[發明專利]一種基于多分類支持向量機的集裝箱箱號識別方法

無效

• 申請號: 201110168797.2
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN102289683A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 馬爭;王偉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06K9/66
• 分類號: G06K9/66
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于計算機圖像處理技術領域，涉及集裝箱箱號自動識別技術。?

背景技術

集裝箱是一種綜合性的大型周轉貨箱，集裝箱號指裝運出口貨物的集裝箱箱號，全球所有的集裝箱都具有一個唯一的箱號與之對應。?

標準箱號構成基本概念：采用ISO6346標準：?

1.第一部分由4位英文字母組成。前三位代碼主要說明箱主、經營人，第四位代碼說明集裝箱類型。例如CBHU開頭的標準裝箱是表明箱主和經營人為中遠集運。?

2.第二部分由6位數字組成。是箱體注冊碼，用于一個集裝箱箱體特有的唯一標識。?

3.第三部分為校驗碼由前四位字母和6位數字經過校驗規則運算得到，用于識別在校驗時是否發生錯誤。即第11位數字。?

本發明中集裝箱箱號識別是一種視頻光學字符自動識別，利用計算機視覺技術來完成對集裝箱箱號的識別。集裝箱箱號識別系統一般要求能實時識別通過港口的集裝箱箱號并通過計算機檢索系統查詢集裝箱的信息。典型的集裝箱箱號識別方法可以分為四個過程：箱號采集、箱號定位、箱號字符分割和字符識別，而如何進行精確的字符識別是影響集裝箱箱號識別系統識別率高低的一個關鍵問題。?

雖然集裝箱箱號識別可以借鑒現有的一些通用的計算機字符識別方法，但很難達到理想的效果，究其原因，是因為集裝箱箱號字符識別具有自身的特點，而一般通用的字符識別方法都沒有將這些特點考慮進去，識別的效果不好也在情理之中，其特點為：字符集小(數字和字母)、箱號字體沒有統一的印刷標準(箱號字體的印刷因集裝箱所屬公司而有所不同)、干擾和幾何變形較多(如集裝箱背面還存在著很多非箱號的其他字符)、甚至出現箱號破損的情況。而且集裝箱箱號字符識別要求更高的識別率，上下文字符也沒有語義和概率上的相關性。?

現有的計算機字符識別主要有以下幾種方法：?

1.模板匹配的方法，利用字符輪廓、骨干、網絡或者投影等特征，與標準字符比對分類。?但是，由于實際應用集裝箱字符中存在的干擾和變形，因此常常沒有得到理想的效果。?

2.按字符特征分類的方法，找出能夠區別字符集中字符的特征集，如：字符像素比例、孔洞數、字形結構、筆畫特征等。由于特征算法實現起來比較困難，而且同樣由于噪聲干擾的問題，這一方法的識別率不高。?

3.神經網絡的方法是目前比較成功的方法。但是要求輸入數據較多和網絡結構設計復雜等問題。?

發明內容

本發明提供一種基于多分類支持向量機的集裝箱箱號識別方法，該方法基于多分類支持向量機，利用其良好的分類能力，直接對提取出來的集裝箱箱號字符進行自動分類識別，具有更高的識別率。?

本發明技術方案如下：?

一種基于多分類支持向量機的集裝箱箱號識別方法，如圖1所示，包括多分類支持向量機的訓練過程和使用多分類支持向量機進行集裝箱箱號的識別過程：?

一、多分類支持向量機的訓練過程，包括如下步驟：?

步驟1：字符圖像的二值化和歸一化處理。采集足夠多的集裝箱箱號字符圖像；然后對采集的所有集裝箱箱號字符圖像進行二值化處理、并歸一化成寬度為M個像素、高度為N個像素大小的尺寸。歸一化后的二值化集裝箱箱號字符圖像集記為圖像集Train。?

二值化閾值的取值范圍可取為[90，130]，歸一化后的二值化集裝箱箱號字符圖像寬度M最好為16像素，高度N最好為32像素。?

步驟2：將步驟1所得的圖像集Train分成個字母圖像集Train_C_I和數字圖像集Train_N_I，其中字母圖像集Train_C_I包括A～Z共計26個子集，數字圖像集Train_N_I包括0～9共計10個子集。?

步驟3：計算步驟2所得各個子集中所有圖像的特征向量，得到字母特征向量集Train_C_V和數字特征向量集Train_N_V，其中字母特征向量集Train_C_V包括26個子集，數字特征向量集Train_N_V包括10個子集。所述特征向量為一個M×N+1維的行向量，其中前M×N維由每幅二值圖像的像素值按行首尾相接依次排列而成，第M×N+1維是區別36個子集的標簽。?

步驟4：將字母特征向量集Train_C_V中所有特征向量組合成字母特征向量矩陣Train_C_V_M，同時將數字特征向量集Train_N_V中所有特征向量組合成數字特征向量矩陣Train_N_V_M。?

步驟5：建立兩個多分類支持向量機分類器SV_C和SV_N。?