CN102201051A - 文字摘录装置、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种文字摘录装置、方法和系统，属于信息设备处理领域。一种文字摘录装置，包括壳体，设置在壳体内部的处理器，设置在壳体表面的显示屏，设置在壳体内部与所述处理器相连的对被摘录文本上的文字聚焦成像的图像传感器，安装在所述图像传感器上用于使被摘录文本上的文字在图像传感器上得到放大成像的短焦镜头，图像传感器通过显示屏的预览模式实时获取文字图像并发送至处理器处理，并将所述文字图像同步显示在显示屏上，处理器对文字图像进行识别处理后将识别结果显示在显示屏上。本发明无需手动持续对焦、手动按键拍照既可连续采集文字，获得小版面高分辨率图像，方便定位，使得文字摘录更快捷和准确。

Description

文字摘录装置、方法和系统

技术领域

本发明属于信息设备处理领域，涉及一种摘录文本文字的装置，尤其涉及一种通过自动聚焦形成文字图像进行处理识别进而获得可编辑文字的文字摘录装置、方法和系统。

背景技术

随着信息技术的快速发展，文字的计算机数据储存方式在文字流通环节占据重要一环，文字转换成可编辑处理的计算机数据是信息社会的一个重要工作。将作为载体的纸张上记载的文字转换为计算机数据，除了通过计算机键盘输入和轨迹输入文字生成计算机数据进行存储外，还可通过光学字符识别方法将纸张上的文字转换成计算机数据。其具体原理是：使用扫描仪扫描纸张上的文字获得图像，或使用具有拍摄功能的设备，比如手机、照相机、掌上电脑等手持设备对文本进行整体或者局部成像，生成文字图像，再应用光学字符识别技术进行识别转化为计算机数据。

但在上述以扫描获得文字图像的方式中，由于扫描仪体积庞大，不能随身携带，无法实现随时随地进行文本信息的摘抄和录入，而且也不能进行有选择性地扫描文本片段或单句。而对于拍摄获得文字图像的方式，具有拍摄功能的手持设备主要是采用手动对焦拍摄文本获得图像，此种方式存在三个缺陷：首先是对焦困难，文本区域的清晰成像需要调整镜头的位置直至最佳时保持静止不动；其次是需要手动按键拍摄获得对焦清晰的图像，在按按键的过程中，手会有轻微的抖动，而且很多具有拍摄功能的手持设备其拍照模式的参数和预览模式的参数存在差异，这样手动拍摄的图像和手动对焦清晰的图像常常会不一致，也就是说，手动拍照会造成图像不清晰；最后，由于拍摄范围、拍摄高度和拍摄时机很难控制，从而图像不清晰和图像分辨率不够，造成图像质量往往达不到光学字符识别软件处理的要求，这样就导致文字识别率不高。因此，这种通过手持设备拍摄文字进行识别的方法存在对焦难、拍摄难、识别难等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种文字摘录装置、方法和系统，通过设置图像传感器和短焦镜头自动对焦、拍摄文字方式获得清晰图像进行识别，克服了现有技术中对焦难、拍摄难、识别难的问题。

本发明为解决上述技术问题所要采取的技术方案是提供一种文字摘录装置，包括壳体，设置在壳体内部的处理器，设置在壳体表面的显示屏，设置在壳体内部与所述处理器相连的对被摘录文本上的文字聚焦成像的图像传感器，安装在所述图像传感器上用于使被摘录文本上的文字在图像传感器上得到放大成像的短焦镜头，所述图像传感器将获得的文字图像发送至处理器处理，并将所述文字图像同步显示在显示屏上，所述处理器对文字图像进行识别处理后将识别结果显示在显示屏上。

其中，所述短焦镜头的焦距为3mm-15mm。所述图像传感器为CMOS图像传感器。所述显示屏为液晶显示屏或双稳态显示屏，并在显示屏上设定图像显示区域和文字显示区域，所述文字图像显示在显示屏上设定的图像显示区域内，所述文字图像的识别结果显示在显示屏上设定的文字显示区域内。

其中，所述外壳上与图像传感器对应的位置处设置一开孔，使得图像传感器透过开孔获取被摘录文本上的文字图像。

其中，所述短焦镜头与被摘录文本的垂直距离为5cm-10cm。

本发明还提供一种使用文字摘录装置摘录文字的方法，包括如下步骤：

步骤1，采集文字图像，通过文字摘录装置显示屏的预览模式获取被摘录文本上的文字图像；

步骤2，触发文字图像，判断获取的文字图像是否满足设定的识别条件，若文字图像满足设定的识别条件，执行步骤3，若文字图像没有满足设定的识别条件，返回步骤1；

步骤3，提取文字图像，提取文字图像的完整的图像数据；

步骤4，图像处理和识别，根据所提取文字图像的图像数据，进行图像处理和光学字符识别，获得被摘录文本上的文字。

其中，步骤1中，所述获取被摘录文本上的文字图像包括通过文字摘录装置上的图像传感器采集经图像传感器上设置的短焦镜头放大后的文字图像，并将采集的文字图像同步显示在显示屏上设定的图像显示区域内。

其中，步骤2中，所述设定条件至少包括文字分辨率、清晰度和对比度。所述判断文字图像是否满足设定的识别条件时，根据判断结果产生提示信号。

其中，步骤4中，所述图像处理至少包括图像增强、倾斜校正、图像锐化和图像二值化，所述获得被摘录文本上的文字包含将获得的文字显示在显示屏上设定的文字显示区域内。

其中，所述步骤1之前还包括步骤，调整获取被摘录文本上的文字与文字摘录装置之间的文字图像获取距离。

其中，所述文字图像获取距离为5cm-10cm。

其中，所述步骤4之后还包括步骤5，对所获得的文字进行后处理，所述后处理至少包含去重字、发声和/或翻译。

其中，所述步骤5之后还包括步骤6，检测结束信号，用于检测是否收到结束文字摘录的信号。

本发明还提供一种文字摘录系统，包括：

图像获取模块，用以获取被摘录文本上的文字图像；

图像判断模块，用以判断获取的文字图像是否满足设定的识别条件，若文字图像满足设定的识别条件，进入图像提取模块，若文字图像没有满足设定的识别条件，返回图像获取模块；

图像提取模块，用以提取文字图像完整的图像数据；

图像处理和识别模块，用以根据所提取文字图像的图像数据，进行图像处理和光学字符识别，获得被摘录文本上的文字。

其中，所述图像获取模块包括用以放大被摘录文本上文字的图像放大模块。所述图像放大模块为短焦镜头。

其中，还包括提示信号产生模块，用以根据图像判断模块的判断结果产生提示进入图像提取模块或返回图像获取模块的信号。

本发明还提供一种手持式设备，具体为一种摘录文字的手持式设备。

本发明的有益效果是，使用文字摘录装置可以有选择性地摘录文本上的片段、单行或几个字。经短焦镜头放大后的被摘录文字在图像传感器上进行大尺寸的成像，将成像后的文字图像在显示屏上进行显示，实时视频。采用自动图像触发方式触发帧提取符合文字识别条件的图像，从而不需要手动持续对焦和手动按键拍照，实时处理帧提取图像，将处理识别后的文字显示到显示屏上，完成文字的摘录。对于其它需要摘录的文字，通过移动文字摘录装置以相同的方式完成整个文本的文字摘录。

本装置和方法不需要手动持续对焦、手动按键拍照和大版面图像的文字识别，从而解决了现有技术中采用拍摄的方法进行文字识别的对焦难、拍摄难、识别难的问题，使得文字摘录更方便、更快捷、更准确。

附图说明

图1为本发明提供的文字摘录装置的结构示意图；

图2A为普通镜头的成像机理图；

图2B为本发明提供的短焦镜头的成像机理图；

图3为本发明提供的文字摘录方法的流程图；

图4为本发明的文字摘录系统的原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，详细说明本发明的技术方案。

图1为本发明提供的文字摘录装置的结构示意图。如图1所示，本装置包括壳体1、处理器2、图像传感器3、显示屏4、短焦镜头5和开孔8。处理器2设置在壳体1内部，本实施例为嵌入式处理器，用于控制文字摘录装置、进行文字识别等处理。图像传感器3设置在壳体1内部，且与处理器2相连，用于被摘录文本7上的文字聚焦成像，生成图像数据，送入处理器2进行后续处理。在外壳1上与图像传感器3对应的位置处开设一开孔8，使得图像传感器3透过开孔8获取被摘录文本上的文字图像。

显示屏4设置在壳体1的上表面，与所述处理器2相连。本实施例中，显示屏4的界面分成上下两个部分，显示屏4的上部为图像显示区域4a，用于实时显示图像传感器3摄取的视频图像，显示屏4的下部为文字显示区域4b，用于实时显示经处理器2识别后的文字。短焦镜头5，安装在图像传感器3上，用于被摘录文字的微距成像，使被摘录文字轻松对焦并达到文字识别的分辨率要求。而且，摘录文本7采用外界自然光6照射，不需额外的光源。

本实施例中，所述图像传感器3为CMOS图像传感器，选用芯片尺寸为1/4英寸或1/5英寸的图像传感器，显示屏为液晶显示屏或双稳态显示屏。图像传感器3获取经短焦镜头5放大成像的被摘录文本7的文字图像，发送至处理器2处理，并将所述文字图像同步显示在显示屏4的图像显示区域4a上。处理器2对文字图像进行识别处理后将识别结果显示在显示屏4的文字显示区域4b上，完成文字摘录。文字摘录装置还设置有存储器(图中未示出)，用于存储被摘录文字，被摘录文字由用户通过本装置上的按键手动保存。

图2A为普通镜头的成像机理图，图2B为本发明提供的短焦镜头的成像机理图。如图2A所示，图中包括镜头远处的目标物201，比如人物、风景等；普通镜头202，用于文字摘录装置的普通成像；普通镜头焦距203，为普通镜头202的成像焦距；图像传感器3，用于对普通镜头202外的目标物成像。从图2A中可以看出，远处的目标物201可以在整个图像传感器3上成像，但被摘录文本7若要获得清晰成像，必须置于距离普通镜头202距离较远的位置，这样，被摘录文本7在整个图像传感器3上的成像尺寸就很小，而其上单个文字的成像尺寸就更小，往往达不到文字识别软件要求的分辨率为200DPI的这种最低识别条件，导致文字识别率不高。

如图2B所示，本发明装置采用短焦镜头5进行成像，短焦镜头焦距204比普通镜头焦距203小很多，在图像传感器3到短焦镜头5的距离与图像传感器3到普通镜头202的距离不变的情况下，短焦镜头5外近距离的被摘录文本7通过短焦镜头5，在图像传感器3上能够得到大幅面的成像，这样，被摘录文本7中的文字在图像传感器3上的成像尺寸获得了极大的提高，远远超过分辨率为200DPI的最低识别要求，分辨率一般会达到600DPI，文字识别软件能够很轻松地进行文字识别，并且文字识别率很高，背景好的情况下，文字识别率在99.9％以上。本实施例中，所述短焦镜头的焦距为3mm-15mm。

本实施例提供的文字摘录装置能够放大并自动聚焦被摘录文本的文字图像，大大提高了被摘录文字的分辨率，有效解决了现有技术存在的对焦难、拍摄难、识别难的问题。

图3为本发明提供的使用文字摘录装置摘录文字的方法的工作流程图。如图3所示，启动文字摘录装置，进入开始300状态后，手持设备显示屏的图像显示区域4a的预览模式打开，调整文字摘录装置与被摘录文本之间的距离，开始使用本方法摘录文字。本方法具体包括如下步骤：

步骤1，采集文字图像301，通过预览模式的实时视频采集文字图像。所采集的文字图像为经图像传感器上设置的短焦镜头放大后的文字图像，并实时显示在显示屏上设定的图像显示区域4a内。

步骤2，触发文字图像302，判断获取的文字图像是否满足设定的识别条件，若文字图像满足设定的识别条件，执行步骤3；若文字图像没有满足设定的识别条件，返回步骤1。返回步骤1后，通过调整文字摘录装置与被摘录文本的距离，重复采集该帧文字图像，或者是继续下一帧图像的采集。所述设定的识别条件至少包括文字分辨率、清晰度和对比度。文字分辨率达到400DPI以上、对焦清晰和对比度好的图像，为符合设定条件的图像。该步骤中，在文字图像没有满足设定的识别条件时，将根据该判断结果产生提示信号，提示用户重新采集该帧图像或继续下一帧图像的采集。

步骤3，提取文字图像303，提取文字图像的完整的图像数据。通过帧图像提取，获得完整的帧图像数据。

步骤4，图像处理和识别304，根据所提取文字图像的图像数据进行图像处理。图像处理至少包括图像增强、倾斜校正、图像锐化、图像二值化等处理过程。图像处理完成后，进行光学字符识别，得到这帧图像中的文字，并将获得的文字显示在显示屏4的文字显示区域4b内。

本方法还包括步骤5，后处理305，对所获得的文字进行后处理，如去重字、发声、翻译等，并将处理结果输出到显示屏4的文字输入区4b中的输入提示符上。

本方法还包括步骤6，检测结束信号306。后处理305完成后，检测是否收到结束文字摘录的信号，若没有收到结束信号，返回步骤1继续采集文字图像，完成下一帧图像的采集和识别。如果收到结束信号，退出文字摘录模式，结束文字摘录工作。通过按下文字摘录装置上的退出键发出结束信号。

本实施例中，被摘录文本与文字摘录装置中的短焦镜头之间的距离为5cm～10cm。在使用该文字摘录装置时，选择被摘录文本中的一行文字，从左至右进行拍摄，拍摄到的文字逐个显示到文字显示区域4b中，一行文字的摘录完成后进入下一行文字的摘录，直至整个需要摘录的所有文字摘录完毕，按下退出键，发送结束信号，退出文字摘录模式，完成文字摘录。

图4为本发明提供的文字摘录系统，包括：

图像获取模块，用以获取被摘录文本上的文字图像；图像获取模块包括用以放大被摘录文本上文字的图像放大模块；本实施例的图像放大模块为短焦镜头；

图像判断模块，用以判断获取的文字图像是否满足设定的识别条件，若文字图像满足设定的识别条件，进入图像提取模块，若文字图像没有满足设定的识别条件，返回图像获取模块；

图像提取模块，用以提取文字图像的完整的图像数据；

图像处理和识别模块，用以根据所提取文字图像的图像数据，进行图像处理和光学字符识别，获得被摘录文本上的文字。

本系统还包括提示信号产生模块，用以根据文字图像的判断结果产生提示进入图像提取模块或返回图像获取模块的信号；以及结束信号产生模块，通过按下文字摘录装置上的退出键发出结束信号，退出文字摘录模式，完成文字摘录工作。

本具体实施方式中所使用的文字摘录装置为一种摘录文字的手持式设备。通过手持式设备中设置的图像传感器和短焦镜头实时采集图像，所采集的图像满足设定的识别条件时，即时识别出图像中的文字，获得需要摘录的文字。这种文字摘录方法有效解决了手动持续对焦带来的难度，手动按键拍摄带来的晃动和低分辨率下大幅面文字造成的识别率底下的问题，从而使手持式文字摘录装置更方便、快捷、准确。

Claims (22)

1.一种文字摘录装置，包括壳体，设置在壳体内部的处理器，设置在壳体表面的显示屏，其特征在于，还包括设置在壳体内部与所述处理器相连的对被摘录文本上的文字聚焦成像的图像传感器，安装在所述图像传感器上用于使被摘录文本上的文字在图像传感器上得到放大成像的短焦镜头，所述图像传感器通过显示屏的预览模式实时获取文字图像发送至处理器处理，并将所述文字图像同步显示在显示屏上，所述处理器对文字图像进行识别处理后将识别结果显示在显示屏上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述短焦镜头的焦距为3mm-15mm。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像传感器为CMOS图像传感器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示屏设定图像显示区域和文字显示区域，所述文字图像显示在显示屏上设定的图像显示区域内，所述文字图像的识别结果显示在显示屏上设定的文字显示区域内。

5.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，所述显示屏为液晶显示屏或双稳态显示屏。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳上与图像传感器对应的位置处设置一开孔，使得图像传感器透过开孔获取被摘录文本上的文字图像。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述短焦镜头与被摘录文本的垂直距离为5cm-10cm。

8.一种使用文字摘录装置摘录文字的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，采集文字图像，通过文字摘录装置显示屏的预览模式获取被摘录文本上的文字图像；

步骤2，触发文字图像，判断获取的文字图像是否满足设定的识别条件，若文字图像满足设定的识别条件，执行步骤3，若文字图像没有满足设定的识别条件，返回步骤1；

步骤3，提取文字图像，提取文字图像的完整的图像数据；

步骤4，图像处理和识别，根据所提取文字图像的图像数据，进行图像处理和光学字符识别，获得被摘录文本上的文字。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述获取被摘录文本上的文字图像包括通过文字摘录装置上的图像传感器采集经图像传感器上设置的短焦镜头放大后的文字图像，并将采集的文字图像同步显示在显示屏上设定的图像显示区域内。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述设定条件至少包括文字分辨率、清晰度和对比度。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述判断文字图像是否满足设定的识别条件时，根据判断结果产生提示信号。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤4中，所述图像处理至少包括图像增强、倾斜校正、图像锐化和图像二值化。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤4中，所述获得被摘录文本上的文字包含将获得的文字显示在显示屏上设定的文字显示区域内。

14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括步骤：调整获取被摘录文本上的文字与文字摘录装置之间的文字图像获取距离。

15.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤4之后还包括步骤5，对所获得的文字进行后处理，所述后处理至少包含去重字、发声和/或翻译。

16.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤5之后还包括步骤6，检测结束信号，用于检测是否收到结束文字摘录的信号。

17.一种文字摘录系统，其特征在于，包括：

图像获取模块，用以获取被摘录文本上的文字图像；

图像判断模块，用以判断获取的文字图像是否满足设定的识别条件，若文字图像满足设定的识别条件，进入图像提取模块，若文字图像没有满足设定的识别条件，返回图像获取模块；

图像提取模块，用以提取文字图像的完整的图像数据；

图像处理和识别模块，用以根据所提取文字图像的图像数据，进行图像处理和光学字符识别，获得被摘录文本上的文字。

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述图像获取模块包括用以放大被摘录文本上文字的图像放大模块。

19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述图像放大模块为短焦镜头。

20.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，还包括提示信号产生模块，用以根据图像判断模块的判断结果产生提示进入图像提取模块或返回图像获取模块的信号。

21.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，还包括结束信号产生模块，检测是否收到结束文字摘录的信号。

22.一种手持式设备，其包括如权利要求1、权利要求17至21所述的摘录文字的手持式设备。

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