基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法
2023-10-06 22:00:09 2
基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法
【專利摘要】本發明屬於光電產品應用【技術領域】，具體涉及一種基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法。本發明的方法包括以下步驟：標號定位：通過先驗知識定位標號區域；圖像二值化：獲取標號區域二值化圖像；傾斜矯正：旋轉二值化圖像獲取經傾斜矯正的圖像；字符分割：提取經傾斜矯正的圖像的每個字符；圖像歸一化：對提取的每個字符進行歸一化處理；字符識別：通過SVM進行分類，從而完成字符識別。本發明解決了現有技術僅能針對於穩定平臺進行標號識別的技術問題；能夠針對船舶、飛機等目標運行快、外界幹擾多的快速運動平臺進行快速有效的標號識別。
【專利說明】基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於光電產品應用【技術領域】，具體涉及一種基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法。
【背景技術】
[0002]現代社會己進入資訊時代，隨著計算機技術、通信技術和計算機網絡技術的發展，自動化的信息處理能力和水平不斷提高，並在人們社會活動和生活的各個領域得到廣泛應用。在這種情況下，作為信息來源的圖像識別技術越來越受到人們的重視。
[0003]現在船舶識別主要是依靠通用自動識別系統(Automatic IdentificationSystem,簡稱AIS)，AIS是一種新興的船舶和岸基廣播助航系統，它採用自組織時分多址連結技術，在海事VHF頻段無需人工幹預的情況下連續自動地播發本船靜態、動態、與航次相關信息及安全短消息，同時也能自動接收周圍船舶發出的這些消息，並與海岸基站進行信息交換。AIS的應用不僅增強了船舶在海上航行中的相互識別能力，為實現海上交通安全的信息化管理提供了重要保障，而且使海事主管機關能夠藉助於岸基AIS電臺提供的船舶信息及時掌握所轄海域交通狀況，有助於加強海上交通管制並提高海域安全管理效率。但是海監人員在海上執法時，往往有一些非法船舶會關閉自身的AIS系統，如何正確的識別出這些船隻的標號(如「L67」等字符標號)，此時，需要藉助於圖像處理技術實現船舶的標號自動識別。
[0004]現有的標號識別方法多是針對於穩定平臺進行標號識別，難以滿足船舶等目標運行快、外界幹擾多的快速運動平臺的技術要求。
【發明內容】
[0005]本發明需要解決的技術問題為:現有技術中的標號識別方法僅能針對於穩定平臺進行標號識別，難以滿足船舶等目標運行快、外界幹擾多的快速運動平臺的技術要求。
[0006]本發明的技術方案如下所述:
[0007]—種基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1.標號定位:通過先驗知識定位標號區域；
[0009]步驟2.圖像二值化:獲取標號區域二值化圖像；
[0010]步驟3.傾斜矯正:旋轉二值化圖像獲取經傾斜矯正的圖像；
[0011]步驟4.字符分割:提取經傾斜矯正的圖像的每個字符；
[0012]步驟5.圖像歸一化:對提取的每個字符進行歸一化處理；
[0013]步驟6.字符識別:通過SVM進行分類，從而完成字符識別。
[0014]作為優選方案，
[0015]步驟3包括水平傾斜校正和垂直傾斜校正:
[0016]對二值化圖像在各角度下做水平投影，獲取投影圖的峰寬最窄的角度α，將二值化圖像旋轉α角度獲得水平傾斜校正圖像；[0017]對水平傾斜校正圖像在各角度下做水平投影，計算標號各字符投影距離之和，標號各字符投影距離之和最小的情況所對應的投影角度為垂直傾斜角度β ;將水平傾斜校正圖像旋轉β角度獲得垂直傾斜校正圖像，由此完成傾斜校正。
[0018]作為優選方案，
[0019]步驟4中，對經傾斜矯正的圖像進行投影，投影圖中每個波谷位置即為標號的字符分割點，根據字符分割點C，將提取每個字符出來。
[0020]作為優選方案，
[0021]步驟6中，提取標號密度特徵P。、方向特徵a。、穿透特徵p。，通過SVM進行分類，從而完成字符識別。
[0022]作為優選方案，
[0023]步驟I中，通過顏色信息和位置信息定位標號區域。作為優選方案，
[0024]步驟2中，對標號區域進行灰度化，獲取灰度圖像；進而進行二值化，獲取二值化圖像。
[0025]本發明的有益效果為:
[0026]本發明的基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法，能夠針對船舶、飛機等目標運行快、外界幹擾多的快速運動平臺進行快速有效的標號識別。
[0027]採用本發明的方法實現的裝置可以裝配在船舶上，對海上其他船隻或空中飛機進行標號識別。例如，在維權取證過程中，飛機目標由於運行速度太快，海上風浪太大，導致有時無法及時捕捉飛機標號，通過本發明的方法，使系統快速響應，在第一時間識別目標標號，提高海監的維法取證能力。
[0028]本發明的方法通過先驗知識，對目標提取不同的特徵，通過SVM進行特徵融合，同時，考慮到不同特徵對同一字符區分能力的差異，加權不同特徵識別結果，從而達到正確識別字符的目的。
【具體實施方式】
[0029]下面結合實施例對本發明的基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法進行詳細說明。
[0030]本發明的基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法，包括如下步驟:
[0031]步驟1.標號定位
[0032]通過先驗知識可知快速運動目標標號的顏色信息和位置信息，例如船隻標號的顏色為藍色且位於船首位置，通過顏色信息和位置信息來有效定位標號區域RU，y)。
[0033]步驟2.圖像二值化
[0034]對標號區域R(x，y)進行灰度化，獲取灰度圖像Rg(X，y);進而進行二值化，獲取二值化圖像Rt (X，y) ο
[0035]步驟3.傾斜校正
[0036]步驟3.1..水平傾斜校正
[0037]對二值化圖像Rt (X，y)在各角度下做水平投影，獲取投影圖的峰寬最窄的角度α，該角度ct即為水平傾斜的角度。將二值化圖像Rt (X，y)旋轉α角度獲得水平傾斜校正圖像 Ra (X，y)。[0038]步驟3.2.垂直傾斜校正
[0039]對水平傾斜校正圖像Ra (x, y)在各角度下做水平投影，計算標號各字符投影距離之和，標號各字符投影距離之和最小的情況所對應的投影角度即為垂直傾斜角度β。將水平傾斜校正圖像Ra U，y)旋轉β角度獲得垂直傾斜校正圖像Re (X，y)。
[0040]步驟4.字符分割
[0041]對標號在垂直方向進行投影，投影圖中每個波谷位置即為標號的字符分割點C，根據字符分割點C，將每一個字符Ci(x，y)提取出來，其中i = 1,2......N，N為標號的字符個數。
[0042]步驟5.圖像歸一化
[0043]字符Ci (X，y)的寬度為W0,高度為Iv (x0, y0)為其中任一點。對字符Ci (x, y)進行歸一化處理，得到寬度為W1、高度為hi的歸一化圖像gi(x，y)，(X1, Y1)為其中任一點，則各像素點對應的關係如下式所示:
【權利要求】
1.一種基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法，其特徵在於:包括以下步驟: 步驟1.標號定位:通過先驗知識定位標號區域； 步驟2.圖像二值化:獲取標號區域二值化圖像； 步驟3.傾斜矯正:旋轉二值化圖像獲取經傾斜矯正的圖像； 步驟4.字符分割:提取經傾斜矯正的圖像的每個字符； 步驟5.圖像歸一化:對提取的每個字符進行歸一化處理； 步驟6.字符識別:通過SVM進行分類，從而完成字符識別。
2.根據權利要求1所述的基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法，其特徵在於: 步驟3包括水平傾斜校正和垂直傾斜校正: 對二值化圖像在各角度下做水平投影，獲取投影圖的峰寬最窄的角度α，將二值化圖像旋轉α角度獲得水平傾斜校正圖像； 對水平傾斜校正圖像在各角度下做水平投影，計算標號各字符投影距離之和，標號各字符投影距離之和最小的情況所對應的投影角度為垂直傾斜角度β ;將水平傾斜校正圖像旋轉β角度獲得垂直傾斜校正圖像，由此完成傾斜校正。
3.根據權利要求1所述的基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法，其特徵在於: 步驟4中，對經傾斜矯正的圖像進行投影，投影圖中每個波谷位置即為標號的字符分割點，根據字符分割點C，將提取每個字符出來。
4.根據權利要求1所述的基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法，其特徵在於: 步驟6中，提取標號密度特徵pc、方向特徵ac、穿透特徵pc，通過SVM進行分類，從而完成字符識別。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法，其特徵在於: 步驟I中，通過顏色信息和位置信息定位標號區域。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的基於並行支持向量機加權的標號自動識別方法，其特徵在於: 步驟2中，對標號區域進行灰度化，獲取灰度圖像；進而進行二值化，獲取二值化圖像。
【文檔編號】G06K9/62GK103886320SQ201410012393
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月10日 優先權日:2014年1月10日
【發明者】李香禎, 石春雷, 柴智, 楊文佳, 張挺 申請人:北京環境特性研究所