第三种方法都对图像中像素的颜色在RGB空间中的分布有一定的假设，但实际情况中很难全部满足。此外，上述三种方法都无法处理不同颜色的重叠图像区域。

发明内容

[0005] 本发明针对现有技术的上述缺点作出，目的是提供从彩色图像中提取指定颜色层的方法和设备，以弥补现有技术的部分不足，至少提供一种有益的选择。

[0006] 为了实现以上目的，根据本申请提供了以下方面。

[0007] 方面1、一种指定颜色层提取设备，用于从彩色图像中提取目标颜色层，所述指定颜色层提取设备包括：

[0008] 投影轴设置基准获得单元，根据背景颜色中心和干扰色颜色中心获得投影轴设置基准；

[0009] 投影轴设置单元，从目标颜色中心向所述投影轴设置基准进行投影，将所述投影线设置为投影轴；

[0010] 目标色提取器，通过将所述彩色图像的各像素向所述投影轴投影，而提取目标色颜色层灰度图像。

[0011] 方面2、根据方面1所述的指定颜色层提取设备，其中，所述指定颜色层提取设备还包括背景色估计器、干扰色估计器和目标色估计器这三者中的至少一个，所述背景色估计器用于估计所述彩色图像的背景颜色聚类中心，作为所述背景颜色中心；所述目标色估计器用于估计所述彩色图像的目标颜色聚类中心，作为所述目标颜色中心，所述干扰色估计器用于估计所述彩色图像的干扰色聚类中心，作为干扰色颜色中心。

[0012] 方面3、根据方面2所述的指定颜色层提取设备，其中，所述背景色估计器通过颜色分量直方图法或聚类分析法来估计背景颜色聚类中心，所述目标色估计器或所述干扰色估计器通过均值漂移法或聚类分析法来估计目标颜色聚类中心。

[0013] 方面4、根据方面1所述的指定颜色层提取设备，其中，所述投影轴设置基准为投影轴设置基准线，所述投影轴设置基准获得单元将所述背景色和所述干扰色组成的集合中的各颜色的颜色中心用直线连接，使每种颜色中心至少通过一条直线，将所述直线作为所述投影轴设置基准线。

[0014] 方面5、根据方面4所述的指定颜色层提取设备，其中，所述背景色和所述干扰色组成的集合中的各颜色的颜色中心的连接方式为仅用所述投影轴设置基准线连接所述背景色颜色中心和各干扰色颜色中心。

[0015] 方面6、根据方面4所述的指定颜色层提取设备，其中，所述背景色和所述干扰色组成的集合中的各颜色的颜色中心的连接方式为使各干扰色颜色中心仅通过一条所述投影轴设置基准线。

[0016] 方面7、根据方面4所述的指定颜色层提取设备，其中，所述背景色和所述干扰色组成的集合中的各颜色的颜色中心的连接方式为仅使所述集合中的一种颜色的颜色中心通过两条或两条以上的所述投影轴设置基准线。

[0017] 方面8、根据方面1所述的指定颜色层提取设备，其中，所述彩色图像包括两种或更多种干扰色，所述投影轴设置基准为投影轴设置基准面，所述投影轴设置基准获得单元获得所述背景色和所述干扰色组成的集合中的三种颜色的颜色中心所确定的平面，作为所述投影轴设置基准面，并使所述集合中的每种颜色的颜色中心至少通过一个所述投影轴设置基准面。

[0018] 方面9、根据方面1所述的指定颜色层提取设备，其中，当所述投影轴设置基准获得单元获得多个投影轴设置基准时，所述投影轴设置单元相应地设置多个投影轴，所述目标色提取器将所述彩色图像的各像素向各所述投影轴投影，将在各所述投影轴上的投影值进行比较，将最小的投影值作为该像素的投影值。

[0019] 方面10、根据方面1所述的指定颜色层提取设备，其中，所述投影轴设置基准获得单元获得多个所述投影轴设置基准面，各所述投影轴设置基准面都通过背景颜色的颜色中心。

[0020] 方面11、一种指定颜色层提取方法，用于从彩色图像中提取目标颜色层，所述指定颜色层提取方法包括：

[0021] 投影轴设置基准获得步骤，根据背景颜色中心和干扰色颜色中心获得投影轴设置基准；

[0022] 投影轴设置步骤，从目标颜色中心向所述投影轴设置基准进行投影，将所述投影线设置为投影轴；

[0023] 目标色提取步骤，通过将所述彩色图像的各像素向所述投影轴投影，而提取目标色颜色层灰度图像。

附图说明

[0024] 参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。

[0025] 图1是示出根据本发明实施例的用于彩色图像的指定颜色层提取设备的框图。

[0026] 图2是示出了根据本发明实施例的用于估计背景颜色中心的流程图。

[0027] 图3是示出了根据本发明实施例的用于估计干扰颜色和目标颜色中心的流程图。

[0028] 图4是示出了根据本发明实施方式的用于在含有一种背景色、一种干扰色的彩色文档中提取目标颜色层的实施例。

[0029] 图5是示出了根据本发明实施方式的用于在含有一种背景色、多种干扰色的彩色图像中提取一种目标颜色层的实施例。

[0030] 图6是示出了根据本发明实施方式的用于在含有一种背景色、两种干扰色的彩色图像中提取目标颜色层的实施例。

[0031] 图7是示出了根据本发明另一实施方式的用于在含有一种背景色、多种干扰色的彩色图像中提取一种目标颜色层的实施例。

[0032] 图8示意性示出了依据本发明实施方式的用于彩色图像的指定颜色层提取方法的具体流程图。

[0033] 图9示意性示出了按照图4的实施例的方式处理的具体彩色图像及其处理结果。

[0034] 图10示意性示出了按照图6的实施例的方式处理的具体彩色图像及其处理结果。

[0035] 图11示意性示出了按照图5或图7的实施例的方式处理的具体彩色图像及其处理结果。

具体实施方式

[0036] 下面参照附图来说明本发明的实施方式。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

[0037] 图1是示出了根据本发明实施方式的指定颜色层提取设备100的框图。

[0038] 如图1所示，指定颜色层设备100包括背景色估计器101、干扰色估计器102、目标色估计器103、投影轴设置基准获得单元104、投影轴设置器105、目标色提取器106。

[0039] 下面以彩色文档图像为例，说明本发明实施方式的指定颜色层设备100对彩色图像的处理。

[0040] 在本实施例中，假定输入的彩色图像由三个颜色分量RGB表示，彩色图像的背景区域总面积远大于前景区域总面积，图像除含背景颜色和用户指定提取的颜色以外，图像含有若干其它已知的颜色。设备输出的灰度图像中，灰度级代表属于指定目标色的可信度或概率，灰度级越高，代表可信度越高。

[0041] 图2是示出了根据本发明优选实施方式的背景色估计器101的估计背景颜色中心的流程图。估计背景颜色中心的方法很多，例如可以采用颜色分量直方图法、聚类分析法、后面也会提及的均值漂移法等。图2中例示了简单快速的颜色分量直方图法。由于背景区域的面积远大于前景区域总面积，因此在像素颜色分量(例如R、G和B三分量)的统计直方图中，背景颜色中心对应直方图中的最大峰值。因而，如图2所示，首先，在步骤201统计了图像像素的R分量的直方图，并对直方图曲线做均值或高斯滤波。步骤202搜索直方图中的最大峰值，并记录它所对应的R分量值R0。类似地，在步骤203和204，和步骤205和206可以分别找到G分量值G0和B分量值B0。最后，在步骤207把颜色P0＝(R0，G0，B0)作为背景颜色中心输出。

[0042] 应该注意，虽然在图2中，计算R分量的直方图、搜索最大峰值的位置的步骤(步骤201和202)和计算G分量的直方图、搜索最大峰值的位置的步骤(步骤203和204)、以及计算B分量的直方图、搜索最大峰值的位置的步骤(步骤205和206)的步骤是并行进行的，但也可以是顺序进行的。

[0043] 在估计背景色时，也可以采用聚类分析法。例如，可以采用均值聚类(K-Means Cluster)或分层聚类(Hierarchical Cluster)，把图像在颜色空间中的点自动分成若干个类别，而数目最大的类别对应背景色，其均值对应背景色中心。

[0044] 另一方面，在输入了背景色或对指定颜色层的提取精度要求不是很高的情况下，也可以省略背景色估计器101。

[0045] 下面结合图3说明本发明实施方式的目标色估计器103和干扰色估计器102的操作。由于目标色估计器103和干扰色估计器102可以采用相同的方法实现，因而下面仅对目标色估计器103的操作进行详细的说明。另外，如前所述，背景色估计器101也可以采用相同的操作。

[0046] 图3是示出了根据本发明优选实施方式的目标色估计器103的估计目标颜色中心的流程图。估计目标颜色中心的方法也很多，例如聚类分析法、均值漂移(Mean Shift)法等，图3中例示了均值漂移(Mean Shift)法。均值漂移法可以通过迭代的方式，在颜色空间(例如RGB三维空间)中，使得指定的初始目标色收敛于目标色的聚类中心。

[0047] 虽然在进行指定颜色层提取时，用户一般都会指定目标颜色或干扰颜色，但一般而言，此时对目标颜色或干扰颜色的指定，都是定性的，例如“黑、红、黄、绿、青、蓝、紫”，或者说实际上是一种颜色范围，因而需要对所指定的颜色层的颜色进行进一步的量化，确定出干扰色和所要提取的目标色的中心。

[0048] 在估计目标色时，也可以采用聚类分析法。例如，可以采用均值聚类(K-Means Cluster)或分层聚类(Hierarchical Cluster)，把图像在颜色空间中的点自动分成若干个类别，而离初始指定颜色最近的类别对应目标颜色，其类别均值可为目标色的中心。

[0049] 在输入了明确的目标颜色值或对指定颜色层的提取精度要求不是很高的情况下，也可以省略目标色估计器103和干扰色估计器102。

[0050] 下面结合图3对目标色估计器103的处理进行详细的描述。

[0051] 步骤301，以用户指定的目标颜色初始化目标色中心，P1(0)＝(R1(0)，G1(0)，B1(0))，其中0代表迭代次数t＝0。

[0052] 步骤302，获取目标色球集，即在第t次迭代时，以目标色中心的当前值P1(t)＝(R1(t)，G1(t)，B1(t))为球心，以某个半径d在RGB颜色空间作一个球体。

[0053] 在一种方案中，可以使用固定的半径d来获得该目标色球集。在另一方案中，可以将所采用的半径d与叠代已进行的次数相关联，即在迭代初期，球心位于像素点较稀疏的区域，半径d设得较大；在迭代后期，球心位于像素点较密集的区域，半径d设得较小。

[0054] 另外，可以设定一个d值区间[dmin，dmax]，等间隔量化出一组d值，在第t次迭代时，统计所有像素的d值分布图，搜索到一个合适的d(t)使得落入区间[dmin，d(t)]内的像素数目达到预定数目。收集的像素点集合可定义为

[0055] I(t)＝{i|‖(ri，gi，bi)-(R1(t)，R1(t)，R1(t))‖≤d(t)}

[0056] 其中，t表示第t次迭代，I表示落入目标色球的像素点索引集合、‖...‖表示两点的欧式距离。

[0057] 步骤303，计算球所包含像素的颜色均值，并用它更新目标色中心，即[0058]

[0059] 其中n(t)表示集合I(t)中的元素个数。

[0060] 步骤304，更新迭代变量t。

[0061] 步骤305，判断迭代结果是否达到终止条件。尽管图中示出的中止条件为目标颜色中心的漂移量足够小，即‖P1(t+1)-P1(t)‖＜ε(ε为小正数)，但也可以利用最大迭代次数T进行限制，即t＞T，或者采用以上两个条件的组合来确定迭代是否可以结束。若未能满足终止条件，则转步骤302，进入下一轮的迭代过程。

[0062] 步骤306，以最后一次迭代的结果作为目标颜色中心P1＝(R1，G1，B1)。

[0063] 下面结合图4和图5来描述根据本发明的第一实施方式的投影轴设置基准获得单元104、投影轴设置器105和目标色提取器106的处理。在本发明第一实施方式中，对包含干扰色的文档图像，投影轴设置基准获得单元104将所述背景色和所述干扰色组成的集合中的各颜色的颜色中心用直线连接，使每种颜色中心至少通过一条直线，将所述直线作为所述投影轴设置基准线。由投影轴设置单元105从目标颜色中心向所述投影轴设置基准进行投影，将所述投影线设置为投影轴；最后由目标色提取器106通过将所述彩色图像的各像素向所述投影轴投影，而提取目标色颜色层灰度图像。

[0064] 图4示出了根据本发明的第一实施方式的投影轴设置基准获得单元104、投影轴设置器105和目标色提取器106的处理的第一实施例。在图4所示的根据本发明的第一实施方式的第一实施例中，对包含一种干扰色的文档图像，设置投影轴设置基准线，根据投影轴基准线设置投影轴，根据投影轴提取目标颜色层的原理。

[0065] 具体地，在图4所示的示例中，背景色为白色，目标颜色为黑色，而干扰色为红色。

[0066] 在三维的RGB颜色空间里，背景色中心和干扰色中心用点P0、P01表示，目标色中心用点P1表示，有投影轴设置基准获得单元104将P0、P01用直线相连，标为线1，并且由投影轴设置器105过目标色中心做垂直于线1的直线，标为线A1，该线A1为投影轴。

[0067] 然后，对于图像中的某个像素点P，可以在颜色空间中找到与其颜色对应RGB值，亦为一个点。由目标色提取器106过该点向投影轴做投影。很明显，背景色和干扰色(白色和红色)的投影的长度(也称投影值，即其为背景色的概率值)较大，而目标色的投影所得到的投影值较小，从而由投影值可以确定该像素在灰度空间中是背景色的概率。

[0068] 这样，将所有像素的投影值线性归一化到区间[0，255]，即统计投影所得到的投影值gi，确定其最大值gmax和最小值gmin，然后将所有像素对应的投影值gi线性映射到0-255，即255*(gi-gmin)/(gmax-gmin)，最后输出归一化后的灰度图像，该灰度图像即提取的目标颜色层的图像。

[0069] 图5示意了根据本发明的第一实施方式的第二实施例。在第二实施例中，对于包含两种或两种以上的干扰色的文档图像，获取投影轴基准线，设置投影轴，根据投影轴提取目标颜色层的原理。

[0070] 具体地，在图5所示的示例中，背景色为白色，目标颜色为黑色，而干扰色分别为红色、蓝色和绿色。

[0071] 在如图5所示的示例中，在三维的RGB颜色空间里，背景色中心用点P0表示，而干扰色中心分别用P01、P02、P03表示，目标色中心用点P1表示。由投影轴设置基准获得单元104将P01、P02、P03......分别和背景色中心P0用直线相连，得到线1、线2、线3，即投影轴设置基准线。由过目标色中心P1做垂直于线1、线2、线3的垂线作为投影轴，得到投影轴A1、投影轴A2、投影轴A3。

[0072] 对于图像中的某个像素点P，可以在颜色空间中找到与其颜色对应RGB值，亦为一个点，由目标色提取器106过该点向各个投影轴做投影，取该像素值在各个投影轴的投影长度(投影值)中最小的作为该像素在灰度空间中的投影。很明显，背景颜色的投影所得到的投影值较大，而目标颜色的投影所得到的投影值较小，从而由投影值可以确定该像素在灰度空间中是背景色的概率。

[0073] 将所有像素灰度值线性归一化到区间[0，255]，即统计投影所得到的投影值gi，确定其最大值gmax和最小值gmin，然后将所有像素对应的投影概率值gi线性映射到0-255，即255*(gi-gmin)/(gmax-gmin)，最后输出归一化后的灰度图像。

[0074] 在上面的实施例中，将干扰色(P01、P02、P03)分别和背景色中心P0用直线相连，得到线1、线2、线3。过目标色中心P1做垂直于线1、线2、线3的垂线作为投影轴。但这不是限制性的，可以将背景色看作一种普通的干扰色。在背景色和干扰色构成的集合中，随便选出一种颜色作为顶点色，而各将其它颜色与该顶点色用直线相连，得到线1、线2、线3等。过目标色中心P1做垂直于线1、线2、线3的垂线作为投影轴。

[0075] 在另一实施例中，可以将背景色和干扰色目标色例如随机地分成数目相等的两组，两组中的干扰色一一对应地用直线连接，然后过目标色中心P1做垂直于这些连线的垂线作为投影轴。例如对于图5所示的颜色图像的情况，可以将背景色和干扰色分成两组(即，白色和红色一组，蓝色和绿色一组)，然后两组间相互连接，从而获得线1和线2，并由此确定投影轴A1和A2。

[0076] 然后，对于图像中的某个像素点P，过该点向各个投影轴做投影，取该像素值在各个投影轴的投影长度(投影值)中最小的作为该像素在灰度空间中的投影。

[0077] 如果不能分成完全相等的两组，则剩下的一种颜色可以和背景色或任一其它干扰色用直线相连，然后过目标色中心P1做垂直于该连线的垂线作为投影轴。

[0078] 另外，与图5所示的背景颜色的情况相似，通过背景色和干扰色组成的集合中的一个或更多个颜色的颜色中心的连线可以有多条，即该集合中的一种颜色可以与该集合中的二种或更多种颜色用直线相连，并因此设置投影轴。

[0079] 在上面的陈述中，图4示出了一种干扰色的情况，图5示出了三种干扰色的情况，但本发明不受其限制，而是可以适用于两种或四种或更多种干扰色的情况。由于针对两种干扰色和针对三种以上干扰色的情况可以类似地得到，因此在此不予赘述。

[0080] 下面结合图6和图7来描述根据本发明的第二实施方式的投影轴设置基准获得单元104、投影轴设置器105和目标色提取器106的处理原理。在本发明第二实施方式中，对包含两种或更多种干扰色的文档图像，投影轴设置基准获得单元104获得所述背景色和所述干扰色组成的集合中的三种颜色的颜色中心所确定的平面，作为所述投影轴设置基准面，并使所述集合中的每种颜色的颜色中心至少通过一个所述投影轴设置基准面。由投影轴设置单元105从目标颜色中心向所述投影轴设置基准进行投影，将所述投影线设置为投影轴；最后由目标色提取器106通过将所述彩色图像的各像素向所述投影轴投影，而提取目标色颜色层灰度图像。

[0081] 图6示出了依据本发明的第二实施方式的投影轴设置基准获得单元104、投影轴设置器105和目标色提取器106的处理的第一实施例。在该第一实施例中，对于包括2种干扰色的文档图像、设置投影轴基准面，根据投影轴基准面设置投影轴，根据投影轴提取目标颜色层。

[0082] 具体地，在图6所示的示例中，背景色为白色，目标颜色为黑色，而干扰色分别为红色和绿色。

[0083] 在图6所示的示例中，在三维的RGB颜色空间里，背景色中心用点P0表示，干扰色用P01和P02表示，目标色中心用点P1表示。投影轴设置基准获得单元104将P01、P02、P0三点构成的平面设为投影轴基准面。投影轴设置器105过目标色中心P1做垂直于该平面的直线，标为线A1，该线为投影轴。在本发明中，将背景色和干扰色组成的或多个干扰色组成的平面(例如P01、P02、P0所组成的平面)称为投影轴设置基准面。将投影轴设置基准线和投影轴设置基准面成为投影轴基准。

[0084] 然后，与上面描述的相类似，对于图像中的某个像素点P，可以在颜色空间中找到与其颜色对应RGB值，亦为一个点。由目标色提取器106过该点向投影轴做投影。将所有像素的投影值线性归一化到区间[0，255]，最后输出归一化后的灰度图像，该灰度图像即提取的目标颜色层的图像。

[0085] 图7示出了依据本发明的第二实施方式的投影轴设置基准获得单元104、投影轴设置器105和目标色提取器106的处理的第二实施例。在该第二实施例中，对于包括3种干扰色的文档图像、设置投影轴基准面，根据投影轴基准面设置投影轴，根据投影轴提取目标颜色层。

[0086] 具体地，在图7所示的示例中，背景色为白色，目标颜色为黑色，而干扰色分别为红色、绿色和蓝色。

[0087] 在图7所示的示例中，在三维的RGB颜色空间里，背景色中心用点P0表示，干扰色用P01、P02和P03表示，目标色中心用点P1表示。P01、P02、P0三点构成一个平面，过目标色中心P1做垂直于该平面的直线，即投影轴A1，同时，P03、P02、P0三点构成另一个平面，过目标色中心P1做垂直于该平面的直线，即投影轴A2。

[0088] 然后，与上面描述的相类似，对于图像中的某个像素点P，可以在颜色空间中找到与其颜色对应RGB值，亦为一个点。过该点向投影轴A1和A2分别做投影，取两个投影值中较小的一个，作为该像素点的的最终投影值。将所有像素的投影值线性归一化到区间[0，255]，最后输出归一化后的灰度图像，该灰度图像即提取的目标颜色层的图像。

[0089] 在上面的陈述中，图6示出了2种干扰色的情况，图7示出了三种干扰色的情况，但本发明不受其限制，而是可以适用于四种或更多种干扰色的情况。由于针对四种或更多种干扰色的情况可以类似地得到，因此在此不予赘述。

[0090] 图8是示出了根据本发明一种实施方式的指定颜色层提取方法的流程图。

[0091] 首先，在步骤801，确定背景色中心。如上所述，确定背景色中心的方法可以是直方图法、聚类法或均值漂移法。

[0092] 然后，在步骤802，确定各干扰色中心。

[0093] 随后，在步骤803，确定目标色中心。

[0094] 确定各干扰色中心和目标色中心的方法可以采用聚类法和均值漂移法。

[0095] 虽然在图中步骤801-803是顺序进行的，但这些步骤可以并行进行。并且，在所要求的精度不高或所输入的背景色、目标色和干扰色的精度比较高时，可以省略这些步骤。

[0096] 步骤801-803可以分别由背景色估计器101、干扰色估计器102和目标色估计器103来完成。

[0097] 随后，在步骤804进行获得投影轴设置基准的处理。

[0098] 在一种实施方式中，所述投影轴设置基准为投影轴设置基准线。具体地，可以将背景色和干扰色组成的集合中的各颜色的颜色中心用直线相互连接，使每种颜色中心至少通过一条直线。

[0099] 在一种具体的实施例中，用直线分别将各干扰色中心与背景色中心相连接。这些直线构成了投影轴设置基准线。

[0100] 在另一具体的实施例中，将某一干扰色中心作为顶点色，用直线分别将其它干扰色中心和背景色中心与该干扰色中心相连接。这些直线构成了投影轴设置基准线。

[0101] 在另一具体的实施例中，通过干扰色和背景色所组成的集合中的一种或更多种颜色的颜色中心与两个或更多个的该集合中的其它颜色直线连接。

[0102] 在另一实施方式中，所述投影轴设置基准为投影轴设置基准面。具体地，用背景色和干扰色组成的集合中的各颜色的颜色中心确定一个或更多个平面，使每种颜色中心至少位于所确定出的一个平面上。

[0103] 步骤804由投影轴设置基准获取单元104实现。

[0104] 然后，在步骤805，设置投影轴。

[0105] 具体地，过目标色中心做垂直于这些投影轴设置基准的垂线作为投影轴。

[0106] 步骤805可以由投影轴设置器105完成。

[0107] 然后在步骤806，对于图像中的各个像素点P，过该点向投影轴做投影，取该像素的像素值在投影轴上的投影值，作为该像素在灰度空间中的灰度值。当有多个投影轴时，取该像素值在各个投影轴的投影值中最小的投影值，作为该像素在灰度空间中的灰度值。

[0108] 最后，在步骤907，将所有像素的灰度值线性归一化到区间[0，255]，即统计投影所得到的投影值gi，确定其灰度值gmax和最小值gmin，然后将所有像素对应的灰度值gi线性映射到0-255，即255*(gi-gmin)/(gmax-gmin)，最后输出归一化后的灰度图像。

[0109] 图9示意性给出了利用图1的指定颜色层提取设备或采用图8所示的指定颜色层提取方法处理彩色图像的具体示例。具体地，图9示意性示出了按照图4的实施例的方式处理的具体彩色图像及其处理结果。在原始的彩色图像中，在图9上部所示的输入彩色文档图像中，背景颜色是白色，含有黑色的文字和红色盖章。在图9中部示出了利用图4所具体示例的方法以黑色层为指定颜色层，以红色印章为干扰色所提取的灰度图像。图9下部示出了以红色印章为指定颜色层，以黑色层为干扰色，利用图4的所具体示例的方法所提取的灰度图像。在处理得到的灰度图像中，背景白色和干扰色都变为白色，得到了抑制，目标颜色变为黑色，得到了保留。目标白色和干扰色的重叠部分变为灰色。像素的灰度值，正体现了它属于指定颜色的强弱。

[0110] 图10示意性给出了利用图1的指定颜色层提取设备或采用图8所示的指定颜色层提取方法处理彩色图像的具体示例。具体地，图10示意性示出了按照图6的实施例的方式处理的具体彩色图像及其处理结果。在图10左侧所例示的原始的彩色图像中，背景颜色是白色，指定提取黑色层。干扰色有绿色的表格线、红色盖章，该图像可以是bmp格式的图像。在图10右侧所例示的提取后的灰度图像中，背景白色和干扰色都变为白色，得到了抑制，目标黑色变为黑色，得到了保留。目标色和干扰红色的重叠部分变为灰色。像素的灰度值，正体现了它属于指定颜色(此处为黑色)的强弱。

[0111] 图11示意性给出了利用图1的指定颜色层提取设备或采用图8所示的指定颜色层提取方法处理彩色图像的具体示例。具体地，图11示意性示出了按照图5或图7的实施例的方式处理的具体彩色图像及其处理结果。在图11最上部所示出的原始的bmp彩色图像中，背景颜色是白色，包含红色印章、绿色的发票名称、黑色的发票编号(0073140)和蓝色的公司名等。

[0112] 在图11的中部所示意给出了以绿色为干扰色，以黑色为目标色所提取的灰度图像。从该灰度图像中可以看出，背景白色和绿色都变为白色，而未作为干扰色的其余颜色，如红色、蓝色等得到了很好的保留，以相对于目标色不同灰度的形式出现。

[0113] 在图11的下部所示意给出的以绿色、红色为干扰色，以黑色为目标色所提取的灰度图像。从该灰度图像中可以看出，背景白色、绿色和红色都变为白色，而其余几种目标颜色都得到了很好的保留，以相对于目标色不同灰度的形式出现。

[0114] 从图11中也可以看出，本发明可以有效去除特定颜色。

[0115] 应该注意，前面的描述是示例性的，并不是对本发明的限制。例如，本发明也可以采用其它的表示颜色的方法，例如CMY、YUV、YCrCb空间等，此时提取颜色层的方案可与前面相同。

[0116] 根据本发明的实施例，能够从彩色图像中提取指定的颜色层。它能够充分利用输入的信息，并且所需知道的信息也较少。在一些实施例中，仅需知道待提取的目标颜色属性和干扰色，而不需要知道彩色图像的内容和所包含的其它颜色。它的输出为灰度图像，灰度的强弱代表像素颜色属于目标颜色的可信度(或者概率)，即使在目标颜色和其它颜色的重叠区域，也可以分离出目标颜色区域，能够较好地处理不同颜色的重叠区域。

[0117] 熟悉本发明的领域的技术人员应该理解，本文的流程图中的或以其他方式描述的任何处理或方法描述或方框都可以被理解为即包括由单纯硬件实现的部件、元件、装置、单元等，也包括用于实现该处理中的具体逻辑功能或步骤的一个或更多个可执行指令的代码表达模块、代码段或代码部，即也可由软件实现。另外，也可以通过计算机软件和硬件的结合来实现。

[0118] 在本文的流程图中的或以其他方式描述的逻辑和/或步骤例如可以被考虑为用于实现逻辑功能的可执行指令的有序表达，可以通过或结合指令执行系统、设备或装置(例如，基于计算机的系统、含有处理器的系统或可以从指令执行系统、设备或装置中调用并执行该指令的其他系统)在使用的任意计算机可读介质中实现这些逻辑和/或步骤。在本文的上下文中，“计算机可读介质”可以是能够包含、存储、传达、传播或传输通过或结合指令执行系统、设备或装置使用的程序的任何装置。计算机可读介质例如可以但不限于电学、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备、装置或传播介质。计算机可读介质的更具体的实施例(非穷举)包括以下各项：具有一条或更多条导线的电连接(电学)、便携式计算机磁盘(磁性)、随机存取存储器(RAM)(电学)、只读存储器(ROM)(电学)、可擦除式可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)(电学)、光纤(光学)以及便携式光盘只读存储器(CDROM)(光学)。注意，计算机可读介质甚至可以是在其上印有程序的纸件或其他适当介质，因为可以经由例如对纸件或其他介质进行光学扫描来电子捕获该程序，接着编译、解释或根据需要以适当方式对该程序进行其他处理，接着将该程序存储在计算机存储器中。

[0119] 在前面的说明书中参照特定实施例描述了本发明。然而本领域的普通技术人员理解，在不偏离如权利要求书限定的本发明的范围的前提下可以进行各种修改和改变。

标题	发布/更新时间	阅读量
备用节点的指定-专利编号CN110071821A	2020-05-12	677
相邻人指定设备-专利编号CN103562950A	2020-05-12	266
帧指定方法-专利编号CN101365134A	2020-05-11	953
设备指定系统-专利编号CN100367007C	2020-05-13	379
设备指定系统-专利编号CN1192211C	2020-05-11	372
设备指定系统-专利编号CN1319177A	2020-05-13	557
帧指定方法-专利编号CN101365134B	2020-05-11	822
设备指定系统-专利编号CN1651870A	2020-05-12	688
位置指定装置及位置指定方法-专利编号CN109565544A	2020-05-13	470
再现设备及其指定设备、指定系统和指定方法-专利编号CN1200562C	2020-05-11	452

指定颜色层提取设备和方法

指定颜色层提取设备和方法

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