[發明專利]一種基于模板匹配的字符識別方法

有效

• 申請號: 201210067861.2
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102663377A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 王岳環;唐為林;桑農;李馳;朱秀峰;宋萌萌;江曼;黨小迪;王軍
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06K9/20
• 分類號: G06K9/20;G06K9/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

1.一種基于模板匹配的字符識別方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：

(1)獲取待識別的單個字符圖像；

(2)首先獲取待識別的字符圖像中字符的原始尺度，并在原始尺度的基礎上分別增加和減少F個像素作為兩個新的尺度，分別以原始尺度和兩個新的尺度在原始圖像中截取包含字符的子圖像，得到三個子圖像；F的取值范圍為1～3；

(3)對步驟(2)得到的三個子圖像進行二值化；

(4)對步驟(3)中得到的二值化處理后的圖像進行歸一化，得到字符的三幅二值圖像；

(5)將步驟(4)中得到的歸一化后的同一字符的三幅二值圖像分別與模板庫中的每一個標準模板字符圖像進行模板匹配，得到相關系數值；

(6)將步驟(5)中得到27個相關系數值按大小進行排序，選擇最大的相關系數值對應的標準模板字符圖像，以該標準模板字符圖像所對應的字符類別作為待識別字符圖像的字符類別，完成識別過程。

2.根據權利要求1所述的基于模板匹配的字符識別方法，其特征在于，步驟(5)中的模板庫的構建過程為：根據待識別字符的類型，采集已知類別的字符圖像，將它們二值化，并具有同樣大小的尺度，作為標準模板字符圖像，標準模板字符的字體與待識別字符的字體相同，所有的標準模板字符圖像構成模板庫。

3.根據權利要求1所述的基于模板匹配的字符識別方法，其特征在于，步驟(2)獲取待識別的字符圖像中字符的原始尺度的過程為：

如果待識別的字符圖像中只有單個字符，則字符的原始尺度等同于輸入的字符圖像的大小；如果識別一組連續排列的字符串中的每個字符，則根據先驗知識和字符間的上下文關系得到的一組字符尺度數值進行推斷，得到一個最佳的原始尺度。

4.根據權利要求3所述的基于模板匹配的字符識別方法，其特征在于，如果識別一組連續排列的字符串中的每個字符，獲取待識別的字符圖像中字符的原始尺度的具體過程如下：

(4.1)篩選可能的字符區域：

對待識別的字符圖像進行二值化，然后對二值圖像進行標記，得到若干連通域，定義連通域的高度和寬度為該連通域的外接矩形的高度和寬度，如果連通域的高度與該字符圖像的高度之差小于等于dis₁，且寬度之差小于dis₂，由該連通域才有可能是字符，則該連通域作為候選連通域；其中dis₁的取值范圍在(0，2]之間、dis₂的取值范圍在(0，4]之間；

(4.2)尋找最優高度和寬度：

統計所有候選的連通域的各個高度值出現的次數，然后按高度值的大小順序，將每個連通域的高度值出現的次數和它前后相鄰的高度值出現的次數進行累加，得到一組新的計數值，取計數值最大者所對應的連通域的高度作為最優高度；然后根據該最優高度值對應的連通域，確定最優寬度；

(4.3)判斷每個字符是否需要調整：

對待識別的字符圖像進行二值分割及標記，獲取字符的連通域，將該連通域的面積最大的外接矩形的高度與上述最優高度進行比較，如果該連通域的面積最大的外接矩形的高度與上述最優高度相等，再將該連通域的面積最大的外接矩形的寬高比與上述最優寬高比進行比較，如果仍然相等，則將該連通域的面積最大的外接矩形的高度和寬度作為待識別的字符圖像的高度和寬度，否則將待識別的字符圖像的高度及寬度值調整為最優高度及最優寬度，由此得到待識別的字符圖像中字符的原始尺度；

所述最優寬高比是指最優寬度與最優高度之比。

5.根據權利要求1所述的基于模板匹配的字符識別方法，其特征在于，步驟(3)對三個子圖像進行二值化的具體過程為：

在待識別的字符圖像的行和列上分別取起始坐標(x₀，y₀)和終止坐標(x₁，y₁)，獲得包含字符區域的局部圖像，計算該局部圖像的OTSU閾值，作為待識別的字符圖像的二值分割門限，再利用該二值分割門限對待識別的字符圖像進行二值化；設定x₀值的大小為待識別的字符圖像高度的1/4，x₁值得大小為待識別的字符圖像高度值的3/4；y₀的取值范圍為0～待識別的字符圖像寬度的1/8，y₁的取值范圍為待識別的字符圖像寬度的7/8～待識別的字符圖像寬度。