標牌壓印字符圖像獲取與處理中的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、工業(yè)中廣泛應(yīng)用的一類標識字符，是直接采用機加工的方法制作在物體表面上的，標識字符與母體同色，且為立體字符。正是這個特點使得對它們的研究難以直接借用現(xiàn)有的字符識別研究成果，因而成為光學(xué)字符識別中的一個新的研究領(lǐng)域。隨著制造業(yè)信息化水平的提高，對這類字符的自動識別也成為產(chǎn)品信息化管理的一個必然要求。本文在教育部資助下，開展了如下研究工作： 設(shè)計了獲取標牌壓印字符圖像的機器視覺系統(tǒng)。采集圖像質(zhì)量的高低是影響壓印字符識別性能的關(guān)鍵，基于

2、此，首先介紹了機器視覺系統(tǒng)的組成，分析了各個硬件的性能參數(shù)和選擇方法，并根據(jù)標牌圖像采集系統(tǒng)的性能特點選擇了相應(yīng)的硬件。分析了光照對標牌字符圖像的影響，在一個機器視覺應(yīng)用系統(tǒng)中，好的光源與照明方案往往是整個系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。字符圖像能否很好地反映字符的特征信息，照明方案起著關(guān)鍵的作用。研究了不同的照明方案對標牌壓印字符成像的影響，同時研究了字符載體的反射特性對圖像質(zhì)量的影響?；贚ED光源等機器視覺硬件建立了標牌圖像采集系統(tǒng)，通過對大量不

3、同材質(zhì)和版面的標牌進行圖像采集實驗，最終確定了低角度LED光源構(gòu)成的照明方案作為標牌圖像采集的最佳照明方案。 研究了標牌圖像的光照處理方法。選擇輻射度光照模型作為標牌圖像的模型。針對標牌圖像的特性，將多種光照處理方法應(yīng)用于標牌圖像進行處理。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)標牌壓印字符系統(tǒng)的特點，提出了一種對光照處理效果對比方案。通過理論分析和實驗驗證證明，同態(tài)濾波算法可以作為一種有效的標牌圖像光照處理算法。 提出了利用圖像分層技術(shù)對壓印

4、字符圖像進行自動分割的方法。系統(tǒng)地研究了標牌圖像壓印字符的自動分割問題。根據(jù)標牌圖像的特點，提出利用圖像分層技術(shù)對標牌壓印字符進行分割的方法。首先根據(jù)標牌圖像灰度分布的特點將圖像從最暗層到最亮層進行分層，對最暗層圖像進行自適應(yīng)二值化可得到標牌圖像中的印刷文本圖像。繼而，基于連通域分析對印刷文本圖像進行分析確定其所在區(qū)域，最后將確定的印刷文本區(qū)域從原始圖像中去除，可得到目標區(qū)域，即僅含有壓印字符區(qū)域的目標圖像。經(jīng)過對大量標牌圖像進行分割實

5、驗證明，圖像分層技術(shù)是一種適用于標牌壓印字符分割的有效算法。 研究了壓印字符圖像質(zhì)量的評價及恢復(fù)算法。圖像質(zhì)量是影響字符識別系統(tǒng)精度的關(guān)鍵，對標牌圖像中進行質(zhì)量自動檢測能有效地降低識別系統(tǒng)的拒識率和誤識率。提出了利用五個質(zhì)量參數(shù)來評價標牌圖像質(zhì)量，即黑色斑點因子、白色斑點因子、粘連字符因子、斷裂字符因子和字符的高度、寬度和位置等參數(shù)，對標牌圖像的質(zhì)量進行了整體評價，定量地給出圖像的質(zhì)量等級。針對某些具有特定質(zhì)量的標牌圖像建立了相

6、應(yīng)的圖像質(zhì)量改善方法。實現(xiàn)了從單幅圖像中自動提取出不同圖像質(zhì)量等級的字符，即實現(xiàn)了不同質(zhì)量等級字符圖像的分類功能，為下一步針對不同質(zhì)量等級字符建立相應(yīng)的圈像處理算法奠定了良好的基礎(chǔ)。 利用Gabor濾波器提取壓印字符的方向特征進行識別。提出了一種基于灰度圖像和Gabor變換的壓印字符特征提取新方法。設(shè)計了一組Gabor濾波器，然后對壓印字符的灰度圖像直接進行特征抽取，分別提取壓印字符水平、豎直、左、右對角線等四個方向上的局部筆畫