基于边缘检测的快速纸张检测方法

来源：计算机工程与科学杂志2022年第10期北京时间：

作者：徐琨, 赵启雯, 徐源, 柳有权

单位：（长安大学信息工程学院，陕西 西安 710021）

摘要：结合普通纸笔交互方式对纸张检测的实时性和鲁棒性的要求，提出了一种基于边缘检测的快速纸张检测方法。在边缘检测阶段，提出了跨层特征融合的快速纸张边缘检测方法。在HED主干网上添加线性瓶颈逆残差块和融入高效通道注意力的B-ECA块，大幅度减少了参数量，增加了显著特征的权重;分阶段融合各阶段各层特征，保留了更多的边缘特征;对高阶段特征上采样，并与低阶段特征进行跨层特征融合，解决了边缘模糊的问题。在自建的MPDS数据集上进行训练和测试，相较于HED方法，提出的纸张边缘检测方法在ODS和OIS指标上分别提高了8.1%和6.6%，检测速度由22.08 fps提高到了39.02 fps。在纸张提取阶段，提出了基于纸张结构约束的纸张提取方法。依次对纸张边缘进行基于非极大值抑制的边缘细化、直线检测与筛选、结构约束的纸张顶点提取，最终提取出只包含纸张的图像。实验结果表明，在各种复杂桌面环境及遮挡情况下，提出的纸张提取方法均可以快速、准确地提取完整的纸张图像，可以为普通纸笔交互方法提供交互基础。

关键词：纸张边缘检测,HED,通道注意力,跨层特征融合,非极大值抑制,

基金资助：中国载人航天工程办公室预研项目(030101)