CN106446886B

CN106446886B - 一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法

Info

Publication number: CN106446886B
Application number: CN201610893005.0A
Authority: CN
Inventors: 吴锦青; 王雪峰
Original assignee: GUANGDONG WENXUN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG WENXUN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2019-08-20
Anticipated expiration: 2036-10-13
Also published as: CN106446886A

Abstract

本发明涉及一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法，通过在识别区域内设置水平方向和垂直方向都包含有特征信息的若干个识别码，将识别区域分别从水平方向和垂直方向进行特征比对，以在扫描时找到该识别区域的轮廓，以便完成后面的图像畸形矫正及识别后续工作。本发明解决了智能终端进行扫描时答题卡与扫描点不固定的问题，并且在图形处理方法上更加简单、高效、稳定。

Description

一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法

技术领域

本发明涉及一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法。

背景技术

传统的手工阅卷给老师们造成很大的工作负担，尤其是考试繁多的中学老师，操作复杂的传统阅卷系统浪费了老师们大量的时间，以往的答题卡识别主要依靠线扫描技术，由上至下进行扫描，答题卡距离扫描点的位置是基本固定的，如图1所示，而采用移动式智能终端，答题卡与扫描点是不固定的，有近有远，有各种的偏离，如图2所示，因此为了减少对图像拍摄的依赖性，必须快速识别出图像的处理范围。

比较通用的图像算法是使用轮廓分析方法，需要使用多边形逼近一个轮廓，使得顶点数目变少，算法原理比较简单，核心就是不断找多边形最远的点加入形成新的多边形，直到最短距离小于指定的精度。实际应用中会有两个轮廓的匹配比较相似度，或者比较一个轮廓和一个抽象模板的的相似度。简单的方式是比较两个轮廓的轮廓矩。

矩的定义：通过对轮廓上所有点进行积分运算。

归一化的矩：不同大小但是形状相同的物体轮廓应有相同的矩。因此在比对轮廓相似度时通常使用归一化的矩，Hu矩是其中一种较好的方法。

用相似度量度来计算轮廓所有匹配的部分，这就要用到轮廓树，这里的轮廓一个特定形状（不是多个特定形状）内各部分的等级关系，最后产生的轮廓树是一个二分树。如图3所示的轮廓树，每个节点表示一个三角形，父节点是子节点合并形成的新的三角形。

由于这种寻找的方案会出现坐标的不断返回情况下，数据统计量也比较大，总体效率不高，要处理完一个图像耗时较多。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法，以解决智能终端进行扫描时答题卡与扫描点不固定的问题，并且在图形处理方法上更加简单、高效、稳定，为实现上述目的本发明的具体方案如下：

一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法，通过在识别区域内设置水平方向和垂直方向都包含有特征信息的若干个识别码，将识别区域分别从水平方向和垂直方向进行特征比对，以在扫描时找到该识别区域的轮廓，以便完成后面的图像畸形矫正及识别后续工作。

具体的，一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法，包括以下步骤：

S1：初使化一个水平度量尺；在识别区域的轮廓位置设置若干个识别码；

S2：将水平度量尺按照水平方向移动进行特征比对；

S3：初使化水平度量尺的阀值；

S4：在水平方向对定位识别区域内进行识别码特征判断，如特征出现，则进行步骤S5，如无此特征，则返回步骤S2；

S5：以步骤S4中水平度量尺的中点作为中心点；

S6：根据中心点位置，初使化一个垂直度量尺；

S7：将垂直度量尺从垂直方向进行特征比对；

S8：在垂直方向对步骤S4中识别的识别码进一步进行特征判断，如特征出现，则进行步骤S9，如无此特征，则返回步骤S2；

S9：对步骤S8中的识别码予以确认并进行标记；

S10：返回S1，继续下一位置处。

优选的，所述识别码在水平方向和垂直方向都包含有特征信息。

优选的，所述识别码为环形。

本发明提供的使用智能终端摄像头多点定位识别方法具有如下优点:

(1)算法简单、高效、稳定；

(2)通过简单数据循环(在垂直和水平方向)，就可以确定若干个（识别码）定位孔位置坐标；

(3)根据区域的判断，找出最合适的阀值，还对图像进行二值化的处理；

(4)算法中亮点是在确定了（识别码）定位孔以后，清除该区域数据，避免不要的二次查找。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为采用线扫描技术的答题卡扫描结果示意图；

图2为现有技术采用移动式智能终端的答题卡偏离后扫描结果示意图；

图3为现有技术中轮廓分析方法的轮廓树示意图；

图4为本发明实施例流程示意图；

图5为本发明实施例识别码示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例

本发明提供的一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法，主要通过在识别区域内设置水平方向和垂直方向都包含有特征信息的若干个识别码，将识别区域分别从水平方向和垂直方向进行特征比对，以在扫描时找到该识别区域的轮廓，以便完成后面的图像畸形矫正及识别后续工作。

如图4、5所示，一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法，包括以下步骤：

S1：初使化一个水平度量尺，像素为50*1；

在识别区域的轮廓位置设置若干个识别码；

S2：将水平度量尺按照水平方向移动进行特征比对,设当前点坐标为(x,y)；

S3：初使化水平度量尺的阀值(二值化)；

S4：在水平方向对定位识别区域内进行识别码特征判断，如特征出现，则进行步骤S5，如无此特征，则返回步骤S2；本实施例中，所述识别码是若干个在水平方向和垂直方向都包含有特征信息的环形，其特征值排序为：[1-0-1-0-1]；

S5：以步骤S4中水平度量尺的中点作为中心点，也可以根据X1和X2两个坐标点确定中心点位置:X0=(X2-X1)/2；

S6：根据中心点X0的位置，初使化一个垂直度量尺，像素为1*50；

S7：将垂直度量尺从垂直方向起点为Y-25处进行特征比对；

S8：在垂直方向对步骤S4中识别的识别码进一步进行特征判断，特征值排序为：[1-0-1-0-1]，如特征出现，则进行步骤S9，如无此特征，则返回步骤S2；

S9：找到识别码，对步骤S8中的识别码予以确认并进行标记；

S10：清除从(X,Y-25)至(X+50,Y+25)，返回S1，继续下一位置处。

本实施例中的代码实现如下：

'从灰度图像中快速找出全部的识别码(只要类似的都算数)

Sub Find_AllConcentricCircles(StartX As Int ,StartY As Int ,EndX AsInt ,EndY As Int ) As Int

Dim i As Int

Dim j As Int

Dim Adjust As Int

Dim compIndex As Int

Dim IsAddNewPoint As Boolean '是否增加新的标记点.

Dim XX_Length As Int

Dim YY_Length As Int

Dim XY_Length As Int

'Dim merect As Rect

PointCount=0

For j= StartY+20 To EndY-20 Step 2 'Y方向.[20-->(640-20)]

For i=StartX To EndX 'Step 3 'X方向.[ 0-->480]

Adjust= Find_ONEConcentricCircle(i,j,40,40) '在40x40的块中找出是否为识别码特性

If (Adjust=1) Then '表明当前块确定为识别码的特性.

'***********************************************************

'根据当前块的坐标，与前面的所有数据比对，计算出距离.如果距离太小的，就不再添加.

'***********************************************************

IsAddNewPoint=True

For compIndex=1 To PointCount

XX_Length =Abs(ORG_POINTXY(compIndex-1,0)-tmpNowPointX) '计算X方向的绝对差值

YY_Length =Abs(ORG_POINTXY(compIndex-1,1)-tmpNowPointY) '计算Y方向的绝对差值

Adjust=XX_Length*XX_Length+YY_Length*YY_Length

XY_Length=Sqrt(Adjust)

If(XY_Length<40) Then '距离太近了.就不添加这条记录了.

IsAddNewPoint=False

Exit

End If

If IsAddNewPoint=True Then

medraw.DrawLine(i,j,i+40,j,Colors.Red,1) '正确的坐标点使用红色.

' SP_Camera_INFO.Text =SP_Camera_INFO.Text & "(" &tmpNowPointX & "," & tmpNowPointY & ") "

'存贮当前的坐标点.

ORG_POINTXY(PointCount,0) = tmpNowPointX 'X坐标.

ORG_POINTXY(PointCount,1) = tmpNowPointY 'Y坐标.

PointCount=PointCount+1

'medraw.DrawText(PointCount,tmpNowPointX,tmpNowPointY,Typeface.DEFAULT_BOLD,10,Colors.Blue,"CENTER")

If(PointCount>50) Then

'Msgbox ("查找原点数据太多了,异常!","info")

Return 0 '数据是乱的，不处理.

End If

Else '还是将这个原始数据用文本形式显示出来.

' medraw.DrawLine(i,j,i+40,j,Colors.Blue,1) '与其它坐标点合并的使用蓝色.

' SP_Camera_INFO.Text =SP_Camera_INFO.Text & "(*" &tmpNowPointX & "," & tmpNowPointY & "*) "

End If

i=i+40 '表明当前找到了正确的数据，就在水平方向进行到下一段.避免重复添加.

End If

' If PointCount>=4 Then Exit

'根据前面找出的点位,

Return PointCount '表明未找到正确的定位点

End Sub

'判断当前位置是否存在识别码特性(将采用动态的阀值)

'第一步。在水平方向查找[1-0-1-0-1]

'第二步。在垂直方向查找[1-0-1-0-1]

Sub Find_ONEConcentricCircle( XX As Int , YY As Int,DETE_W As Int,DETE_H As Int) As Int

Dim i As Int

Dim j As Int

Dim bright_1 As Int '是1的判断

Dim bright_0 As Int '是0的判断

Dim FIND_BIT_1 As Int '找到了第一个1

Dim FIND_BIT_2 As Int '找到了第二个0

Dim FIND_BIT_3 As Int '找到了第三个1

Dim FIND_BIT_4 As Int '找到了第三个0

Dim FIND_BIT_5 As Int '找到了第三个1

Dim ORG_X1 As Int

Dim ORG_X2 As Int

Dim ORG_Y1 As Int

Dim ORG_Y2 As Int

Dim tmpORGdata(45) As Int

Dim tmp_FZ_1 As Int =100 '为白色的阀值

Dim tmp_FZ_0 As Int =50 '为黑色的阀值.

'###################################################################

'第一步..从左到右进行查找[1-0-1-0-1]

'###################################################################

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

'1a.预处理，在X方向找到一个合适的阀值，用来区分1，和0

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

j=0

For i=1 To DETE_W

j=j+SPBMP_DATA(i+XX,YY)

tmp_FZ_1=1.2*i: '大于此值为1: 1.2*100=120

tmp_FZ_0=0.8*i '小于此值为0: 0.8*100=80

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

'1b.下面将开始进行特征分布数据比对

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

bright_0=0:bright_1=0'清除计数器

FIND_BIT_1=0: FIND_BIT_2=0: FIND_BIT_3=0: FIND_BIT_4=0: FIND_BIT_5=0:

For i=1 To DETE_W

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

If SPBMP_DATA(XX,YY) > tmp_FZ_1 Then '白色累计.

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

' SPBMP_DATA(XX,YY)=1 '直接二值化.

bright_1=bright_1+1

If(bright_1>3) Then '白色累计连续出现了４次,标记数据为1

bright_0=0

If FIND_BIT_1=0 Then

FIND_BIT_1=1 '第1次阶段出现1[1]

Else IF FIND_BIT_2=1 And FIND_BIT_3=0 Then

FIND_BIT_3=1 '第3阶段出现1[101]

Else IF FIND_BIT_4=1 And FIND_BIT_5=0 Then

FIND_BIT_5=1 '第5阶段出现1[10101]

Exit '成功找到数据了,就退出FOR

End If

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

ELSE If SPBMP_DATA(XX,YY) < tmp_FZ_0 Then '黑色累计.

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

bright_0=bright_0+1

If(bright_0>3) Then '黑色累计连续出现了４次，标记为数据0

bright_1=0

If FIND_BIT_1=1 And FIND_BIT_2=0 Then

FIND_BIT_2=1 '第2阶段出现0[10]

ORG_X1=XX '记录下X,中心起始点.

else If FIND_BIT_3=1 And FIND_BIT_4=0 Then

FIND_BIT_4=1 '第４价段出现0 [1010]

ORG_X2=XX '中心结束点.

End If

If XX<480 Then XX=XX+1 '向右移动

Return 0 '在水平方向未找到匹配，就直接退出了.

Else

' Return 1

End If

'+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

'第二步..从上往下进行查找[1-0-1-0-1]

'###################################################################

XX=(ORG_X2-ORG_X1)/2:XX=XX+ORG_X1:

tmpNowPointX=XX '此点作为X方向的中心点.

tmpNowPointY=YY '此点作为Y方向的中心点.

YY=YY-DETE_H/3

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

'2a.预处理，在X方向找到一个合适的阀值，用来区分1，和0

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

j=0

For i=1 To DETE_H

j=j+SPBMP_DATA(XX,YY+i)

tmp_FZ_1=1.2*i: '大于此值为1: 1.2*100=120

tmp_FZ_0=0.8*i: '小于此值为0: 0.8*100=80

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

'2b.下面将开始进行特征分布数据比对

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

bright_0=0:bright_1=0'清除计数器

FIND_BIT_1=0: FIND_BIT_2=0: FIND_BIT_3=0: FIND_BIT_4=0: FIND_BIT_5=0:

For j=ORG_X1 To ORG_X2 'X的距离从ORGX1到ORGX2进行判断.

For i=1 To DETE_H

tmpORGdata(i)=SPBMP_DATA(j,YY)

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

If SPBMP_DATA(XX,YY) > tmp_FZ_1 Then '白色累计.

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

bright_1=bright_1+1

If(bright_1>3) Then '白色累计连续出现了４次,标记数据为1

bright_0=0

If FIND_BIT_1=0 Then

FIND_BIT_1=1 '第1阶段出现1[1]

Else IF FIND_BIT_2=1 And FIND_BIT_3=0 Then

FIND_BIT_3=1 '第3阶段出现1[101]

' Exit

Else IF FIND_BIT_4=1 And FIND_BIT_5=0 Then

FIND_BIT_5=1 '第5阶段出现1[10101]

Exit '成功找到数据了,就退出FOR

End If

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

ELSE If SPBMP_DATA(XX,YY) < tmp_FZ_0 Then '黑色累计.

'++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

bright_0=bright_0+1

If(bright_0>3) Then '黑色累计连续出现了４次，标记为数据0

bright_1=0

If FIND_BIT_1=1 And FIND_BIT_2=0 Then

FIND_BIT_2=1 '(2)第2阶段出现0[10]

ORG_Y1=YY '记录下y,中心起始点.

else If FIND_BIT_3=1 And FIND_BIT_4=0 Then

FIND_BIT_4=1 '(4)第４价段出现0 [1010]

ORG_Y2=YY '记录下yy,中心结束点.

'Exit

End If

If YY<640 Then YY=YY+1 '向右移动

If FIND_BIT_5=1 Then Exit

'############################################

'第三步..清除矩形的数据,不让后面在垂直方向进行重复判断。

############################################

For j=ORG_Y1 To ORG_Y2

For i= ORG_X1 To ORG_X2

SPBMP_DATA(i,j)=0

Return 1

Else

Return 0

End If

End Sub

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法，其特征在于：通过在识别区域内设置水平方向和垂直方向都包含有特征信息的若干个识别码，将识别区域分别从水平方向和垂直方向进行特征比对，以在扫描时找到该识别区域的轮廓，以便完成后面的图像畸形矫正及识别后续工作，包括以下步骤：

S2：将水平度量尺按照水平方向移动进行特征比对；

S3：初使化水平度量尺的阀值；

S5：以步骤S4中水平度量尺的中点作为中心点；

S6：根据中心点位置，初使化一个垂直度量尺；

S7：将垂直度量尺从垂直方向进行特征比对；

S9：对步骤S8中的识别码予以确认并进行标记；

S10：返回S1，继续下一位置处。

2.如权利要求1所述的一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法，其特征在于：所述识别码在水平方向和垂直方向都包含有特征信息。

3.如权利要求1所述的一种使用智能终端摄像头多点定位识别方法，其特征在于：所述识别码为环形。