[发明专利]形状检测

说明书

公开了用于形状检测的方法、系统和装置，包括在计算机存储介质上编码的计算机程序。在一个方面中，一种方法包括生成包括具有预定尺度和预定定向的预定形状的形状模型的动作。动作还包括接收图像。动作还包括标识与形状模型的边平行并且离形状模型的边预定距离的边缘。动作还包括选择可能对应于与形状模型类似的形状的边缘的多个边缘。动作还包括确定多个边缘和与形状模型类似的多个形状中的每个形状之间的拟合得分。动作还包括标识最接近拟合形状模型的图像中的特定形状。

相关申请的交叉引用

本发明要求2016年5月24日提交的美国申请号62/340,915的优先权，其通过引用并入本文中。

技术领域

本说明书涉及检测图像中的形状。

背景技术

形状或对象识别是用于查找和标识图像或视频序列中的对象的计算机视觉技术。尽管对象的图像在不同的视点中、在许多不同的大小和尺度下或者甚至在它们被平移或旋转时可能稍微变化，但是人类很容易识别图像中的多个对象。人类甚至可以识别从视野被部分遮挡的对象。该任务对于计算机视觉系统仍然是挑战。

发明内容

本申请中描述的主题涉及检测和登记数字图像中的预期几何形状。在一些实现中，检测和登记预期几何形状可以包括广义霍夫变换。该实现基于填充描述形状的参数的直方图。每个可能的参数具有bin（二进制文件），并且检查图像中的每个像素以查看它是否贡献于每个bin。当存在许多像素或许多参数来定义形状时，这遭受缓慢性能两者。其还遭受使用bin的离散性质，这可能使其错过解决方案。

此外，方法可能不太容忍形状的失真。特别地，系统应检测在三维空间中捕获的2D形状的投影。姿势和透视改变的引入降低了霍夫方法的性能。在一些实现中，方法不采取“提示”或预期解决方案来指导形状检测。

即使在图像中存在噪声的情况下，下面描述的形状检测系统也快速标识形状。系统可以容忍形状的透视失真，并且可以在形状位置处以初始猜测开始，以帮助加速处理。

形状检测系统包括从（例如移动电话上的）相机捕获驾驶执照的图像、检测卡的边界、以及登记卡的轮廓的特征。下一个动作是图像扭曲（warp）以移除透视和相机失真，以使图像标准化以用于认证文件和/或在卡上运行光学字符识别。

用于从图像检测二维几何形状的方法包括以下动作。第一个动作是将预定义的形状构造成我们打算检测的期望形状的预期平均尺度和定向。这是形状模型。第二个动作是获取数字图像。第三个动作是在沿着形状界限以间隔垂直于形状的预定义距离内计算平行于形状模型的边缘。第四个动作是存储以每个间隔的最强边缘以供检查。第五个动作是形状候选和形状中的所有预期变化针对存储的边缘点进行拟合，确定最可能的拟合并返回作为形状候选。在一些实现中，在具有直边缘的形状（例如矩形）中，每个线段可以使用前四个动作独立地拟合，然后使用第五个动作和拟合步骤A-D来拟合线，然后使用随机样本共识（RANSAC）来拟合E中的线。最终形状可以由所有线段的组合构造。

根据本申请中描述的主题的创新方面，一种用于形状识别的方法包括生成包括具有预定尺度和预定定向的预定形状的形状模型的动作；接收图像；在形状模型的每个边的图像中标识与形状模型的边平行并且离形状模型的边预定距离的边缘；从所标识的边缘当中选择可能对应于与形状模型类似的形状的边缘的多个边缘；确定多个边缘和与形状模型类似的多个形状中的每个形状之间的拟合得分；并且从多个形状当中标识最接近拟合形状模型的图像中的特定形状。