Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-02-19T18:36:51Z
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Previous issue date: 2015-02-27 / Esta Tese apresenta três novos algoritmos para restauração digital de imagens coloridas de documentos antigos, colaborando com soluções econômicas para preservação digital, proporcionando maior democratização e facilidade no acesso aos documentos em museus, bibliotecas e acervos em geral e abrindo possibilidades no uso das imagens em e-books, além de alcançar economia no processo de impressão. Para cada algoritmo, novas técnicas foram desenvolvidas como uma equalização local que elimina artefatos causados pela degradação do papel; um novo filtro bilateral, que reduz ruídos preservando bordas e a criação de critérios para definir qualidade visual em imagens de documentos contendo elementos gráficos. Dos algoritmos propostos, dois têm como finalidade obter uma versão binarizada da imagem e o terceiro visa a restauração digital de cartões postais antigos. Nos três casos, o documento pode apresentar diversos tipos de degradações causadas pela ação do tempo. O primeiro é um novo algoritmo de binarização voltado para imagens de documentos históricos que podem apresentar níveis acentuados de degradações. O método proposto faz uso da equalização local da imagem e uma extensão da diferença entre Gaussianas, o XDoG. A binarização é alcançada através de três passos: remoção de artefatos causados pela ação do tempo, através da equalização local e binarização, com o algoritmo de Otsu. O segundo combina equalização global e o operador de detecção de bordas, XDoG, para a binarização do texto. O passo final combina os resultados dos dois passos anteriores, efetuando em seguida a remoção de artefatos remanescentes. O segundo algoritmo foi desenvolvido para binarização de imagens de documentos históricos contendo, além de texto, elementos gráficos. Os objetivos deste método são: aperfeiçoar o processo de binarização, de forma que a qualidade visual dos elementos gráficos seja mantida e proporcionar economia de tinta no processo de impressão em preto e branco. O método utiliza um filtro bilateral para remover ruídos, preservando as bordas e a equalização local para remover degradações causadas pelo tempo e problemas de iluminação. O terceiro algoritmo propõe uma forma automática para restauração digital de imagens de cartões postais coloridos antigos, empregando técnicas combinadas de equalização de imagem, segmentação do fundo, realce das cores e remoção de manchas. Para realçar as cores, a degradação geral do documento é considerada como um problema de iluminação, permitindo a aplicação de algoritmos de constância de cores. / This Thesis presents three new algorithms for digital restoration of color images of old documents, collaborating with economical solutions for digital preservation and for greater democracy and ease of access to documents in museums, libraries and archives in general, opening possibilities for the use of images in e-books, also achieving economy in the printing process. For each of the algorithms, new techniques were developed as a local equalization, which eliminates images artifacts caused by the paper degradation, a new bilateral filter, that reduces noise while preserving edges and the creation of criteria for defining visual quality of document images containing graphic elements. Two of these methods convert the image to bilevel, while the third aims a color restoration of old postcards. In all three cases, the document may have various types of degradation caused by time. The first thresholding algorithm is suitable for color images of degraded historical documents. The proposed method makes use of local image equalization and an extension to the standard difference of Gaussians, the XDoG. The binarization is achieved after three main steps: the first step removes undesirable degradation artifacts using a local image equalization and Otsu binarization algorithm. The second step uses global image equalization and XDoG edge detection operator to binarize the text. The final step combines the two images generated by the previous steps, performing a cleanup to remove remaining degradations artifacts and fix possible missing text or area, to produce the final result. The second algorithm proposes a new binarization method for color images of historical document containing graphical elements. The objectives of this method are: to improve the binarization process, such that the visual quality of the drawings is not lost in the final bi-level image; to provide economy of ink in the printing process. The proposal uses a new bilateral-like filter, to remove noise but preserving edges, and a local image equalization algorithm to enhance edges, remove aging degradations and illumination artifacts. The third algorithm proposes an automatic system for the restoration of digital images of vintage colored postcards, employing the combined techniques of image equalization, background segmentation based on edge detection (using an extension of the standard difference of Gaussians filter), color enhancement, and noisy spots removal. Equalization and background segmentation are used to make easier the background spot removal. To enhance colors, the overall document degradation is regarded as an illumination problem, thereby allowing the use of color constancy algorithms.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/15259 |
| Date | 27 February 2015 |
| Creators | ROE, Edward |
| Contributors | MELLO, Carlos Alexandre Barros de |
| Publisher | UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO, Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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