CN105512626A - 一种识别数码管所显示数字的方法 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的一种识别数码管所显示数字的方法，其特征在于，包括步骤：A、对数码管所显示的数字进行拍照，确定数码管三条横向线段上部两竖向线段下部两竖向线段的位置；B、采用辅助线对各线段进行分割处理；C、依据所述辅助线与所述各线段的交点，对所显示的数字进行识别。由上，可依据所做辅助线与线段的交点情况，对显示数字进行识别，克服了由于线段有可能显示不清楚时，无法准确识别的缺陷。

Description

一种识别数码管所显示数字的方法

技术领域

本发明涉及识别图像技术领域，特别涉及一种识别数码管所显示数字的方法。

背景技术

采用数码管进行数字显示已经是目前应用非常广泛的一种技术。广泛应用于工业控制、交通、生产领域。数码管是自动化仪表的关键显示设备，显示包括温度、湿度、指标、参数等重要数据。

如图1所示，数码管由固定位置的三条横向线段和四条竖向线段组成，即对应图1中的L1～L7，其中，L4、L6为上部两条竖向线段，L5、L7为下部两条竖向线段。每个线段都有一定的宽度，通过不同线段的显示来形成不同的数字，比如数字1是线段L6和L7显示，数字8是全部线段L1-L7都显示。为了识别显示屏显示的数字，我们首先对显示屏进行拍照，然后对照片进行二值化处理，这样图片中的点只有黑色和白色，显示的线条就是黑色，其他都是白色。

公开文献《数字仪表数码管显示识别设计》发表了一种对于数码管所显示数字的识别方法，利用不同数字的显示特征实现对于数字的识别。

如图2所示，公开文献中对应L1～L7的线条采用字母a～g表示。数码管管脚有效置“0”,数码管无效置“1”。上述方法虽然可以实现对于数码管所显示数字的识别，但是如果遇到拍照效果不好，或者数码管有部分坏点的情况下，则无法实现对于数字的准确识别。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于，提供一种识别数码管所显示数字的方法，其特征在于，包括步骤：

A、对数码管所显示的数字进行拍照，确定数码管三条横向线段上部两竖向线段下部两竖向线段的位置；

B、采用辅助线对各线段进行分割处理；

C、依据所述辅助线与所述各线段的交点，对所显示的数字进行识别。

由上，可依据所做辅助线与线段的交点情况，对显示数字进行识别，克服了由于线段有可能显示不清楚时，无法准确识别的缺陷。

可选的，步骤B包括：

取数码管的三条横向线段的中点，用第一辅助线连接所述三条横向线段的中点；

取数码管的上部两竖向线段的中点，用第二辅助线连接所述两条竖向线段的中点；

取数码管的下部两竖向线段的中点，用第三辅助线连接所述两条竖向线段的中点。

由上，设置三条辅助线，分别与七条线段相交，从而可以获取各条线段的显示情况，克服了由于线段有可能显示不清楚时，无法准确识别的缺陷。

可选的，步骤B包括：

对数码管的三条横向线段中上条线段，在其中点的左侧或右侧取点，对中间线段，在其中点取点，对下条线段，在其中点的右侧或左侧取点，用第一辅助线连接所述三条横向线段所取的点；

对数码管的上部两竖向线段的左侧线段，在其中点上侧或下侧取点，对右侧线段，在其中点下侧或上侧取点，用第二辅助线连接所述上部两条竖向线段所取的点；

对数字的下部两竖向线段的左侧线段，在其中点上侧或下侧取点，对右侧线段，在其中点下侧或上侧取点，用第三辅助线连接所述下部两条竖向线段所取的点。

由上，采用三条辅助线分别与七条线段灵活相交，克服了定点相交时，在相交位置正好出现显示不清楚的特例情况，进一步实现对于显示不清晰的数字的识别。

可选的，步骤B包括：

在数码管的三条横向线段的中点、中点左侧、中点右侧取点，用第一辅助线连接所述三条横向线段的中点，用第二辅助线连接所述三条横向线段中点右侧的取点，用第三辅助线连接所述三条横向线段中点左侧的取点；

在数码管的上部两竖向线段的中点、中点上侧、中点下侧取点，用第四辅助线连接所述两条竖向线段的中点，用第五辅助线连接所述上部两条竖向线段中点上侧的取点，用第六辅助线连接所述两条竖向线段中点下侧的取点；

在数码管的下部两竖向线段的中点、中点上侧、中点下侧取点，用第七辅助线连接所述下部两条竖向线段的中点，用第八辅助线连接所述下部两条竖向线段中点上侧的取点，用第九辅助线连接所述下部两条竖向线段中点下侧的取点。

由上，采用九条辅助线，与各条线段全覆盖相交的模式，彻底克服有可能存在的交点显示不完整的情况。

可选的，步骤C包括：

依据多条辅助线与一条线段的是否存在交点，判断出该条线段是否存在；

依次识别各条线段的存在情况，对显示数字进行识别。

由上，采用九条辅助线，与各条线段全覆盖相交的模式，即便显示再不清晰，可以通过交点的方式对于显示数字的识别。

可选的，依据多条辅助线与一条线段的是否存在交点，判断出该条线段是否存在包括：

假设线段与所述辅助线的交点数量为A；

各个交点的清晰度表示为：Pij/A，式中i表示线段的序号，i＝1～7；j表示线段与所述辅助线的交点的序号，j＝1～3；

当所述清晰度Pij达到阈值时，判断出该条线段存在。

由上，通过三条辅助线与一条线段的交点的清晰度，实现对于线段是否显示的判断。

可选的，判断清晰度达到阈值包括步骤：

利用公式Pi1/A*W1％+Pi2/A*W2％+Pi3/A*W3％计算线段的清晰度，式中W1％、W2％、W3％分别表示辅助线与线段不同位置交点所占的权重。

可选的，所述权重与辅助线和线段交点距离该线段中点的距离成反比，距离越近，权重越大。

由上，辅助线与线段在中心的交点权重最高，在两侧的交点权重较低，便于对该线段是否存在进行正确的判断。

可选的，所述对显示数字进行识别包括：

如果线线段的清晰度大于80％，定为M1；

如果大于60％小于80％，定为M2；

如果大于20％小于60％，定为M3；

如果小于20％，定为M4；

根据M1的线条组合识别数字，如果唯一识别数字则返回，否则将M1和M4的线条组合识别数字，如果唯一识别数字则返回，否则将M1、M4和M2的线条组合识别数字，如果唯一识别数字则返回；否则将M1-M4的线条组合识别数字，返回可能性的数字集合。

由上，采用交叉组合的方式进行数字识别，可进一步提高对于显示不清晰的数字的识别率。

附图说明

图1为数码管显示数字的示意图；

图2为公开文献中涉及的依据数字的显示特性进行识别的原理示意图；

图3为本发明的流程图；

图4为对各个显示段进行分割的第一分割实施例示意图；

图5为对各个显示段进行分割的第二分割实施例示意图；

图6为对各个显示段进行分割的第三分割实施例示意图。

具体实施方式

为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种识别数码管所显示数字的方法，针对拍照效果不佳或者数码管存在坏点的情况下，依然可实现对于数字的识别。

如图3所示，本发明所述方法包括以下步骤：

S10：对数码管所显示的图像进行拍照。

S20：对所拍摄照片进行预处理，确定数字区域。

随所拍摄图像进行预处理的步骤与现有技术相同，即包括灰度处理和二值化处理，上述处理方式比较常规，不再赘述。

对所拍摄照片进行预处理后，还包括确定数码管所在位置以及确定数字线段的步骤，即确定出各个数字的三条横向线段、上部两竖向线段和下部两竖向线段共7条线段的位置。本步骤也同现有技术相同，不再赘述。

S30：对各个显示段进行分割处理。

如图4所示，取线段L1、L2、L3的中点，用第一辅助线P1连接所述线段L1、L2、L3的中点；取线段L4、L6的中点，用第二辅助线P2连接所述线段L4、L6的中点；取线段L5、L7的中点，用第三辅助线P3连接所述线段L5、L7的中点。由此，三条辅助线与线段L1～L7一共存在7个交点。

上述实施例虽然取各个线段的中点，然而实际分割时并非限定仅为按照中点进行分割，可依据线段的显示程度进行分割。例如图5所示，取线段L1左1/3处，取线段L2的中点，取线段L3的右1/3处，第一辅助线P1分别连接上述三个取点。采用上述分割的优异效果在于，不拘泥于统一的分割样式。由于数码管显示不清晰的情况多种多样，若仅采用一种方式对所显示的数字进行分割，则有可能线段正好分割处无法显示，则对后续的数字识别造成影响。

当然，实际取点时也可取L1左1/4处、取线段L2的中点，取线段L3的右1/4处等等。总之，在线段L1的中点左侧取点，在线段L2的中点取点，在线段L3的中点右侧取点。

同理，也可对线段L4、L6进行取点，例如在线段L4上，在其上1/3处取点，对应在线段L4上，在其下1/3处取点，再通过第二辅助线连接所取的点。

再同理，对线段L5、L7进行取点，再通过第三辅助线连接所取的点。

又或者，可以在线段L4、L2、L7上进行取点，通过第一辅助线连接所取的点；在线段L6、L2、L5上进行取点，通过第二辅助线连接所取的点；在线段L1、L2、L3上进行取点，通过第三辅助线连接所取的点。总之，将所做辅助线与数码管的各线段相交，以便在后续步骤中对数码管的显示数字进行识别。

S40：依据分割位置，对显示数字进行识别。

获取辅助线与线段交点，若存在交点，则表示该线段存在。例如显示数字“1”时，辅助线P2与线段L6存在交点，辅助线P3与线段L7存在交点；例如显示数字“2”时，辅助线P1与线段L1、L2、L3存在交点，辅助线P2与线段L6存在交点，辅助线P3与线段L5存在交点。基于此，实现对于数字的识别。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。例如，在步骤S30中，还可采用多辅助线对各个显示段进行分割处理。具体的，如图6所示，取线段L1、L2和L3的左1/3处、中点、右1/3处，分别采用第一辅助线P10连接线段L1、L2和L3的左1/3处，采用第二辅助线P11连接线段L1、L2和L3的中点、采用第三辅助线P12连接线段L1、L2和L3的右1/3处；同理，取线段L4、L6的上1/3处、中点、下1/3处，分别采用第四、五、六辅助线P20、P21、P22连接线段L4、L6的取点；取线段L5、L7的上1/3处、中点、下1/3处，分别采用第七、八、九辅助线P30、P31、P32连接线段L5、L7的取点。由上，采用九条辅助线，与七条线段一共21个交点，即采用更多辅助线，可以更进一步的获知各个线段是否显示的情况。

相应的，在步骤S40中，获得每个线段与辅助线相交的交点数量，依据所述交点数量对数字进行识别。

假设每个线段与辅助线相交的交点数量为A，针对线Li(i＝1、2…7)的三个点周围的交点个数实际为Pi1、Pi2、Pi3，每个交点的清晰度利用Pij/A(j＝1、2、3)计算获得，线段Li的清晰度利用线上三个交点的加权计算获得，公式为Pi1/A*W1％+Pi2/A*W2％+Pi3/A*W3％。上述公式中W1％、W2％、W3％分别表示辅助线与线段在不同位置的交点的权重。辅助线与线段在中心的交点权重最高，在两侧的交点权重较低。本实施例中，W2％为50％，W1％和W3％分别为25％。

进一步的，还可依据在各个线段中所取点的不同位置，设置不同权重，即权重与距离中点的距离成反比，例如，距离中点越近，权重越接近50％，距离中点越远，权重越小于50％。

如果线Li的清晰度大于80％，则认为这条线是非常清晰的，定为M1；如果大于60％小于80％，则认为这条线是一般清晰的，定为M2；如果大于20％小于60％，则认为这条线是模糊的，定为M3；如果小于20％，我们认为这条线是不显示的，定为M4。

根据M1的线条组合识别数字，如果唯一识别数字则返回；否则将M1和M4的线条组合识别数字，如果唯一识别数字则返回；否则将M1、M4和M2的线条组合识别数字，如果唯一识别数字则返回；否则将M1-M4的线条组合识别数字，此时说明不能唯一识别数字，返回可能性的数字集合。由此可进一步提高对于显示不清晰的数字的识别率。

总之，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种识别数码管所显示数字的方法，其特征在于，包括步骤：

A、对数码管所显示的数字进行拍照，确定数码管三条横向线段上部两竖向线段下部两竖向线段的位置；

B、采用辅助线对各线段进行分割处理；

C、依据所述辅助线与所述各线段的交点，对所显示的数字进行识别。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B包括：

取数码管的三条横向线段的中点，用第一辅助线连接所述三条横向线段的中点；

取数码管的上部两竖向线段的中点，用第二辅助线连接所述两条竖向线段的中点；

取数码管的下部两竖向线段的中点，用第三辅助线连接所述两条竖向线段的中点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B包括：

对数码管的三条横向线段中上条线段，在其中点的左侧或右侧取点，对中间线段，在其中点取点，对下条线段，在其中点的右侧或左侧取点，用第一辅助线连接所述三条横向线段所取的点；

对数码管的上部两竖向线段的左侧线段，在其中点上侧或下侧取点，对右侧线段，在其中点下侧或上侧取点，用第二辅助线连接所述上部两条竖向线段所取的点；

对数字的下部两竖向线段的左侧线段，在其中点上侧或下侧取点，对右侧线段，在其中点下侧或上侧取点，用第三辅助线连接所述下部两条竖向线段所取的点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B包括：

在数码管的三条横向线段的中点、中点左侧、中点右侧取点，用第一辅助线连接所述三条横向线段的中点，用第二辅助线连接所述三条横向线段中点右侧的取点，用第三辅助线连接所述三条横向线段中点左侧的取点；

在数码管的上部两竖向线段的中点、中点上侧、中点下侧取点，用第四辅助线连接所述两条竖向线段的中点，用第五辅助线连接所述上部两条竖向线段中点上侧的取点，用第六辅助线连接所述两条竖向线段中点下侧的取点；

在数码管的下部两竖向线段的中点、中点上侧、中点下侧取点，用第七辅助线连接所述下部两条竖向线段的中点，用第八辅助线连接所述下部两条竖向线段中点上侧的取点，用第九辅助线连接所述下部两条竖向线段中点下侧的取点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤C包括：

依据多条辅助线与一条线段的是否存在交点，判断出该条线段是否存在；

依次识别各条线段的存在情况，对显示数字进行识别。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，依据多条辅助线与一条线段的是否存在交点，判断出该条线段是否存在包括：

假设线段与所述辅助线的交点数量为A；

各个交点的清晰度表示为：Pij/A，式中i表示线段的序号，i＝1～7；j表示线段与所述辅助线的交点的序号，j＝1～3；

当所述清晰度Pij达到阈值时，判断出该条线段存在。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，判断清晰度达到阈值包括步骤：

利用公式Pi1/A*W1％+Pi2/A*W2％+Pi3/A*W3％计算线段的清晰度，式中W1％、W2％、W3％分别表示辅助线与线段不同位置交点所占的权重。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述权重与辅助线和线段交点距离该线段中点的距离成反比，距离越近，权重越大。

9.根据权利要求5～8所述的方法，其特征在于，所述对显示数字进行识别包括：

如果线线段的清晰度大于80％，定为M1；

如果大于60％小于80％，定为M2；

如果大于20％小于60％，定为M3；

如果小于20％，定为M4；

根据M1的线条组合识别数字，如果唯一识别数字则返回，否则将M1和M4的线条组合识别数字，如果唯一识别数字则返回，否则将M1、M4和M2的线条组合识别数字，如果唯一识别数字则返回；否则将M1-M4的线条组合识别数字，返回可能性的数字集合。