自适应的表盘数字识别方法

摘要

本发明公开了一种自适应的表盘数字识别方法，可以根据连续多帧的表盘图像自动定位字符区域位置以及字符的精确位置，实时建立当前表盘的字符模板，提高了表盘数字识别的自适应性；提出了一种鲁棒的骨架特征匹配方法，提高了表盘数字识别的准确率；结合模板匹配方法和骨架特征匹配方法进行数字字符识别，降低了单纯用特征匹配方法的计算复杂度；针对表盘转动拍摄产生的半字字符重建字符模板进行模板匹配识别，提高了表盘数字识别的准确率；本发明在环境光线变化的情况下具有一定的鲁棒性；本发明不限于表盘字符的数字识别，还可以推广到其他数字识别应用上，比如车牌识别等。

主权项

一种自适应的表盘数字识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)定位字符区域，其具体包括以下步骤：(1.1)读取表盘图像，对连续多帧表盘图像做帧差累加，去除由于噪声影响产生的区域；根据摄像头与表盘的位置关系，由字符区域对称性确定字符区域边界，以得到字符区域的粗定位；(1.2)对粗定位的字符区域进行判断，如果字符区域不符合预设范围则回到步骤(1.1)中的表盘图像读取步骤，并再次进行字符区域粗定位；如果字符区域符合预设范围则根据字符大小分类来确定字符的精确位置，如果是大字符，进入步骤(1.3)，如果是小字符，进入步骤(1.4)；(1.3)根据字符区域RGB颜色的不同分离出黑白字符区域和红白字符区域；分别对黑白字符区域和红白字符区域进行图像二值化处理，并去除二值化图像中由于噪声影响产生的区域；对字符区域进行归一化处理；对经归一化处理的字符区域中的每个字符进行骨架提取、骨架特征提取和特征匹配率计算；如果字符区域内全部字符的骨架特征匹配率都达到100％，判断为正确分割的字符的精确位置，并记录相关的字符精确位置以及字符个数，否则重新进行步骤(1.3)的上述操作直到确定字符精确位置为止；(1.4)提取字符区域的灰度值，用Canny算子提取字符区域的边缘；根据边缘的字符独立性和分布均匀性来分割出字符的精确位置，并判断该分割位置的合理性，如果判断为不符合合理性条件则重新进行步骤(1.4)的上述操作直到确定字符精确位置为止；(2)建立字符模板，其具体包括以下步骤：(2.1)字符自适应二值化：对每个字符区域进行自适应的图像二值化处理，并去除二值化图像中由于噪声影响产生的区域；(2.2)字符区域归一化；(2.3)对归一化字符区域中的每个字符进行骨架提取、骨架特征提取和特征匹配率计算，从而识别字符；(2.4)根据步骤(2.3)计算得到的特征匹配率的大小来确定是否为正确的字符识别结果，如果是则将该字符区域的像素点写入对应的字符模板；(3)识别表盘数字，其具体包括以下步骤：(3.1)判断字符区域中的每个字符是否是半字字符；(3.2)如果字符区域没有半字字符，则用字符模板进行字符匹配，统计像 素正确匹配率，如果正确匹配率大于一定阈值，而且其他字符的匹配率远远低于该正确匹配度，则输出识别结果，否则不能识别该字符区域中的字符；(3.3)对于步骤(3.2)中模板匹配不能识别的字符，进行骨架特征匹配，如果骨架特征匹配率超过一定阈值则输出识别结果，否则该字符区域中的字符为不可识别字符；(3.4)如果字符区域有半字字符，重建匹配模板，用重建匹配模板进行字符匹配，统计像素正确匹配率来确定半字字符的识别结果。