[發明專利]基于機器視覺的在線字符檢測方法和系統

有效

• 申請號: 200910302200.1
• 申請日: 2009-05-11
• 公開（公告）號: CN101576956A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 任海燕;曹金平;丁學文;余天洪;馬永發
• 申請（專利權）人: 天津普達軟件技術有限公司
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 江鎮華

1.一種基于機器視覺的在線字符檢測方法，包括下列步驟，其中的(1)至(9)步驟為產品建立操作流程，步驟(10)至(14)為字符在線檢測流程：

(1)對采集到的包含字符的參考圖像進行預處理；

(2)在經過預處理后得到的參考圖像中選擇字符區域或者鄰近位置中具有剛性特征的部分作為定位目標；

(3)在定位目標中提取閉合的輪廓特征和非閉合的線特征，按照尺度大小對提取的幾何特征進行排序；

(4)按照從大到小的順序將每一尺度設為分割閾值，把所提取的幾何特征分成大尺度特征集和小尺度特征集兩個部分，通過大尺度特征集在參考圖像中進行全局快速特征匹配，在粗定位的基礎上再利用小尺度特征集進行局部特征匹配以精確定位目標，記錄每次定位的匹配精度和速度，依據匹配速度確定各尺度特征的加權系數，選擇在匹配速度和匹配精度之間取得最大平衡的尺度作為最佳尺度閾值并對提取的幾何特征進行分割，把定位目標表示成大小兩個特征集合及特征加權系數構成的數據結構；

(5)從參考圖像中提取字模，并指定字模的坐標原點；

(6)通過設置長度、寬度、名字和字模的坐標原點來定義空字模；

(7)對字模的像素值進行修改，改善字模子圖細節，并進行掩模處理；

(8)提取字模的七個Hu不變矩特征，采用公式?計算字模之間的相似度并生成相似度系數矩陣，式中，R(u，v)是搜索位置(u，v)上的不變矩相關值，M_i為匹配圖不變矩，N_i(u，v)參考圖搜索位置(u，v)上的不變矩；

(9)生成字符序列模式，其中包含：對應字模庫、組成序列的待檢測字符、字符序列模式的坐標原點；以所述的模式的坐標原點為基準所確定的序列中各字符的相對坐標、序列中各字符的檢測接受閾值和置信閾值；

(10)設定在線字符檢測系統的運行參數，并利用該裝置實時采集包含待檢字符的圖像；

(11)對采集到的包含待檢字符的圖像進行圖像預處理；

(12)在設定的搜索區域內通過大尺度特征集及相關加權系數在指定搜索區域內進行粗定位，在此基礎上通過小尺度特征集及相關加權系數對目標精確定位，根據所設定的運行參數調整字模圖像和匹配圖像子塊重復上述粗定位和精確定位過程，選擇與提取目標具有最大相似度且該值超過定位接受閾值的圖像區域作為定位結果；

(13)根據定位結果，將全局坐標系轉換為以定位目標的原點作為原點的局部坐標系；

(14)進行靜態字符序列、動態字符序列和空字符的檢測。?

2.根據權利要求1所述的在線字符檢測方法，其特征在于，步驟(3)中，利用Canny算子提取特征。

3.根據權利要求1所述的在線字符檢測方法，其特征在于，步驟(10)中設定的運行參數包括目標定位參數和字符檢測參數，其中目標定位參數包括設定定位接受閾值、搜索區域以及目標發生旋轉、尺度變化的容許范圍，字符檢測參數包括設定待檢字符序列中各字符發生旋轉、平移、尺度變化的容許范圍。

4.根據權利要求1所述的在線字符檢測方法，其特征在于，步驟(14)中的靜態字符序列的檢測通過以下步驟進行：

第一步，根據定位結果和序列中各字符的相對坐標，在目標位置選取圖像子塊與待檢字符的字模進行不變矩歸一化相關匹配計算，得到相似度，依據預設的運行參數調整匹配位置連續進行匹配，如果最大相似度小于檢測接受閾值，則該字符檢測失敗，否則，繼續執行下一步；

第二步，根據字模編譯所得相似度系數矩陣和預設的相似度閾值，確定該字模庫中與待檢字符高度相似而可能引起誤判的易混字符；

第三步，按照第一步所述過程計算所有易混字符的相似度；

第四步，如果待檢字符的最大相似度與易混字符的最大相似度之間的差值大于檢測置信閾值，則該字符檢測成功；否則檢測失敗。