CN109242817A - 基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法 - Google Patents

基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法，包括：选择对象电路图的图像信息；将图像进行二值化处理；将图像进行霍夫变换；从图像中提取元器件和元器件管脚；将提取的元器件进行标准化旋转处理；将元器件进行图形数字化处理，得到与元器件对应的唯一的字符串；将元器件对应的唯一的字符串以及对应的文字备注信息均作为该元器件的截图信息的标签，并将该标签与元器件的截图信息一起存入知识点数据库；以字符串为参数对知识点数据库进行检索，得到元器件对应的截图信息以及文字备注信息。本发明以字符串的形式检索知识点数据库中字符串对应的元器件的设计错误点备注信息和连接错误截图信息，实时出现检索结果，效果非常理想。

Description

基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法
技术领域
本发明涉及电路元器件知识点创建领域，具体涉及一种基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法。
背景技术
在产品的电路板图纸设计和校验过程中，会发现各种设计错误，为了减少这些设计错误，提高设计效率和品质，因此研发了配套的知识系统。当用户发现设计错误时，将设计错误图纸以图像数据和描述文字信息保存到该知识系统内。目前现有技术均是以文字形式在知识系统检索是否有相关知识点存在，文字形式检索实时性差，有时多次检索才能出现结果，效果不是很理想。为了提高检索效率的实时性和最大限度活用知识系统的经验，因此目前急需一种基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法，本基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法将电路图中元器件对应一个字符串从而存储在知识点数据库中，以字符串的形式检索知识点数据库中字符串对应的元器件的设计错误点备注信息和连接错误截图信息，实时出现检索结果，不需要多次检索，效果非常理想，对用户具有提醒作用，防止二次设计电路图的时候，再出现元器件设计错误或连接错误的情况。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法，包括以下步骤:
创建知识点：
步骤1：选择设计错误的对象电路图的图像信息；
步骤2：将对象电路图的图像进行二值化处理；
步骤3：将对象电路图的图像进行霍夫变换；
步骤4：从对象电路图的图像中提取元器件和元器件管脚；
步骤5：将提取的元器件进行标准化旋转处理；
步骤6：将步骤5处理后的所有元器件分别进行图形数字化处理，从而使每一个元器件都得到与其对应的唯一的字符串；
步骤7：将每一个元器件对应的唯一的字符串以及对应的文字备注信息均作为该元器件的截图信息的标签，并将该标签与元器件的截图信息一起存入知识点数据库；
检索知识点：
步骤8：输入需要检索的电路图；
步骤9：将需要检索的电路图采用步骤1至步骤7的方式处理从而得到该需要检索的电路图中元器件对应的唯一的字符串；
步骤10：以字符串为参数对知识点数据库进行检索，从知识点数据库找到对应的元器件，从而得到元器件对应的截图信息以及文字备注信息；
所述的文字备注信息包括元器件对应的设计错误点备注信息，所述的元器件对应的截图信息包括元器件的连接错误截图信息。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤4具体包括：
（1）从步骤3得到的对象电路图的图像中拟合出图像中的线段，选择其中长度大于10个像素的线段；
（2）根据选择的线段的位置的首尾连接关系寻找闭合矩形，所述的闭合矩形为元器件的外形，位于所述的闭合矩形内部的线段均属于元器件，与闭合矩阵的四条边垂直交叉的线段均为元器件的管脚，根据对象电路图的图像获得多个闭合矩阵，从而提取对象电路图中的元器件和元器件管脚。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤5具体包括：
（1）若元器件对应的闭合矩阵的横边比纵边短，则对闭合矩阵向右旋转90度；
（2）若元器件对应的闭合矩阵的上横边的管脚数量比下横边的管脚数量多，则围绕纵边中心水平线进行180度反转，从而使上横边的管脚数量小于等于下横边的管脚数量；
（3）若元器件对应的闭合矩阵的左纵边的管脚数量比右纵边的管脚数量多，则围绕横边的中心垂直线进行180度反转，从而使左纵边的管脚数量小于等于右纵边的管脚数量。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤6具体包括：
（1）根据步骤5获得元器件对应的闭合矩阵的图像计算闭合矩阵的横边长X和纵边长Y，单位为像素；
（2）计算闭合矩阵的纵横边比，对结果进行四舍五入并保留4位小数，将得到的4位小数值乘以10000，即纵横边比= （Y/X）* 10000；
（3）从左到右计算闭合矩阵的上横边上的管脚位置，计算公式为：
Px1= （Lx1/X）* 10000，对Px1的小数点后第一位四舍五入并保留整数部分；
所述Lx1的单位为像素，Lx1为闭合矩阵的上横边上的从左到右的第一个管脚与闭合矩阵的左上点之间的水平距离；所述Px1的单位为像素，Px1为闭合矩阵的上横边上的从左到右的第一个管脚的位置；
（4）按照步骤（3）的方法分别计算闭合矩阵的上横边的每一个管脚的位置以及闭合矩阵的下横边的每一个管脚的位置；
（5）从上到下计算闭合矩阵的左纵边的管脚位置，计算公式为：
Py1 = （Ly1/Y）* 10000，对Py1的小数点后第一位四舍五入并保留整数部分；
所述Ly1的单位为像素，Ly1为闭合矩阵的左纵边上的从上到下的第一个管脚与闭合矩阵的左上点之间的垂直距离；所述Py1的单位为像素，Py1为闭合矩阵的左纵边上的从上到下的第一个管脚的位置；
（6）按照步骤（５）的方法分别计算闭合矩阵的左纵边的每一个管脚的位置以及闭合矩阵的右纵边的每一个管脚的位置；
（７）将步骤（２）至步骤（６）计算的数值均转换为４位字符串，位数不足部分在前面补０；
（８）将字符串按照纵横边比、闭合矩阵的上横边的从左到右每一个管脚的位置、闭合矩阵的下横边的从左到右每一个管脚的位置、闭合矩阵的左纵边的从上到下每一个管脚的位置以及闭合矩阵的右纵边的从上到下每一个管脚的位置的顺序连接起来形成一串字符，所述的一串字符为与闭合矩阵对应的唯一的字符串，即元器件对应的唯一字符串。
本发明的有益效果为：本发明将设计错误的电路图中元器件对应的字符串和元器件的设计错误点文字备注信息均作为该元器件的连接错误截图信息的标签，并将该标签与元器件的连接错误截图信息一起存储在知识点数据库（知识系统）中，因此当用户以字符串的形式检索知识点数据库中字符串对应的元器件的设计错误点备注信息和连接错误截图信息时，可以实时出现检索结果，不需要多次检索，效果非常理想，检索的结果（元器件的连接错误截图信息、元器件的设计错误点文字备注信息）可以对用户具有提醒作用，防止二次设计电路图时，使用相同的元器件时再出现相同的设计错误或连接错误的情况，最大限度活用知识点数据库。
附图说明
图1为本发明创建知识点的工作流程图。
图2为本发明检索知识点的工作流程图。
具体实施方式
下面根据图1和图2对本发明的具体实施方式作出进一步说明：
本发明提供一种基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法，根据放置的电路图中元器件形状即可得到元器件对应的字符串，从而快速找到是否有相关信息。
一种基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法，包括以下步骤:
参见图1，创建知识点：
步骤1：选择设计错误的对象电路图的图像信息；
步骤2：将对象电路图的图像进行二值化处理；
步骤3：将对象电路图的图像进行霍夫变换；
步骤4：从对象电路图的图像中提取元器件和元器件管脚；
步骤5：将提取的元器件进行标准化旋转处理；
步骤6：将步骤5处理后的所有元器件分别进行图形数字化处理，从而使每一个元器件都得到与其对应的唯一的字符串；
步骤7：将每一个元器件对应的唯一的字符串以及对应的文字备注信息均作为该元器件的截图信息的标签，并将该标签与元器件的截图信息一起存入知识点数据库；
参见图2，设计时检索知识点：
步骤8：输入需要检索的电路图；
步骤9：将需要检索的电路图采用步骤1至步骤7的方式处理从而得到该需要检索的电路图中元器件对应的唯一的字符串；
步骤10：以字符串为参数对知识点数据库进行检索，从知识点数据库找到对应的元器件，从而得到元器件对应的截图信息以及文字备注信息；
所述的文字备注信息包括元器件对应的设计错误点备注信息，所述的元器件对应的截图信息包括元器件的连接错误截图信息；使用户在设计时通过检索知识点数据库从而了解元器件对应的设计错误点备注信息和连接错误截图信息，从而防止用户在设计时再次出现相同的设计错误。
所述的步骤4具体包括：
（1）从步骤3得到的对象电路图的图像中拟合出图像中的线段，选择其中长度大于10个像素的线段；
（2）根据选择的线段的位置的首尾连接关系寻找闭合矩形，所述的闭合矩形为元器件的外形，位于所述的闭合矩形内部的线段均属于元器件，与闭合矩阵的四条边垂直交叉的线段均为元器件的管脚，根据对象电路图的图像获得多个闭合矩阵，从而提取对象电路图中的元器件和元器件管脚。
所述的步骤5具体包括：
（1）若元器件对应的闭合矩阵的横边比纵边短，则对闭合矩阵向右旋转90度；
（2）若元器件对应的闭合矩阵的上横边的管脚数量比下横边的管脚数量多，则围绕闭合矩阵两个纵边的中心点连接的水平线进行180度反转，从而使上横边的管脚数量小于等于下横边的管脚数量；
（3）若元器件对应的闭合矩阵的左纵边的管脚数量比右纵边的管脚数量多，则围绕闭合矩阵两个横边的中心点连接的垂直线进行180度反转，从而使左纵边的管脚数量小于等于右纵边的管脚数量。
所述的步骤6具体包括：
（1）根据步骤5获得元器件对应的闭合矩阵的图像计算闭合矩阵的横边长X和纵边长Y，单位为像素；
（2）计算闭合矩阵的纵横边比，对结果进行四舍五入并保留4位小数，将得到的4位小数值乘以10000，即纵横边比= （Y/X）* 10000；
（3）从左到右计算闭合矩阵的上横边上的管脚位置，计算公式为：
Px1= （Lx1/X）* 10000，对Px1的小数点后第一位四舍五入并保留整数部分；
所述Lx1的单位为像素，Lx1为闭合矩阵的上横边上的从左到右的第一个管脚与闭合矩阵的左上点之间的水平距离；所述Px1的单位为像素，Px1为闭合矩阵的上横边上的从左到右的第一个管脚的位置；
（4）按照步骤（3）的方法分别计算闭合矩阵的上横边的每一个管脚的位置以及闭合矩阵的下横边的每一个管脚的位置：
根据闭合矩阵的上横边上的从左到右的每一个管脚与闭合矩阵的左上点之间的水平距离来计算闭合矩阵的上横边的每一个管脚的位置，计算公式为：PxA= （LxA/X）* 10000，对PxA的小数点后第一位四舍五入并保留整数部分；其中LxA为闭合矩阵的上横边上的从左至右第A个管脚与闭合矩阵的左上点之间的水平距离；PxA为闭合矩阵的上横边上的从左到右第A个管脚的位置；
根据闭合矩阵的下横边上的从左到右的每一个管脚与闭合矩阵的左下点之间的水平距离来计算闭合矩阵的下横边的每一个管脚的位置，计算公式为：P1xA= （L1xA/X）* 10000，对P1xA的小数点后第一位四舍五入并保留整数部分；其中L1xA为闭合矩阵的下横边上的从左至右第A个管脚与闭合矩阵的左下点之间的水平距离；P1xA为闭合矩阵的下横边上的从左到右第A个管脚的位置；
（5）从上到下计算闭合矩阵的左纵边的管脚位置，计算公式为：
Py1 = （Ly1/Y）* 10000，对Py1的小数点后第一位四舍五入并保留整数部分；
所述Ly1的单位为像素，Ly1为闭合矩阵的左纵边上的从上到下的第一个管脚与闭合矩阵的左上点之间的垂直距离；所述Py1的单位为像素，Py1为闭合矩阵的左纵边上的从上到下的第一个管脚的位置；
（6）按照步骤（５）的方法分别计算闭合矩阵的左纵边的每一个管脚的位置以及闭合矩阵的右纵边的每一个管脚的位置：
根据闭合矩阵的左纵边上的从上到下的每一个管脚与闭合矩阵的左上点之间的垂直距离来计算闭合矩阵的左纵边的每一个管脚的位置，计算公式为：PyA = （LyA/Y）* 10000，对PyA的小数点后第一位四舍五入并保留整数部分；LyA为闭合矩阵的左纵边上的从上到下的第A个管脚与闭合矩阵的左上点之间的垂直距离；PyA为闭合矩阵的左纵边上的从上到下的第A个管脚的位置；
根据闭合矩阵的右纵边上的从上到下的每一个管脚与闭合矩阵的右上点之间的垂直距离来计算闭合矩阵的右纵边的每一个管脚的位置，计算公式为：P1yA = （L1yA/Y）*10000，对P1yA的小数点后第一位四舍五入并保留整数部分；L1yA为闭合矩阵的右纵边上的从上到下的第A个管脚与闭合矩阵的右上点之间的垂直距离；P1yA为闭合矩阵的右纵边上的从上到下的第A个管脚的位置；
（７）将步骤（２）至步骤（６）计算出的数值均转换为４位字符串，位数不足部分在前面补０；即若计算出的数值为abcd，那么该数值转换的字符串为abcd，若计算出的数值为abc，那么该数值转换的字符串为0abc，若计算出的数值为ab，那么该数值转换的字符串为00ab，若计算出的数值为a，那么该数值转换的字符串为000a；比如1234 转换成“1234”，123 转换成“0123”。
（８）将字符串按照纵横边比、闭合矩阵的上横边的从左到右每一个管脚的位置、闭合矩阵的下横边的从左到右每一个管脚的位置、闭合矩阵的左纵边的从上到下每一个管脚的位置以及闭合矩阵的右纵边的从上到下每一个管脚的位置的顺序连接起来形成一串字符，所述的一串字符为与闭合矩阵对应的唯一的字符串，即元器件对应的唯一字符串。
本发明将设计错误的电路图中元器件对应的字符串和元器件的设计错误点文字备注信息均作为该元器件的连接错误截图信息的标签，并将该标签与元器件的连接错误截图信息一起存储在知识点数据库（知识系统）中，因此当用户以字符串的形式检索知识点数据库中字符串对应的元器件的设计错误点备注信息和连接错误截图信息时，可以实时出现检索结果，不需要多次检索，效果非常理想，检索的结果（元器件的连接错误截图信息、元器件的设计错误点文字备注信息）可以对用户具有提醒作用，防止二次设计电路图时，使用相同的元器件时再出现相同的设计错误或连接错误的情况。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法，其特征在于,包括以下步骤:
创建知识点：
步骤1：选择设计错误的对象电路图的图像信息；
步骤2：将对象电路图的图像进行二值化处理；
步骤3：将对象电路图的图像进行霍夫变换；
步骤4：从对象电路图的图像中提取元器件和元器件管脚；
步骤5：将提取的元器件进行标准化旋转处理；
步骤6：将步骤5处理后的所有元器件分别进行图形数字化处理，从而使每一个元器件都得到与其对应的唯一的字符串；
步骤7：将每一个元器件对应的唯一的字符串以及对应的文字备注信息均作为该元器件的截图信息的标签，并将该标签与元器件的截图信息一起存入知识点数据库；
检索知识点：
步骤8：输入需要检索的电路图；
步骤9：将需要检索的电路图采用步骤1至步骤7的方式处理从而得到该需要检索的电路图中元器件对应的唯一的字符串；
步骤10：以字符串为参数对知识点数据库进行检索，从知识点数据库找到对应的元器件，从而得到元器件对应的截图信息以及文字备注信息；
所述的文字备注信息包括元器件对应的设计错误点备注信息，所述的元器件对应的截图信息包括元器件的连接错误截图信息。
2.根据权利要求1所述的基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法，其特征在于,所述的步骤4具体包括：
（1）从步骤3得到的对象电路图的图像中拟合出图像中的线段，选择其中长度大于10个像素的线段；
（2）根据选择的线段的位置的首尾连接关系寻找闭合矩形，所述的闭合矩形为元器件的外形，位于所述的闭合矩形内部的线段均属于元器件，与闭合矩阵的四条边垂直交叉的线段均为元器件的管脚，根据对象电路图的图像获得多个闭合矩阵，从而提取对象电路图中的元器件和元器件管脚。
3.根据权利要求2所述的基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法，其特征在于,所述的步骤5具体包括：
（1）若元器件对应的闭合矩阵的横边比纵边短，则对闭合矩阵向右旋转90度；
（2）若元器件对应的闭合矩阵的上横边的管脚数量比下横边的管脚数量多，则围绕纵边中心水平线进行180度反转，从而使上横边的管脚数量小于等于下横边的管脚数量；
（3）若元器件对应的闭合矩阵的左纵边的管脚数量比右纵边的管脚数量多，则围绕横边的中心垂直线进行180度反转，从而使左纵边的管脚数量小于等于右纵边的管脚数量。
4.根据权利要求3所述的基于字符串的电路元器件知识点创建与检索方法，其特征在于,所述的步骤6具体包括：
（1）根据步骤5获得元器件对应的闭合矩阵的图像计算闭合矩阵的横边长X和纵边长Y，单位为像素；
（2）计算闭合矩阵的纵横边比，对结果进行四舍五入并保留4位小数，将得到的4位小数值乘以10000，即纵横边比= （Y/X）* 10000；
（3）从左到右计算闭合矩阵的上横边上的管脚位置，计算公式为：
Px1= （Lx1/X）* 10000，对Px1的小数点后第一位四舍五入并保留整数部分；
所述Lx1的单位为像素，Lx1为闭合矩阵的上横边上的从左到右的第一个管脚与闭合矩阵的左上点之间的水平距离；所述Px1的单位为像素，Px1为闭合矩阵的上横边上的从左到右的第一个管脚的位置；
（4）按照步骤（3）的方法分别计算闭合矩阵的上横边的每一个管脚的位置以及闭合矩阵的下横边的每一个管脚的位置；
（5）从上到下计算闭合矩阵的左纵边的管脚位置，计算公式为：
Py1 = （Ly1/Y）* 10000，对Py1的小数点后第一位四舍五入并保留整数部分；
所述Ly1的单位为像素，Ly1为闭合矩阵的左纵边上的从上到下的第一个管脚与闭合矩阵的左上点之间的垂直距离；所述Py1的单位为像素，Py1为闭合矩阵的左纵边上的从上到下的第一个管脚的位置；
（6）按照步骤（５）的方法分别计算闭合矩阵的左纵边的每一个管脚的位置以及闭合矩阵的右纵边的每一个管脚的位置；
（７）将步骤（２）至步骤（６）计算的数值均转换为４位字符串，位数不足部分在前面补０；
（８）将字符串按照纵横边比、闭合矩阵的上横边的从左到右每一个管脚的位置、闭合矩阵的下横边的从左到右每一个管脚的位置、闭合矩阵的左纵边的从上到下每一个管脚的位置以及闭合矩阵的右纵边的从上到下每一个管脚的位置的顺序连接起来形成一串字符，所述的一串字符为与闭合矩阵对应的唯一的字符串，即元器件对应的唯一字符串。
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