KR19980016572A - Image segmentation apparatus and method - Google Patents
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Abstract
본 영상분할장치 및 방법은 오프라인방식의 문자인식시스템에 있어서 노이즈에 덜 민감하도록 영상신호를 분할하기 위한 것이다. 이를 위하여 본 장치는 카메라와 같은 입력수단에서 전송되는 영상중 인식대상이 되는 영역의 영상을 추출하기 위한 영상추출부; 영상추출부에서 추출된 영상을 저역필터링하기 위한 제 1 필터;필터에서 출력된 영상의 수평에지를 검출하기 위한 제 1 검출부; 제 1 검출부에서 검출된 수평에지로 이루어진 영상에 대한 피치신호를 추출하기 위한 피치신호 추출부; 피치신호 추출부에서 추출된 피치신호를 가우시안 필터링하기 위한 제 2 필터; 제 2 필터에서 출력되는 가우시안 필터링값에서 국부 최대값을 검출하기 위한 제 2 검출부; 및 제 2 검출부에서 검출된 국부 최대값을 이용하여 영상 추출부에서 추출된 영상에 대한 분할처리를 하기 위한 분할처리부를 포함하도록 구성된다.The present image dividing apparatus and method are for dividing a video signal so as to be less sensitive to noise in an offline type character recognition system. To this end, the apparatus comprises: an image extracting unit for extracting an image of a region to be recognized among images transmitted from an input means such as a camera; A first filter for low-pass filtering the image extracted by the image extracting unit, a first detector for detecting a horizontal edge of the image output from the filter, A pitch signal extracting unit for extracting a pitch signal for an image composed of a horizontal edge detected by the first detecting unit; A second filter for Gaussian filtering the pitch signal extracted by the pitch signal extracting unit; A second detector for detecting a local maximum value from the Gaussian filtering value output from the second filter; And a division processing unit for dividing the image extracted by the image extracting unit using the local maximum value detected by the second detecting unit.
Description
본 발명은 영상분할장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 오프라인(Off-line)방식의 문자인식 시스템에 있어서 효율적으로 영상을 분할하기 위한 영상분할장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image dividing apparatus and method, and more particularly, to an image dividing apparatus and method for efficiently dividing an image in an off-line type character recognition system.
오프라인방식의 문자인식 시스템은 입력데이타를 스캐너나 카메라를 통해 얻도록 구성된 것이다. 이러한 오프라인방식의 문자인식 시스템에서는 입력영상중 인식대상(Object) 영상을 추출하기 위하여 입력영상의 밝기값의 차이를 이용하는 이분화(Binarization)와 투영방법을 이용한 영상분할방식이 이용되고 있다. 그러나 이와 같은 영상분할방식은 광학문자인식(Optical Character Recognition) 시스템과 같이 외부 노이즈가 적은 시스템에서는 효율적으로 적용되나 자동차 번호판 인식과 같이 외부 환경에 노출되어 노이즈가 많이 첨가된 경우에는 안정된(Stable) 결과를 얻기 어려운 문제가 있었다.The offline character recognition system is configured to obtain input data through a scanner or a camera. In this offline recognition system, an image segmentation method using a binarization and a projection method using a difference in brightness value of an input image is used to extract an object image of an input image. However, such an image segmentation method is effectively applied to a system having a small external noise such as an optical character recognition system, but when the noise is added to the external environment such as license plate recognition, Which is difficult to obtain.
따라서 본 발명의 목적은 오프라인방식의 문자인식 시스템에 있어서 상술한 바와 같은 노이즈에 덜 민감하도록 영상신호를 분할하기 위한 영상분할장치 및 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an image dividing apparatus and method for dividing a video signal so as to be less sensitive to noise as described above in an offline type character recognition system.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 장치는, 카메라와 같은 입력수단을 이용하는 오프라인방식의 문자인식 시스템에 적용되는 영상분할장치에 있어서, 카메라에서 전송되는 영상중 인식대상이 되는 영역의 영상을 추출하기 위한 영상추출부; 영상추출부에서 추출된 영상을 저역필터링하기 위한 제 1 필터; 필터에서 출력된 영상의 수평에지를 검출하기 위한 제 1 검출부; 제 1 검출부에서 검출된 수평에지로 이루어진 영상에 대한 피치신호를 추출하기 위한 피치신호 추출부; 피치신호 추출부에서 추출된 피치신호를 가우시안 필터링하기 위한 제 2 필터; 제 2 필터에서 출력되는 가우시안 필터링값에서 국부 최대값을 검출하기 위한 제 2 검출부; 및 제 2 검출부에서 검출된 국부 최대값을 이용하여 영상 추출부에서 추출된 영상에 대한 분할처리를 하기 위한 분할처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an apparatus according to the present invention is an image dividing device applied to an offline-type character recognition system using an input means such as a camera. The apparatus extracts an image of a region to be recognized, An image extracting unit for extracting an image; A first filter for low-pass filtering the image extracted by the image extracting unit; A first detection unit for detecting a horizontal edge of an image output from the filter; A pitch signal extracting unit for extracting a pitch signal for an image composed of a horizontal edge detected by the first detecting unit; A second filter for Gaussian filtering the pitch signal extracted by the pitch signal extracting unit; A second detector for detecting a local maximum value from the Gaussian filtering value output from the second filter; And a dividing unit for performing a dividing process on the image extracted by the image extracting unit using the local maximum value detected by the second detecting unit.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 방법은, 카메라와 같은 입력수단을 이용하는 오프라인방식의 문자인식 시스템에 적용되는 영상분할방법에 있어서, 카메라로 부터 전송되는 영상신호에서 인식 대상이 되는 영역의 영상을 추출하는 단계; 추출단계에서 추출된 영상을 저역필터링하는 단계; 저역필터링된 영상신호에 대한 수평에지를 검출하는 단계; 수평에지로 구성된 영상에 대한 피치신호를 검출하기 위한 단계; 피치신호를 가우시안 필터링하는 단계; 가우시안 필터링된 값에서 국부 최대값을 검출하는 단계; 및 국부 최대값을 분할위치로 하여 소영역의 영상을 분할하는 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an image segmentation method applied to an offline-type character recognition system using an input means such as a camera, the method comprising the steps of: Extracting an image; Performing low-pass filtering on the image extracted in the extracting step; Detecting a horizontal edge of the low-pass filtered video signal; Detecting a pitch signal for an image composed of horizontal edges; Gaussian filtering the pitch signal; Detecting a local maximum value from a Gaussian filtered value; And dividing the image of the small area into a local maximum value as a dividing position.
도 1 은 본 발명에 따른 영상분할장치의 블록도.1 is a block diagram of an image segmentation apparatus according to the present invention;
도 2 는 도 1에 도시된 각 블럭에서 출력되는 영상의 예.2 is an example of an image output from each block shown in Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 영상분할장치의 블럭도로서, 입력영상신호를 제공하기 위한 카메라(100), 카메라(100)에서 출력되는 영상신호에서 인식대상이 되는 소영역의 영상을 추출하기 위한 소영상 추출부(110), 소영상 추출부(110)에서 출력되는 영상신호의 노이즈를 제거하기 위한 저역통과필터(120), 저역통과필터(120)에서 출력되는 영상신호의 수평에지를 검출하기 위한 수평에지 검출부(130), 수평에지 검출부(130)에서 출력되는 수평에지신호의 피치(Pitch)신호를 추출하기 위한 피치신호 추출부(140), 피치신호 추출부(140)에서 출력되는 피치신호를 가우시안(Gaussian) 필터링하기 위한 가우시안 필터(150), 가우시안 필터(150)에서 출력되는 필터링 결과값에서 국부 최대값(Local Maximum)을 검출하기 위한 국부 최대값 검출부(160), 국부 최대값 검출부(160)에서 출력되는 최대값을 이용하여 상술한 소영역 영상에 대한 분할처리를 한 영상신호를 출력하기 위한 영상분할 후처리부(170)로 구성된다.FIG. 1 is a block diagram of an image dividing apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 1, a camera 100 for providing an input image signal, a microcomputer 100 for extracting an image of a small region to be recognized from a video signal output from the camera 100, A low pass filter 120 for removing noise of a video signal outputted from the image extracting unit 110 and a small image extracting unit 110 and a low pass filter 120 for detecting a horizontal edge of a video signal output from the low pass filter 120 A pitch signal extracting unit 140 for extracting a pitch signal of a horizontal edge signal outputted from the horizontal edge detecting unit 130 and the horizontal edge detecting unit 130, a pitch signal extracting unit 140 for extracting a pitch signal outputted from the pitch signal extracting unit 140, A Gaussian filter 150 for performing Gaussian filtering, a local maximum value detector 160 for detecting a local maximum value from filtering result values output from the Gaussian filter 150, a local maximum value detector 160 ) It consists of a video signal by the division processing for the above-described small area image using a daegap to image segmentation post-processing unit 170 for outputting.
도 2는 도 1에 도시된 각 부에서 출력되는 영상의 예로서, (a)는 소영상 추출부(110)에서 출력되는 영상이고, (b)는 저역통과필터(120)에서 출력되는 영상이고, (c)는 피치신호 추출부(140)에서 출력되는 영상이고, (d)는 영상분할 후처리부(170)에서 출력되는 영상이다.FIG. 2 shows an example of an image output from each unit shown in FIG. 1, where (a) is an image output from the small image extracting unit 110, (b) is an image output from the low- (c) is an image output from the pitch signal extracting unit 140, and (d) is an image output from the post-dividing processing unit 170.
그러면 도 2를 참조하여 도 1에 도시된 영상분할장치에 대한 동작을 설명하기로 한다.The operation of the image dividing apparatus shown in FIG. 1 will now be described with reference to FIG.
카메라(100)의 촬영동작을 의하여 소정의 영상신호가 인가되면, 소영상 추출부(110)로 전송된다. 소영상 추출부(110)는 인가되는 영상신호로 표현되는 영상중 인식대상이 되는 소영역의 영상을 추출한다. 이때 추출기준은 추출하고자 하는 영상의 특징을 나타내는 것을 이용하는데, 예를 들어 영상의 밝기 또는 영상의 모양 등을 이용하여 추출기준을 설정하는 경우를 들수 있으나 그 외에도 여러가지 경우를 이용하여 추출기준을 설정할 수 있다. 이와 같이 추출된 소영역의 영상은 저역통과필터(120)로 전송된다.When a predetermined image signal is applied by the photographing operation of the camera 100, the image signal is transmitted to the small image extracting unit 110. The small image extracting unit 110 extracts an image of a small region to be recognized among the images represented by the applied image signal. In this case, the extraction criterion is used to indicate the characteristic of the image to be extracted. For example, the extraction criterion is set using the brightness of the image or the shape of the image. However, in addition to this, . The image of the small region thus extracted is transmitted to the low-pass filter 120.
저역통과필터(120)는 전송되는 영상신호에 대한 노이즈를 제거하기 위하여 저역필터링을 한다. 즉, 도 2의 (a)와 같이 소영상 추출부(110)로 부터 전송되는 영상신호에 대하여 도 2의 (b)와 같이 저역필터링된 영상신호를 출력한다. 출력된 영상신호는 수평에지 검출부(130)로 전송된다.The low-pass filter 120 performs low-pass filtering to remove noise from a video signal to be transmitted. That is, as shown in (a) of FIG. 2, a low-pass filtered image signal is output to the image signal transmitted from the small image extracting unit 110 as shown in (b) of FIG. The output image signal is transmitted to the horizontal edge detector 130.
수평에지(Edge) 검출부(130)는 Sobel Operator방식을 이용하여 인가된 영상신호에 대한 수평에지를 검출한다. 즉, 인접한 화소를 고려한 소정사이즈(예를 들어 3*3)의 마스크(Mask)를 이용하여 영상의 밝기차이를 구하고, 구해진 밝기차이값의 연산에 의하여 수평에지를 검출하여 출력한다. 출력된 신호는 피치신호 추출부(140)로 전송된다.The horizontal edge detecting unit 130 detects the horizontal edge of the applied image signal using the Sobel Operator method. That is, a brightness difference of an image is obtained using a mask of a predetermined size (for example, 3 * 3) considering adjacent pixels, and the horizontal edge is detected and output by calculating the obtained brightness difference value. The output signal is transmitted to the pitch signal extraction unit 140.
피치신호 추출부(140)는 수평에지 검출부(130)에서 전송된 에지값으로 형성된 영상에 대하여 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 윗 기준선과 아래 기준선에서 수직방향으로 검출된 첫번째 에지성분이 갖는 거리를 이용하여 피치신호()를 추출한다. 즉, 아래 기준선에서 수직 위방향으로 라인탐색시 첫번째 에지성분이 나타날 때까지의 거리와 윗 기준선으로 부터 수직 아래방향으로 라인 탐색시 첫번째 에지성분이 나타날 때까지의 거리를 구하고, 좀더 노이즈에 의한 영향에 덜 민감하도록 하기 위해 구해진와신호를 가산한 신호(=+)를 피치신호로 출력한다. 출력된 피치신호는 가우시안 필터(150)로 전송된다.The pitch signal extracting unit 140 extracts the first edge component detected in the vertical direction from the upper reference line and the lower reference line with respect to the image formed with the edge value transmitted from the horizontal edge detecting unit 130 as shown in FIG. The pitch signal < RTI ID = 0.0 > ( ). That is, the distance from the lower reference line to the vertical upward direction until the first edge component appears in the line search And the distance from the upper reference line to the vertically downward direction until the first edge component appears in the line search And to be less susceptible to the effects of noise, Wow A signal added with a signal (= + ) As a pitch signal. The output pitch signal is transmitted to the Gaussian filter 150.
가우시안 필터(150)는 [수식 1]과 같이 인가된 피치신호에 대하여 가우시안 필터링을 한다.The Gaussian filter 150 performs Gaussian filtering on the applied pitch signal as shown in [Equation 1].
[수식 1][Equation 1]
가우시안 필터링된 값은 국부(Local) 최대값 검출부(160)로 전송된다. 국부 최대값 검출부(160)는 인가된 가우시안 필터링값 중 국부 최대값을 검출한다. 이때 검출방식은 기존의 방식과 동일하게 이루어진다. 이렇게 검출된 국부최대값의 위치는 영상분할 후처리부에서 영상분할검색의 기준점으로 사용된다. 검출된 국부 최대값은 영상분할 후처리부(170)로 전송된다.The Gaussian filtered value is transmitted to a local maximum value detector 160. The local maximum value detector 160 detects a local maximum value among the applied Gaussian filtering values. At this time, the detection method is the same as that of the conventional method. The position of the local maximum value thus detected is used as a reference point of the image segmentation search in the post-segmentation processing unit. The detected local maximum value is transmitted to the post-image division processing unit 170.
영상분할 후처리부(170)는 전송된 국부 최대값을 전송되는 영상의 분할 위치로 하여 상술한 소영역 영상에 대한 분할처리를 하여 출력한다. 분할처리되어 출력되는 영상신호는 도 2의 (d)에 도시된 바와 같다. 이와 같이 분할 처리된 영상신호는 필요에 따라 몇차례 반복하여 분할처리될 수 있도록 저역통과필터(120)로 전송되게 구현하여 노이즈에 좀더 안정된 분할 영상을 추출할 수 있다.The post-segmentation processing unit 170 performs segmentation processing on the small region image described above by using the transmitted local maximum value as the segmented position of the transmitted image, and outputs the result. The video signal divided and outputted is as shown in Fig. 2 (d). The image signal thus divided can be transmitted to the low-pass filter 120 so as to be divided into a plurality of iterations as needed, so that a more stable divided image can be extracted.
한편, 본 발명에 따른 영상분할방법은 카메라와 같은 입력수단을 통해 인가되는 영상신호에서 인식 대상이 되는 소영역의 영상을 추출하는 단계, 추출된 영상을 저역필터링하는 단계, 저역필터링된 영상신호에 대한 수평에지를 검출하는 단계, 검출된 수평에지로 구성된 영상에 대하여 상술한 피치신호 추출부(140)에서와 같이 피치신호를 검출하기 위한 단계, 검출된 피치신호에 대하여 상술한 [수식 1]과 같이 가우시안 필터링하는 단계, 가우시안 필터링된 값에서 국부 최대값을 검출하는 단계, 검출된 국부 최대값을 이용하여 상술한 소영역의 영상을 분할처리하는 단계로 수행된다.Meanwhile, the image segmentation method according to the present invention includes extracting an image of a small region to be recognized in an image signal applied through an input means such as a camera, performing low-pass filtering on the extracted image, A step of detecting a pitch signal as in the above-described pitch signal extracting unit 140 with respect to an image composed of the detected horizontal edge, a step of detecting the pitch signal by using the above-described [Expression 1] A step of Gaussian filtering, a step of detecting a local maximum value from the Gaussian filtered value, and a step of dividing the image of the small area by using the detected local maximum value.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명은 오프라인방식의 문자인식시스템에 있어서 저역필터링, 수평에지 및 피치신호 검출 처리에 의하여 인식대상 영상에 대한 분할처리를 하는 영상분할장치 및 방법을 제공함으로써, 노이즈에 대해 덜 민감한 분할 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is provided an image dividing apparatus and method for dividing a recognition target image by a low-pass filtering, a horizontal edge and a pitch signal detecting process in an offline character recognition system, It is possible to obtain a less sensitive divided image.
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