专利名称：借助hough变换分割邮政物品的数字图像的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种处理邮政物品的数字图像，以通过将自动识别地址的算法应用于所述图像自动地读取在所述物品上邮政地址的方法。
背景技术：
这个方法尤其要在自动分选邮政包裹的过程中自动地读取邮政包裹的邮政地址。信件类邮政物品的地址通常通过沿其边缘输送每封信件以使得信件经过采集信件数字图像的摄像机的前面来自动读取，其图像随后可以被二进制化和过滤。一般来说，在信件上构成要自动读取的邮政地址的字符行平行于信的底部或与其垂直，即平行于图像的某一条边，这样使得自动识别地址的算法可以通过在图像的一边所给出的方向上使图像中的字符解码直接应用于数字图像的矩形部分。
包裹类邮政物品通常是体积庞大的物品并被平放在输送带上输送。对于这种类型的输送机和这种类型的邮政物品，依靠由图像中预定坐标所提供的地址行的优先方向不再可能自动读取在包裹数字图像中的邮政地址。
发明内容
本发明的目的是要提供一种处理邮政包裹的数字图像以便能自动读取每个包裹上邮政地址问题的解决方案。
为此目的，本发明提供一种处理邮政物品的数字图像以便通过将自动地址识别算法应用于所述图像来自动读取在所述物品上邮政地址的方法，该方法特征在于将图像细分成同一尺寸的图像块；将依据Hough变换的处理应用于每个图像块以便在上述图像块中识别在所考虑的图像块上像点分布的优先方向；将具有共同优先方向的图像的相邻图像块分组到一起，以便规定包含具有共同优先方向的所述相邻像块组的矩形所考虑区域，使得所述矩形所考虑区域具有一条平行于所述共同优先方向的纵向边；以及将自动地址识别算法应用于所述图像的所考虑区域以自动读取邮政地址。
用这种方法，获得平行于邮政地址中的字符行纵向延伸的矩形所考虑区域，因此既使邮政地址的行未沿数字图像的一边排列，如信件类邮政物品的情况，也可能沿所述所考虑区域的纵向边将自动地址识别算法应用于对应所述所考虑区域的数字图像部分。
本发明方法的执行将被更详细地说明并在附图中展示。
图1是表示在本发明的方法中各步骤的简要流程图。
图2是包裹的数字图像图，该图包括一个邮政地址。
图3是表示分割成构成瓦片(tile)的图像块的图2中包裹图像的一个图。
图4是在图2的包裹上的一组包含邮政地址信息的瓦片图。
图5是表示由图4所示的那组瓦片所形成的在图2图像中的所考虑区域图。
图6表示Hough变换如何被用于一个瓦片。
具体实施例方式
图1是表示一部分分选邮政包裹流程的非常概略的流程图，该流程包括处理包裹的数字图像以便从用于分选流程的每个邮政包裹自动读取邮政地址的步骤，所述分选流程在于将上述包裹自动引向对应的分选出口。
在步骤10，平放在输送带上被运载的包裹在采集包裹数字图像的摄像机下面经过。根据图2能看见一个包裹的数字图像IP图，该图像包括邮政地址AP，并且能看见在这个图像中邮政地址AP的行未转向平行于图像的一条边。一般来说，这个数字图像要经历如二进制化、消除单独的黑象素......这样的操作，这些操作是为了缩小相对应的计算机文件大小及为了消除在原始图像中出现而且无用的干扰数据。因此，由代表灰度的象素初始定义的图像被简化为黑点或白点，其中每个点可以根据处理的类型代表一个象素，或者一组象素，或者实际上在原始图像中象素的任何其它简化组合。用这种方式，原始图像可以被简化为，例如，一系列坐标，每对坐标定义图像中的一个黑点。
在本发明的方法中，在步骤20，数字图像IP(在二进制化和过滤之后)被细分或分割成下文称作“瓦片”的相同图像块。根据图3，能看见图2的图像被分割成72块瓦片IT，每块瓦片都是方形。
这个分割步骤的目的是要在后续步骤30中使识别每块瓦片中黑点分布的优先方向成为可能。尤其，一个瓦片的优先方向对应于写在瓦片上一行或多行字符的方向，所述的优先方向通过将一个算法应用于每块瓦片而被识别。为确保应用这种算法的结果是恰当的，重要的是瓦片的大小要大致对应于词的大小或者对应于多个字符的大小。实际上，瓦片比如可以是包裹上具有2cm×2cm尺寸的方形。一个用于识别在一块瓦片上优先方向的算法在下文更详细叙述。因此，在步骤30结束时，对于每个瓦片优先方向是已知的，其方向一般对应于瓦片中字符行的方向，或者对应于与其垂直的方向。
在步骤40中，通过利用在任何一组中瓦片的优先方向大体上是平行或垂直的，以及瓦片是相邻的准则形成一组或多组瓦片。图4表示在图像IP中利用本发明的方法识别的一组瓦片GI。如能看到的，这组瓦片包含地址AP，但它还不是矩形形式。
在步骤50中，与在步骤40中所提供的每组瓦片相关的所考虑区域被建立。对于一组瓦片，计算最普通的或者在该组瓦片中使用最广泛的优先方向而这个优先方向与该组瓦片有关，其后，包含该组瓦片中所有瓦片且具有平行于该组瓦片优先方向的一个边的最小矩形被计算以确定对应于研究中的该组瓦片的所考虑区域。根据图4和5，可以看见由图像IP所建立的所考虑区域ZI，该区域包含有平行于由所考虑区域ZI所构成的矩形一个底边的成行书写的目的地址。图5表示在步骤50中利用本发明的方法从数字图像IP提取的所考虑区域ZI。
在步骤50中所识别的一个或多个所考虑区域随后在步骤60中利用与每个所考虑区域有关的优先方向由一个自动字符识别算法所检验，以提取查看的包裹邮政地址。
如在步骤30所使用的检测一个瓦片优先方向的算法可以借助于将一个极性Hough变换应用于一个瓦片来开始。Hough变换在《(图形识别)》第29卷第10期第1609页由B.Yu和A.K.Jain所著的著作“Robuston fast squew detection algorithm for generic documents”中被详细描述，它使极坐标表格能从一个瓦片画出，所述极坐标表格利用包含于该瓦片中一定数量的直线中每条线上的黑点数量。在具有两个输入量(r、θ)的极坐标表格中，每对(r、θ)对应一条直线D(r、θ)，在极坐标表格中一个特定对(r、θ)的值对应于由直线D(r、θ)所包含的黑点数。图6表示一个边为C的方形瓦片IT，其中可以看到包含黑点N(x，y)的直线D(r、θ)是一条经过点P(r、θ)且垂直于向量OP(r、θ)的直线，在这里O代表与瓦片有关的坐标系的原点。尤其，向量OP(r、θ)是一个其模为Y及其极角为0的向量。对于具有以图像左下角为中心的坐标系的边为C的方形瓦片，横贯所述方形瓦片的这组直线包含于满足C＜r≤C· 及0°≤θ＜180°条件的那组直线D(r、θ)。
因此，在如图6所示的2cm×2cm瓦片中，决定使数据以半径2mm间隔，角度10。间隔离散，有可能构成具有24列和18行的极坐标表格，每列对应一个具体的半径值，每行对应一个具体的角度值。这个表格被初始化，以便使所有的对(r、θ)为0并利用关系式(※)r=X·cos(θ)+Y·sin(θ)从瓦片中每个黑点N(x，y)开始逐步填充该表格。
对于一个黑点N(x，y)，利用选择的间距以及在2mm内四舍五入，在θ＝0°时的r值利用等式(※)被计算，以形成一对(r(0°)，0°)。然后在瓦片的极坐标表格中向坐标(r(0°)，0°)单元加1。这个操作随后对θ＝10°、20°、30°......170°执行。
应该对瓦片中的每个黑点执行这个次序的操作以建立该瓦片的极坐标表格。以这种方式所获得的极坐标表格随后为每对(r、θ)列出在直线D(r、θ)上的黑点数，所述直线特别是具有为使数据离散由选定间距给出的2mm宽的窄带形式。
为了从该极坐标表格提取对应于瓦片的优先方向，对于每个角θ计算和S2(θ)，即在极坐标表格中一整行各项的平方和，并且随后选择具有S2(θ)最大值的角度θ。
则对应于瓦片优先方向的角α为α＝θ+90°。例如，一个这种瓦块是由在120°方向的直线上排列的二个黑点构成，得出S2(30°)＝22＝4及对于θ≠30°S2(θ)＝12+12＝2，接着通过把这个算法应用于所述瓦块所得到的优先方向是α＝120°。
如能见到的，基于Hough变换的算法在检测图像中点的分布的优先方向方面是有效的，但是它不能提供图像中点的位置数据，所以它不足以识别邮政包裹图像中的所考虑区域。通过在将这样的算法应用于每个瓦片之前利用本发明的方法把图像分割成瓦片，分析图像以提供足够信息以便能够确定能迅速利用一个自动地址识别算法的所考虑区域。
权利要求
1.一种处理邮政物品的数字图像(IP)通过将一种自动地址识别算法应用于所述图像来自动地读取在所述物品上邮政地址(AP)的方法，该方法的特征在于将图像细分(20)成同样大小的图像块；将基于Hough变换的处理应用(30)于每个图像块，以便在上述图像块中识别在所考虑的该像块中的像点分布的优先方向；将具有共同优先方向的相邻图像块分组(40)到一起，以便定义(50)一个包含具有共同优先方向的所述相邻图像块的组的矩形所考虑区域(ZI)，所述矩形所考虑区域(ZI)具有一条平行于所述共同优先方向的纵向边；以及将自动地址识别算法应用于图像中的所述所考虑区域以便于自动读取邮政地址。
全文摘要
本发明涉及借助HOUGH变换分割邮政物品的数字图像。为分割邮政包裹的数字图像以便自动地读取在所述包裹上的邮政地址(AP),该方法在于:将图像细分(20)成同样大小的图像块；将基于Hough变换的处理应用(30)于每个图像块,以便在上述图像块中识别在所考虑的该像块中的像点分布的优先方向；将具有共同优先方向的图像中的相邻图像块分组(40)到一起,以便定义(50)一个包含具有共同优先方向的所述相邻图像块的组的矩形所考虑区域(ZI),所述矩形所考虑区域具有一条平行于所述共同优先方向的纵向边；以及将自动地址识别算法应用于图像中的所述所考虑区域以便于自动读取邮政地址。
文档编号G06K9/32GK1423794SQ0180818
公开日2003年6月11日 申请日期2001年6月19日 优先权日2000年6月27日
发明者吉尔斯·阿尔卡斯－鲁克, 奥里维尔·皮特里 申请人:索利斯蒂克有限公司