[发明专利]一种扫描文档的裁边方法与系统

权利要求书

1.根据本发明的一个方面，提出了一种扫描文档的裁边方法，包括：针对扫描得到的电子文件，将其转换为图片格式的文件；利用灰度变换把彩色图像变为灰度图像；对灰度图运用改进的Canny边缘检测算法进行轮廓检测；对得到的轮廓图像进行旋转，改善图像的观察角度；改善后的图像再次获取，边缘轮廓，并以轮廓图的大小裁剪图像。

2.据权利要求1所述的方法，由于扫描得到的图像整体偏亮，对比度不高，因此图像中存在弱边缘，虽然人眼能够观察到弱边缘的存在，但对图像作边缘检测时，会导致将弱边缘划分成非边缘，得到的边缘图像可能有间断，甚至会漏检一些倾斜的边缘，因此，在作边缘检测时为了更好地检测出图像中的弱边缘,提出了一种基于Canny的弱边缘检测改进算法。

3.据权利要求2所述的方法，改进的Canny算法原理如下，每一幅图像在拍摄的时候，都会不可避免的受到噪声的干扰。为了去除噪声并且尽可能多的保留边缘信息，增强边缘，使用双边滤波去噪：

g(i,j)代表输出点的灰度值，f(k,l)代表输入点的灰度值,S(i,j)是指以(i，j)为中心的(2N+1)*(2N+1)的大小的范围，N代表(i,j)的邻域半径，加权系数ω(i,k,j,l)是空域核与值域核的乘积，ω_d为空间距离高斯函数：

ω_r为像素值相似度高斯函数：

其中(i,j)为输出点位置，(k,l)为输入点的位置,δ_d为空间域标准差，δ_r为值域标准差，

由上式可知，当图像在灰度变化平缓的区域时，邻域中的像素值相差不大，此时ω_r无限接近于1，此时的双边滤波就是普通的高斯滤波，达到对图像平滑的效果，当图像在变化程度剧烈的区域，比如在边缘区域时，邻域中的像素值相差很大，此时ω_r趋近0，颜色差值越大，wr越逼近0，最终整个式子的值逼近于0，最终的结果是权值为0，因此在最终计算时，该处将不影响输出值，通过此种方式，既能平滑图像，又保持了图像的边缘。

4.据权利要求2所述的方法，由于扫描文件会存在一定的倾斜，因此边缘也会倾斜，因此要想更好的检测到倾斜的边缘就要对锐化滤波器进行改进：

G₁(x,y)＝max(|2f(x+1,y-1)+f(x+1,y)-2f(x,y+1)-f(x,y)|,|2f(x,y-1)+f(x-1,y)-2f(x-1,y+1)-f(x,y)|)

G₁(x,y)是通过计算滤波器对应位置的像素灰度值的加权和，然后取较大的值为正27度左右的梯度值：

G₂(x,y)＝max(|2f(x-1,y-1)+f(x-1,y)-2f(x,y+1)-f(x,y)|,|2f(x,y-1)+f(x+1,y)-2f(x+1,y+1)-f(x,y)|)

G₂(x,y)是通过计算滤波器对应位置的像素灰度值的加权和，然后取较大的值为153度左右的梯度值，为了快速的计算总的梯度，取总梯度大小大小为：

G＝|G₁|+|G₂|。

5.据权利要求4所述的方法，分别用传统的Canny算子和改进的Canny算子计算图像每个像素点的梯度值，取两种算法的最大值为该像素点的梯度值，设传统Canny算子的梯度值为G_old，改进算子的梯度值为G_new，最后的的梯度值为G_max，

G_max＝max(G_old,G_new)

传统的滤波器只考虑2个方向，即水平、垂直方向，改进后的滤波器细化了边缘检测方向，可扩展到4个边缘方向，即水平、27度左右、垂直和153度左右方向。