自適應的錶盤數字識別裝置與方法
2023-05-31 02:31:51 1
專利名稱：自適應的錶盤數字識別裝置與方法
技術領域：
本發明涉及一種錶盤數字識別裝置與方法，尤其涉及一種自適應的錶盤數字識別 裝置以及應用於該錶盤數字識別裝置的數字圖像處理方法。
背景技術：
傳統的數字識別方法通常是，印刷體數字字符通過模板匹配的方法進行識別處 理，手寫體數字字符通過特徵匹配的方法進行識別處理，除此之外，通過神經網絡訓練進行 數字識別也是常用方法之一。由於圖像閾值化處理後的二值圖像的字符位置分布不一致， 基於模板匹配的數字識別方法匹配率比較低；由於光線等噪聲幹擾，基於特徵匹配的數字 識別方法的準確率比較低；基於神經網絡的數字識別方法的準確率與特徵選取以及訓練時 間有關，雖然識別準確率較高，但還達不到當前數字識別應用對準確度的要求。此外，在攝 像機採集的圖像解析度比較低，圖像主觀質量比較差的情況下，二值圖像的字符分割會變 得不準確，以上幾種傳統的數字識別方法的準確率也會降低。目前對數字識別的研究主要集中在兩個方向，一是新的識別算法的研究，二是集 成方法的研究。前者的數字識別準確率因方法而異，對特定的數字識別應用可以調整相關 參數得到較高的準確率，不能很好地實現數字識別的自適應需求；後者包括特徵的集成和 分類方法的集成，通過將不同性質的特徵或者分類方法進行互補集成，以提高整體的可靠 性和識別率。但是已有的該類集成數字識別方法在字符結構上魯棒性不強。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種錶盤數字識別裝置與方法。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種自適應的錶盤數字識別裝置， 它包括CMOS成像單元、圖像處理單元、補光控制單元、圖像識別單元和通信接口單元。其 中，所述CMOS成像單元與圖像處理單元、圖像識別單元以及通信接口單元依次相連，圖像 處理單元與補光控制單元相連，補光控制單元與CMOS成像單元相連，圖像識別單元與CMOS 成像單元相連。一種應用上述裝置的自適應的錶盤數字識別方法，該方法包括以下步驟(1)自動定位字符區域。(2)建立字符模板。(3)識別錶盤數字。其中，所述步驟(1)具體包括以下步驟(1. 1)幀差累加字符粗定位對連續多幀錶盤圖像做幀差累加，去除由於噪聲等 影響產生的小區域；根據攝像頭與錶盤的位置關係，由區域對稱性確定區域邊界；然後對 區域範圍進行合理性判斷，如果不符合預設範圍則回到步驟(1.1)再次讀圖像進行區域定 位；如果符合預設範圍則根據字符類型分類來確定字符的精確位置，如果是大字符，進入步 驟(1. 2)，如果是小字符，進入步驟(1. 3)。(1. 2)如果為大字符，首先讀取錶盤圖像，針對燃
4氣表錶盤特徵根據RGB顏色不同分離出黑白字符區域和紅白字符區域；分別對兩種字符區 域進行自適應的圖像二值化處理，並去除二值化圖像中由於噪聲等影響產生的小區域；然 後字符歸一化；然後對歸一化圖像進行骨架過程即對每個字符進行骨架提取，骨架特徵 提取，特徵匹配率計算，識別字符；如果字符區域內全部字符的骨架識別率都達到100%， 判斷為正確分割的字符位置，並記錄相關的字符精確位置以及字符個數。如果不符合重新 進行上述操作直到字符精確位置確定為止。(1.3)如果為小字符，首先讀取錶盤圖像，提取 字符區域的灰度值，用Carmy算子提取字符區域的邊緣；根據邊緣的字符獨立性和分布均 勻性來分割出字符的精確位置，並判斷該分割位置的合理性。如果不符合則重新進行上述 操作直到字符精確位置確定為止。所述步驟(2)具體包括以下步驟(2. 1)字符自適應二值化對每個字符區域進行自適應的圖像二值化處理，並去 除二值化圖像中由於噪聲等影響產生的小區域。(2. 2)字符歸一化。(2. 3)對歸一化圖像進行骨架過程即對每個字符進行骨架提取，骨架特徵提取， 特徵匹配率計算，識別字符。(2. 4)建立字符模板根據特徵匹配率的大小來確定是否屬於正確的字符識別結 果，如果是則將該字符區域的像素點寫入對應的字符模板。如果字符模板未建立完畢，跳到 步驟(2. 1)，直到字符模板建立完畢。所述步驟(3)具體包括以下步驟(3. 1)字符自適應二值化對每個字符區域進行自適應的圖像二值化處理，並去 除二值化圖像中由於噪聲等影響產生的小區域；(3. 2)字符歸一化；(3. 3)判斷字符是否是半字字符對二值化圖像進行區域標記，統計各個區域的 邊界信息，判斷區域間在左右邊界的差異性以及上下邊界的差異性，如果左右邊界的差異 性小於一定閾值而且從上下邊界判斷兩個區域佔據區域高度的一定比例，則判斷該位置屬 於半字字符狀態。否則，則判斷該位置屬於完整字符狀態；(3. 4)模板匹配如果字符區域沒有半字字符，則用原始匹配模板進行字符匹配， 統計像素正確匹配率。對於完整字符，如果模板匹配程度大於一定閾值，而且其他字符匹配 率遠遠低於該匹配度，則輸出識別結果，否則模板匹配不能識別該字符。(3. 5)骨架匹配對於完整字符區域中模板匹配不成功的字符，根據2. 3步驟進行 骨架特徵匹配，如果骨架匹配度超過一定閾值則寫入目標區域，否則該完整字符為不可識 別字符。(3. 6)半字字符模板匹配如果字符區域有半字字符，重建匹配模板，用重建模板 進行字符匹配，分別確定字符區域的起始位置，與模板中相鄰兩個字符進行匹配，統計像素 正確匹配率來確定半字字符的識別結果。本發明的有益效果是本發明可以根據連續多幀的錶盤圖像自動定位字符區域位 置以及字符的精確位置，實時建立當前錶盤的字符模板，提高了錶盤數字識別的自適應性； 提出了一種魯棒的骨架特徵匹配方法，提高了錶盤數字識別的準確率；結合模板匹配方法 和骨架特徵匹配方法進行數字字符識別，降低了單純用特徵匹配方法的計算複雜度；針對
5錶盤轉動拍攝產生的半字字符重建字符模板進行模板匹配識別，提高了錶盤數字識別的準 確率；本發明在環境光線變化的情況下具有一定的魯棒性；本發明不限於錶盤字符的數字 識別，還可以推廣到其他數字識別應用上，比如車牌識別等。
附圖1是本發明裝置的具體結構圖；附圖2是本發明圖像識別單元中提取骨架所涉及的3*3鄰域示意圖；附圖3是本發明圖像識別單元中提取骨架所涉及的兩個判斷條件的像素點分布 圖；附圖4是本發明圖像識別單元中提取骨架所涉及的八鄰域搜索方向示意圖；附圖5是本發明圖像預處理單元的算法流程圖；附圖6是本發明圖像識別單元與其他裝置的連線電路圖；附圖7是本發明圖像識別單元的框架圖；附圖8是本發明圖像識別單元的算法流程圖。
具體實施例方式名詞的定義1、半字字符定義由於錶盤轉動產生不是完整字符，而是前後兩個字符的一半，稱 這樣的字符為半字字符。2、自適應的圖像二值化處理根據區域像素值分布來確定閾值，根據閾值對圖像進行二值化。閾值確定步驟如 下①、對整個區域的像素亮度值進行直方圖統計；②、對亮度值分布概率不為零的直方圖區間，分別計算每個亮度值分布概率的累 加值以及亮度值與分布概率乘積的累加值。公式如下
亮度值分布概率的累加值Hist_Pro[n] = J Hist_Reg[i+left]
亮度值與分布概率乘積的累加值HisLVec^btHist-RegtWeimWeft) 其中，Hist_Pr0[n]為亮度值從(left+Ι)到(left+n)的分布概率累加值，left是 亮度直方圖概率不為零區間的左邊界。η = 1，...，length，length為亮度值分布概率不為 零的直方圖區間長度。HiSt_Reg[i+left]為亮度值為(i+left)的分布概率。HistJec[η]為亮度值從(left+Ι)到(left+n)的分布概率與對應亮度值乘積 的累加值。η = 1，. . .，length, length亮度值分布概率不為零的直方圖區間長度。Hist_ Reg [i+left]為亮度值為(i+left)的分布概率。③、根據以下公式求取最大值對應的亮度值作為二值化的閾值其中，Hist_Pr0[n]為亮度值分布概率的累加值，HistJec [η]為亮度值與分布概率乘積的累加值。η = 1，. . .，length, length為亮度值分布概率不為零的直方圖區間長度。3、骨架提取附圖2表示骨架提取中的3*3鄰域，對各鄰域點標記為P2，P2，. .，P9，對圖像中每 個二值化處理後的白色像素點，下面①②③④四個條件如果同時滿足，則刪除當前點Pl。重 復這一步驟，直到圖像中所有的點都不可刪除為止。①2 < = NZ(Pl) <= 6其中NZ(Pl)表示像素點Pl八鄰域像素點為白色像素點的個數。②ZO (Pl)=I其中，ZO(Pl)表示如附圖3左邊環所示從像素點P2開始判斷當前像素點與下一 像素點如果是O與1的組合則計數增加1，直到回到原點P2，ZO(Pl)結果為該計數值。③P2*P4*P8 = 0 或者 ZO(Pl) ！ =1其中，P2、P4、P8表示圖2所示的當前像素點的三個鄰域點的像素值，ZO(Pl)表示 如附圖5左邊環所示從像素點P2開始判斷當前像素點與下一像素點如果是0與1的組合 則計數增加1，直到回到原點P2，ZO(Pl)結果為該計數值。④P2*P4*P6 = 0 或者 ZO (P4) ！ = 1其中，P2、P4、P6表示圖2所示的當前像素點的三個鄰域點的像素值，Z0(P4)表示 如附圖3右邊環所示從像素點P3開始判斷當前像素點與下一像素點如果是0與1的組合 則計數增加1，直到回到原點P3，ZO (P4)結果為該計數值；4、骨架特徵提取附圖4表示骨架提取過程中使用8鄰域搜索的方向圖。尋找初始骨架像素點對每個字符區域從上到下、從左到右搜索第一個字符骨架 像素點，找到後從該點開始按照附圖4所示的8個鄰域方向進行順時針遍歷骨架。遍歷骨架過程從第一個骨架像素點開始，遍歷整個字符骨架，如果遇到多個分 支，則按順時針方向進行遞歸遍歷，直到字符的每個骨架像素完全遍歷為止，去除字符骨架 上的一些因為噪聲引起的偽骨架信息，並實時統計字符拐點、叉點、閉環、骨架方向、端點以 及端點位置信息、字符過線數等骨架特徵。①、去除偽骨架信息在骨架遍歷過程中，去除小分支(小分支的長度在閾值以 下)以及去除非字符骨架的方向性分支。②、提取骨架方向特徵如附圖4所示的8方向圖，在骨架遍歷過程中，分別統計每 個字符的骨架遍歷方向。③、提取骨架特徵在骨架遍歷過程中，根據判斷當前骨架像素點是分支點或者端 點，來確定是字符骨架的端點、拐點還是叉點；根據分支點出發有沒有回到原點來判斷字符 骨架的閉環；組合各個端點在字符圖像中的上下左右位置來得到端點的位置信息。④、統計字符過線數分別對每個字符骨架的橫向與列向的中心位置、1/4位置與 3/4位置進行遍歷統計過線數。5、特徵匹配度計算對提取的骨架特徵，從閉環個數0、1、2分別進行匹配度計算。①、閉環個數為2，則分別對端點個數、叉點個數、橫向1/4過線數以及橫向3/4過分別增加匹配度。②、閉環個數為1，則分別對端點個數、叉點個數、橫向1/4過線數以及橫向3/4過 線數進行判斷，符合則分別增加匹配度。③、閉環個數為0，則分別對端點個數、端點位置信息、橫向1/4過線數以及橫向 3/4過線數進行判斷，符合則分別增加匹配度。6、字符識別對提取的骨架特徵，從閉環個數0、1、2分別進行字符識別。①、閉環個數為2，則從端點個數、叉點個數、橫向1/4過線數以及橫向3/4過線數 識別為字符「8」。②、閉環個數為1，則從端點個數、橫向1/4過線數以及橫線3/4過線數的不同分別 識別為「0，6，9」字符。③、閉環個數為0，則從端點位置、χ, y軸過線數、橫向1/4和3/4過線數以及鏈碼 信息判別為「1，2，3，4，5，7」字符。一種自適應的錶盤數字識別裝置附圖1展示了本發明的自適應的錶盤數字識別裝置的具體結構。本系統包括CMOS 成像單元、圖像處理單元、補光控制單元、圖像識別單元和通信接口單元五個部分。其中，CMOS成像單元與圖像處理單元、圖像識別單元以及通信接口單元依次相連， 圖像處理單元與補光控制單元相連，補光控制單元與CMOS成像單元相連，圖像識別單元與 CMOS成像單元相連。圖像處理單元輸出結果到補光控制單元，補光控制單元根據圖像處理單元的結果 控制CMOS成像單元採集的圖像質量，圖像識別單元輸出結果控制CMOS成像單元採集圖像 的順序。其中，CMOS成像單元、圖像處理單元與補光控制單元構成了圖像攝取裝置。CMOS成像單元包括採用VGA解析度的CMOS成像模組以及傳輸部件，拍攝對象由 鏡頭單元傳至感光元件並將其轉化成以像素為單位的電子信號，並輸出該信號到圖像識別 單元的DSP處理器。該裝置可以採用寧波舜宇光電信息有限公司8014KA型號的CMOS攝像 頭產品來實現。圖像處理單元對輸入圖像進行濾波處理，對圖像亮度及對比度檢測，確定圖像質 量是否滿足數字識別的要求，輸出結果給補光控制單元。算法流程圖如附圖5所示。①、圖像濾波處理對輸入圖像進行中值濾波處理；②、亮度值直方圖統計對整幅圖像的像素亮度值進行直方圖統計；③、圖像對比度檢測分析亮度直方圖的圖像特徵，通過亮度直方圖的峰值遠近來 判斷圖像特徵是否為波峰突出、圖像偏亮或圖像偏暗。將此對比度結果輸出到補光控制單兀。補光控制單元採用LED補光部件，根據圖像處理單元的輸出結果控制是否需要 補光。LED補光器件可以採用LED發光二極體來實現。圖像識別單元包括DSP處理器，負責錶盤數字自動識別算法的實現。首先，該單元 控制圖像攝取裝置採集圖像進行字符區域定位以及字符精確位置定位，以及字符區域合理 性判斷；然後，控制圖像攝取裝置連續採集圖像，在定位好的字符區域分別對每個字符進行 處理，正確建立當前錶盤類型的字符模板；最後，對採集的待識別錶盤圖像進行識別，將數
8字結果通過通信接口單元輸出到外設。附圖6為圖像識別單元與其他裝置的連線電路圖，其中，Ul為可以採用ADI公司 BLACKFIN系列DSP晶片，PPICLK/PPID0-D7為視頻口，接受視頻數據至DSP內進行處理。 SCL、SDA為I2C總線，通過此總線配置CMOS攝像頭進行圖像讀取。UART_TX/UART_RX為串 型接口，此接口信號通過MAX485晶片轉換為適合長距離傳輸的RS485信號與上位機進行 通信。U2可以採用MAXIM公司的MAX485晶片，用來將DSP晶片產生的串口信號轉換為滿 足RS485協議的差分電平信號，以滿足長距離傳輸的需要。U3可以採用寧波舜宇光電信息 有限公司出產的8014ka晶片，主要作用是採集視頻信號，並將採集的數字視頻信號轉換為 bt656的數字格式傳輸至DSP中進行進一步處理。通信接口單元包括標準的串口通信、通信協議和數據格式。串口通信，如RS485， RS232，SPI等方式，可以直接同其它設備或模塊相連。具有以上設備配置的錶盤數字識別裝置，能夠自適應地識別出錶盤數字結果，並 將結果和JPEG格式的字符圖像輸出到外設。一種應用上述錶盤數字識別裝置的錶盤數字識別方法，如附圖7的算法框架圖以 及附圖8的算法流程圖所示，包括以下步驟1、自動定位字符區域由於不同錶盤圖像的字符分布位置不一致，根據不同的錶盤類型通過一定的算法 自動定位出錶盤的字符區域位置，將該位置信息用於字符建模和字符識別，可以減少由於 環境條件如光線變化引起字符位置幹擾的影響。而且，由於不同字符的顏色和光線分布位 置不同，通過一定的算法自動定位出每個字符的精確位置，可以對每個字符區域分別進行 更精確的閾值處理，減少了由於字符光線變化等因素造成的影響。由於CMOS成像模組焦距 不可調節，對於大字符和小字符分別處理。本發明提供了一種根據連續多幀錶盤圖像和預設的合理區域範圍，按以下方式確 定字符區域位置和字符精確位置的方法。1. 1幀差累加字符粗定位對連續多幀錶盤圖像做幀差累加，去除由於噪聲等影 響產生的小區域；根據攝像頭與錶盤的位置關係，由區域對稱性確定區域邊界；然後對區 域範圍進行合理性判斷，如果不符合預設範圍則轉到1.1再次讀圖像進行區域定位；如果 符合預設範圍則根據字符類型分類來確定字符的精確位置，如果是大字符，跳到1. . 2，如果 是小字符，跳到1.3。1. 2如果為大字符，如燃氣表1. 2. 1區域自適應二值化讀取錶盤圖像，首先針對燃氣表錶盤特徵根據RGB顏 色不同分離出黑白字符區域和紅白字符區域；分別對兩種字符區域進行自適應的圖像二值 化處理，並去除二值化圖像中由於噪聲等影響產生的小區域；1.2.2 字符歸一化；1. 2. 3骨架過程對歸一化圖像進行骨架過程即對每個字符進行骨架提取，骨 架特徵提取，特徵匹配率計算，識別字符。1. 2. 4字符精確定位如果字符區域內全部字符的骨架識別率都達到100%，判 斷為正確分割的字符位置，並記錄相關的字符精確位置以及字符個數。如果不符合則跳到 1. 2. 1進行上述操作直到字符精確位置確定為止。
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1. 3如果為小字符，如水錶讀取錶盤圖像，首先提取字符區域的灰度值，用 Canny算子提取字符區域的邊緣；根據邊緣的字符獨立性和分布均勻性來分割出字符的精 確位置，並判斷該分割位置的合理性。如果不符合則跳到1. 3進行上述操作直到字符精確 位置確定為止。2、建立字符模板字符建模的準確性決定了字符模板匹配識別的準確率，傳統的模板匹配方法忽略 了字體結構類型和字符分布位置的不同，降低了字符模板匹配率。由於不同錶盤的字符結 構類型不同，以及模板與當前字符的分布位置不同影響了模板匹配的準確率，通過一定的 算法對當前錶盤進行實時字符建模，並記錄模板的字符分布信息，可以提高模板匹配識別 方法的準確率。本發明提供了一種根據字符區域位置信息，按以下方式確定字符骨架匹配識別結 果進行循環建立0-9的字符模板的方法。2. 1字符自適應二值化對每個字符區域進行自適應的圖像二值化處理，並去除 二值化圖像中由於噪聲等影響產生的小區域；2. 2字符歸一化；2. 3對歸一化圖像進行骨架過程即對每個字符進行骨架提取，骨架特徵提取，特 徵匹配率計算，識別字符。2. 4建立字符模板根據特徵匹配率的大小來確定是否屬於正確的字符識別結 果，如果是則將該字符區域的像素點寫入對應的字符模板。如果字符模板未建立完畢，跳到 步驟2. 1，直到字符模板建立完畢。3、識別錶盤數字由於字符的模板匹配方法的匹配準確率比較低，而特徵匹配方法計算複雜度比較 高以及算法對外界幹擾敏感度比較高，結合兩種方法的優勢，首先通過模板匹配方法進行 字符匹配，未達到一定匹配率的字符再進行骨架特徵匹配，在一定程度上提高了識別的準 確度並且降低了計算複雜度。本發明提供了一種根據步驟1得到的字符區域位置信息和步驟2得到的字符模 板，按以下方式確定錶盤圖像的字符識別結果的方法。3. 1字符自適應二值化對每個字符區域進行自適應的圖像二值化處理，並去除 二值化圖像中由於噪聲等影響產生的小區域；3. 2字符歸一化；3. 3判斷字符是否是半字字符對二值化圖像進行區域標記，統計各個區域的邊 界信息，判斷區域間在左右邊界的差異性以及上下邊界的差異性，如果左右邊界的差異性 小於一定閾值而且從上下邊界判斷兩個區域佔據區域高度的一定比例，則判斷該位置屬於 半字字符狀態。否則，則判斷該位置屬於完整字符狀態；3. 4模板匹配如果字符區域沒有半字字符，則用原始匹配模板進行字符匹配，統 計像素正確匹配率。對於完整字符，如果模板匹配程度大於一定閾值，而且其他字符匹配率 遠遠低於該匹配度，則輸出識別結果，否則模板匹配不能識別該字符。3. 5骨架匹配對於完整字符區域中模板匹配不成功的字符，根據2. 3步驟進行 骨架特徵匹配，如果骨架匹配度超過一定閾值則寫入目標區域，否則該完整字符為不可識別字符。 3. 6半字字符模板匹配如果字符區域有半字字符，重建匹配模板，用重建模板進 行字符匹配，分別確定字符區域的起始位置，與模板中相鄰兩個字符進行匹配，統計像素正 確匹配率來確定半字字符的識別結果。
權利要求
一種自適應的錶盤數字識別裝置，其特徵在於，它包括CMOS成像單元、圖像處理單元、補光控制單元、圖像識別單元和通信接口單元。其中，所述CMOS成像單元與圖像處理單元、圖像識別單元以及通信接口單元依次相連，圖像處理單元與補光控制單元相連，補光控制單元與CMOS成像單元相連，圖像識別單元與CMOS成像單元相連。
2.一種應用權利要求1所述裝置的自適應的錶盤數字識別方法，其特徵在於，該方法 包括以下步驟(1)自動定位字符區域。(2)建立字符模板。(3)識別錶盤數字。其中，所述步驟(1)具體包括以下步驟(1. 1)幀差累加字符粗定位對連續多幀錶盤圖像做幀差累加，去除由於噪聲等影響 產生的小區域；根據攝像頭與錶盤的位置關係，由區域對稱性確定區域邊界；然後對區域 範圍進行合理性判斷，如果不符合預設範圍則回到步驟(1. 1)再次讀圖像進行區域定位； 如果符合預設範圍則根據字符類型分類來確定字符的精確位置，如果是大字符，進入步驟 (1.2)，如果是小字符，進入步驟(1.3)。(1.2)如果為大字符，首先讀取錶盤圖像，針對燃氣 表錶盤特徵根據RGB顏色不同分離出黑白字符區域和紅白字符區域；分別對兩種字符區域 進行自適應的圖像二值化處理，並去除二值化圖像中由於噪聲等影響產生的小區域；然後 字符歸一化；然後對歸一化圖像進行骨架過程即對每個字符進行骨架提取，骨架特徵提 取，特徵匹配率計算，識別字符；如果字符區域內全部字符的骨架識別率都達到100%，判 斷為正確分割的字符位置，並記錄相關的字符精確位置以及字符個數。如果不符合重新進 行上述操作直到字符精確位置確定為止。(1. 3)如果為小字符，首先讀取錶盤圖像，提取字符區域的灰度值，用Carmy算子提取 字符區域的邊緣；根據邊緣的字符獨立性和分布均勻性來分割出字符的精確位置，並判斷 該分割位置的合理性。如果不符合則重新進行上述操作直到字符精確位置確定為止。所述步驟(2)具體包括以下步驟(2. 1)字符自適應二值化對每個字符區域進行自適應的圖像二值化處理，並去除二 值化圖像中由於噪聲等影響產生的小區域。(2. 2)字符歸一化。(2. 3)對歸一化圖像進行骨架過程即對每個字符進行骨架提取，骨架特徵提取，特徵 匹配率計算，識別字符。(2. 4)建立字符模板根據特徵匹配率的大小來確定是否屬於正確的字符識別結果， 如果是則將該字符區域的像素點寫入對應的字符模板。如果字符模板未建立完畢，跳到步 驟(2. 1)，直到字符模板建立完畢。所述步驟(3)具體包括以下步驟(3. 1)字符自適應二值化對每個字符區域進行自適應的圖像二值化處理，並去除二 值化圖像中由於噪聲等影響產生的小區域；(3. 2)字符歸一化；(3. 3)判斷字符是否是半字字符對二值化圖像進行區域標記，統計各個區域的邊界 信息，判斷區域間在左右邊界的差異性以及上下邊界的差異性，如果左右邊界的差異性小於一定閾值而且從上下邊界判斷兩個區域佔據區域高度的一定比例，則判斷該位置屬於半 字字符狀態。否則，則判斷該位置屬於完整字符狀態；(3. 4)模板匹配如果字符區域沒有半字字符，則用原始匹配模板進行字符匹配，統計 像素正確匹配率。對於完整字符，如果模板匹配程度大於一定閾值，而且其他字符匹配率遠 遠低於該匹配度，則輸出識別結果，否則模板匹配不能識別該字符。(3. 5)骨架匹配對於完整字符區域中模板匹配不成功的字符，根據2. 3步驟進行骨架 特徵匹配，如果骨架匹配度超過一定閾值則寫入目標區域，否則該完整字符為不可識別字 符。(3.6)半字字符模板匹配如果字符區域有半字字符，重建匹配模板，用重建模板進行 字符匹配，分別確定字符區域的起始位置，與模板中相鄰兩個字符進行匹配，統計像素正確 匹配率來確定半字字符的識別結果。
全文摘要
本發明公開了一種自適應的錶盤數字識別裝置與方法，可以根據連續多幀的錶盤圖像自動定位字符區域位置以及字符的精確位置，實時建立當前錶盤的字符模板，提高了錶盤數字識別的自適應性；提出了一種魯棒的骨架特徵匹配方法，提高了錶盤數字識別的準確率；結合模板匹配方法和骨架特徵匹配方法進行數字字符識別，降低了單純用特徵匹配方法的計算複雜度；針對錶盤轉動拍攝產生的半字字符重建字符模板進行模板匹配識別，提高了錶盤數字識別的準確率；本發明在環境光線變化的情況下具有一定的魯棒性；本發明不限於錶盤字符的數字識別，還可以推廣到其他數字識別應用上，比如車牌識別等。
文檔編號G06K9/00GK101916364SQ20101022037
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月6日 優先權日2010年7月6日
發明者劉雲海, 吳賽 申請人:浙江大學