CN101697196A - 摄像机铭牌序列号数字识别系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了摄像机铭牌序列号数字识别系统及方法，属于数字识别技术领域。所述的摄像机铭牌序列号数字识别系统，其特征在于，包括设于被测摄像机铭牌上方的USB摄像头，USB摄像头通过USB连线连接计算机；其中，所述计算机具有依次连接的与评价程序通讯模块、视频采集及图片抓取模块以及图像与处理及数字识别模块。本发明采用数字图像识别技术对机铭牌上序列号进行识别，然后与测试程序从内存中读出的数字进行对比，并作出判断，提高作业可靠性。

Description

摄像机铭牌序列号数字识别系统及方法

技术领域

本发明提供了摄像机铭牌序列号数字识别系统及方法，属于数字识别技术领域。

背景技术

在摄像机生产过程中，需要把机面板上的序列号(7位数字)写入到摄像机的内存中，这个序列号是唯一的，是确认摄像机身份的标志，对于摄像机的跟踪管理非常重要，然而在作业过程中，对摄像机面板铭牌上的数字序列号和摄像机内存中的序列号一致性确认是由人工完成的，方法是由测试程序(程序名为Angels)从内存中读出序列号并在屏幕上显示，然后由操作人员用眼睛确认与铭牌上的数字的一致性。由于人工确认存在不稳定因素，作业人员一有疏忽就有可能出错，造成内存和铭牌上的序列号不一致，给摄像机的跟踪管理带来不必要的麻烦，而且影响公司和产品形象，降低客户对品牌的信赖度。

发明内容

本发明的目的是开发一套系统和方法，采用数字图像识别技术对机铭牌上序列号进行识别，然后与测试程序从内存中读出的数字进行对比，并作出判断，提高作业可靠性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种摄像机铭牌序列号数字识别系统，其特征在于，包括设于被测摄像机铭牌上方的USB摄像头，USB摄像头通过USB连线连接计算机；其中，所述计算机具有依次连接的与评价程序通讯模块、视频采集及图片抓取模块以及图像与处理及数字识别模块。

本发明还提供了上述系统的摄像机铭牌序列号数字识别方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：与评价程序通讯模块获得评价程序发送的加载有摄像机铭牌序列号的WM_COPYDATA消息，所述摄像机铭牌序列号由评价程序从摄像机内存中读出；

第二步：视频采集及图片抓取模块利用DirectShow技术抓取图片；

第三步：图像预处理及数字识别模块读取第二步抓取的图片，依次进行图像灰度化、二值化、获取字符区域、去除离散噪声点、调整倾斜度、字符分割、大小归一化、字符重排、字符特征提取、模板读取及字符识别后，与第一步得到的摄像机铭牌序列号对比，判断是否一致，若一致，显示OK，若不一致，显示NG，进行人工识别。

本发明的优点是：

1.输入图片中可以含有多个数字及其他符号。

2.输入图片中需识别的字符可以在图片中的任何位置，程序根据字符的背景特征自动提取字符区域。

3.连续7位数字(序列号为7位)的识别准确率大于90％，识别时间小于1秒。

4.二值化处理中的阈值采用迭代法方法取得，阈值比较正确，具有很强的自适应能力。

5.采用DirectShow技术抓图，适合绝大多数的USB摄像头，成本低，抓图可靠，技术通用性强。

6.由评价程序(Angels)采用窗口消息的方法启动，全自动工作。

附图说明

图1为摄像机铭牌序列号数字识别系统示意图；

图2为摄像机铭牌序列号数字识别方法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例来具体说明本发明。

实施例

如图1所示，为摄像机铭牌序列号数字识别系统示意图，所述的摄像机铭牌序列号数字识别系统包括设于被测摄像机铭牌上方的USB摄像头，USB摄像头通过USB连线连接计算机；其中，所述计算机具有依次连接的与评价程序通讯模块、视频采集及图片抓取模块以及图像与处理及数字识别模块。被测摄像机固定在夹具上。

其中，各模块功能如下：

1.视频采集及图片抓取模块：

视频采集采用普通USB无驱摄像头，视频采集及图片抓取模块利用DirectShow技术进行视频采集及图片抓取。其中，视频采集过程包括：COM初始化-＞设备枚举-＞捕捉构造器初始化-＞获取捕捉Filter-＞加入捕捉Filter-＞创建预览-＞创建接口-＞设置预览窗口-＞视频预览。(其中：COM：组件对象模型，Filter：数据处理各个功能模块)

图片抓取是在需要图像识别时完成，使用比较复杂但可靠的Sample Graph Filter。过程：创建Sample Grabber-＞设置媒体类型-＞构建Filter Graph-＞运行Filter Graph-＞获取数据-＞图片保存。(Filter Graph是Filter的容器)采用普通USB无驱摄像头成本低廉，通用性强。采用DirectShow架构因为技术成熟，效率高。

2.图像预处理及数字识别模块：

这个模块分2个部分：

a.图像预处理部分包括图像(位图)读取、图像的灰度化、二值化、数字区域获取(提取)、离散噪声点的去除、倾斜度调整、字符的分割、大小归一化调整、字符重排等图像处理技术，然后是数字字符特征的提取。

b.数字识别部分：事先工作：建立0-9十个数字的标准模板。也就是这10个数字的特征矢量(实际是一个多维数组)，然后保存在文件中，作为数字识别的基准，在识别时进行模板匹配。把图像预处理部分提取到的数字进行网格特征计算，方法：字符图像都是36*20大小，分成3*3＝9个小格，统计黑色(因为是2值图只有黑色和白色)像素点，形成9维数组。另外交叉特征计算，在水平及垂直方向3等分的地方作水平及垂直线穿过数字，获得与数字相交的次数，这样有4个数字，加上网格特征9个，共有13维特征矢量。在字符识别时，就把这些特征矢量与保存在文件中的10个模板矢量进行加权距离的计算，最小的为识别结果。

图像预处理过程说明：

(1)图像灰度化：摄像头抓取的图片为24位真彩图，需要转化成转化成灰度图。用g表示灰度化后的灰度值，R，G，B表示真彩图中的红、绿、蓝分量，有：g＝0.299R+0.587G+0.114B

(2)二值化：把灰度图转化成黑白图。阈值就象个门槛，比它大就是白，比它小就是黑。经过阈值化处理后的图象变成了黑白二值图，由于阈值的设定很重要，所以阈值采用迭代法方法取得，这样比较正确，具有很强的自适应能力。

(3)数字区域的提取：发现印刷序列号数字的区域并提取。根据铭牌上序列号的印刷特点获取，特点包括：白底黑字边缘明显，字符与字符之间有白色分割，白底区域在整个铭牌上为最大。

(4)离散噪声点的去除：就是去除一些干扰点，方法是当发现一个黑色点的时候，就考察和该黑色点间接或者直接相连接的黑色点的个数有多少，如果大于一定的值，那就说明该点不是离散点，否则就是离散点，把它去掉。

(5)倾斜度调整：因为读进来的图像可能存在倾斜，所以必须对它进行调整，使得字符都处于同一水平位置，那样即便利字符的分割也可以提高字符识别的准确率。

(6)字符的分割：系统在读进来的图像中含有多个数字，识别的时候只能根据每个字符的特征来进行判断，所以还要进行字符分割的工作。这一步工作就是把图像中的字符独立地分割出来。具体的算法如下：

a.先自下向上对图像进行逐行扫描直至遇到第一个黑色的象素点记录下来。然后再由上向下对图像进行逐行扫描直至找到第一个黑色象素，这样就计算出图像大致高度范围。

b.在这个高度范围之内在自左向右逐列进行扫描，遇到第一个黑色象素时认为是字符分割的起始位置，然后继续扫描，直至遇到有一列中没有黑色象素，则认为这个字符分割结束，然后继续扫描，按照上述的方法一直扫描直至图像的最右端。这样就得到了每个字符的比较精确宽度范围。

c.得到字符比较精确的宽度范围后，按照第一步的方法，分别进行自上而下和自下而上的逐行扫描来获取每个字符精确的高度范围。

(7)大小归一化调整：图像中字符大小可能存在差异，而相对来说，统一尺寸的字符识别的标准性更强，准确率自然也更高，标准化图像就是要把原来各不相同的字符统一到同一尺寸，在系统实现中是统一到同一高度，然后根据高度来调整字符的宽度。具体算法如下：先得到原来字符的高度，跟系统要求的高度做比较，得出要变换的系数，然后根据得到的系数求得变换后应有的宽度。在得到宽度高度之后，把新图像里面的点按照插值的方法映射到原图像中。

(8)字符重排：经过标准归一化处理后的各个字符在图像中的位置不定，要它进行特征提取时处理起来比较麻烦，所以要把归一化后的字符进行紧缩重排，以形成新的位图句柄，以方便下一步的特征提取的操作。

3.与评价程序通讯模块：

功能作用是接收评价程序从摄像机内存中读出序列号，并作为本程序启动的触发信号。由于评价程序可以在允许范围内修改自己的模块，所以在读出内存中的序列号后需要人工进行确认数字时，发送加载了序列号的窗口信号WM_COPYDATA给本程序，本程序从中获得内存中的序列号，并启动程序进行铭牌序列号的图像识别，最终给出序列号一致性的正确与否的判断。

如图2所示，为摄像机铭牌序列号数字识别方法流程图，所述系统的摄像机铭牌序列号数字识别方法，具体步骤为：

第一步：与评价程序通讯模块获得评价程序发送的加载有摄像机铭牌序列号的WM_COPYDATA消息，所述摄像机铭牌序列号由评价程序从摄像机内存中读出；

第二步：视频采集及图片抓取模块利用DirectShow技术抓取图片；

第三步：图像预处理及数字识别模块读取第二步抓取的图片，依次进行图像灰度化、二值化、获取字符区域、去除离散噪声点、调整倾斜度、字符分割、大小归一化、字符重排、字符特征提取、模板读取及字符识别后，与第一步得到的摄像机铭牌序列号对比，判断是否一致，若一致，显示OK，若不一致，显示NG，进行人工识别。

Claims (2)

1.一种摄像机铭牌序列号数字识别系统，其特征在于，包括设于被测摄像机铭牌上方的USB摄像头，USB摄像头通过USB连线连接计算机；其中，所述计算机具有依次连接的与评价程序通讯模块、视频采集及图片抓取模块以及图像与处理及数字识别模块。

2.权利要求1所述系统的摄像机铭牌序列号数字识别方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：与评价程序通讯模块获得评价程序发送的加载有摄像机铭牌序列号的WM_COPYDATA消息，所述摄像机铭牌序列号由评价程序从摄像机内存中读出；

第二步：视频采集及图片抓取模块利用DirectShow技术抓取图片；

第三步：图像预处理及数字识别模块读取第二步抓取的图片，依次进行图像灰度化、二值化、获取字符区域、去除离散噪声点、调整倾斜度、字符分割、大小归一化、字符重排、字符特征提取、模板读取及字符识别后，与第一步得到的摄像机铭牌序列号对比，判断是否一致，若一致，显示OK，若不一致，显示NG，进行人工识别。

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