專(zhuān)利名稱(chēng)：面向集裝箱箱號(hào)的字符圖像識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像識(shí)別方法，尤其是一種面向集裝箱箱號(hào)圖像特征的字符識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
按照ISO 6346標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，集裝箱箱號(hào)由11位代碼組成，其中前3位為擁有者代碼，以英文字母表示；第4位為箱體號(hào)，以英文字母表示；第5至第10位為系列號(hào)，以阿拉伯?dāng)?shù)字表示；第11位為箱號(hào)校驗(yàn)碼，帶方框的(Γ9圖形數(shù)字表示，分別代表0、阿拉伯?dāng)?shù)字。受集裝箱箱體結(jié)構(gòu)及門(mén)栓的影響，箱號(hào)以單行(列)、雙行(列)、三行(列)、四行(列)等水平(垂直)排列結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)在集裝箱箱體上。由于集裝箱箱體背景及箱號(hào)字符顏色多種多樣， 故計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別集裝箱圖像中的箱號(hào)面臨箱體背景消除、箱號(hào)結(jié)構(gòu)區(qū)分及箱號(hào)字符識(shí)別等技術(shù)難題，特別是準(zhǔn)確定位箱號(hào)排列結(jié)構(gòu)、完整切割箱號(hào)字符及快速識(shí)別箱號(hào)校驗(yàn)碼尤為重要，其中箱號(hào)校驗(yàn)碼因箱體和字體顏色不同，大多情況下其邊框與字符粘連，難以有效切除。因此，為了實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸管理現(xiàn)代化、信息化、智能化，亟需提高集裝箱箱號(hào)圖像特征的字符自動(dòng)認(rèn)知能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除箱體結(jié)構(gòu)及背景顏色對(duì)箱號(hào)識(shí)別的影響、快速確定箱號(hào)排列結(jié)構(gòu)及準(zhǔn)確識(shí)別箱號(hào)字符，提供一種面向集裝箱箱號(hào)的字符圖像識(shí)別方法，可以對(duì)集裝箱圖像快速認(rèn)知箱號(hào)字符，滿(mǎn)足集裝箱圖像數(shù)字化管理的業(yè)務(wù)需求。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述面向集裝箱箱號(hào)的字符圖像識(shí)別方法包括如下步驟
(1)將集裝箱M位彩色圖轉(zhuǎn)化為8位灰度(2)對(duì)所述灰度圖按照水平方向差分得到集裝箱差分(3)對(duì)所述集裝箱差分圖進(jìn)行二值化得到集裝箱二值圖，如果箱號(hào)為垂直排列結(jié)構(gòu)，則將集裝箱二值圖逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)九十度；
(4)對(duì)所述集裝箱二值圖進(jìn)行1X3水平方向膨脹得到箱號(hào)定位圖；所述的1X3水平方向膨脹是指一個(gè)像素值為255的點(diǎn)，其左右相鄰點(diǎn)的像素值也置255 ；
(5)依據(jù)所述箱號(hào)定位圖計(jì)算出箱號(hào)位置并分割出箱號(hào)字符圖；依據(jù)箱號(hào)定位圖計(jì)算出箱號(hào)位置的方法為框邊搜索法，分割出箱號(hào)字符圖的方法為框體切割法；所述的框邊搜索法是指在箱號(hào)定位圖上按照水平方向逐行搜索出箱號(hào)上下邊界值，即箱號(hào)框邊；所述的框體切割法是指依據(jù)箱號(hào)框邊從集裝箱灰度圖中切割出箱號(hào)圖像，二值化后形成箱號(hào)字符(6)如果所述的箱號(hào)字符圖不存在，則中止本次識(shí)別過(guò)程，否則將所述箱號(hào)字符圖進(jìn)行字符切割得到單個(gè)字符圖，再統(tǒng)一將單個(gè)字符圖轉(zhuǎn)化為40X40點(diǎn)陣的標(biāo)準(zhǔn)字符圖像，從而取得11個(gè)箱號(hào)字符識(shí)別圖；如果箱號(hào)為垂直排列結(jié)構(gòu)，則將11個(gè)箱號(hào)字符識(shí)別圖分別順時(shí)針旋轉(zhuǎn)九十度；
(7)對(duì)11個(gè)箱號(hào)字符識(shí)別圖分別計(jì)算水平方向、垂直方向、空間俯視方向字符特征值， 并與標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中的字符特征值進(jìn)行快速比對(duì)，從而識(shí)別出集裝箱箱號(hào)字符信息。所述標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中將集裝箱箱號(hào)的前四位使用沈個(gè)英文字母特征；第5 10位使用 0、阿拉伯?dāng)?shù)字特征；第11位使用帶方框的(Γ9圖形數(shù)字及0、阿拉伯?dāng)?shù)字特征，其中帶方框的(Γ9圖形數(shù)字分別以0、阿拉伯?dāng)?shù)字表述。步驟(6)中所述字符切割是分別從垂直方向、水平方向切割箱號(hào)字符圖。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是因不受箱號(hào)排列結(jié)構(gòu)、字符位置、字符大小及箱體背景顏色等影響，且不需要切割帶方框的(Γ9圖形數(shù)字的邊框，故提高了集裝箱圖像中的箱號(hào)字符自動(dòng)識(shí)別速度和準(zhǔn)確度。


圖1是本發(fā)明的集裝箱灰度圖。圖2是本發(fā)明的箱號(hào)定位圖。圖3是本發(fā)明的箱號(hào)字符識(shí)別圖。圖4是本發(fā)明的箱號(hào)識(shí)別結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。初始采集到的是集裝箱彩色圖。由于M位彩色圖中的單個(gè)像素值是按照紅、綠、 藍(lán)三種色值存貯的，故取紅、綠、藍(lán)三個(gè)色值中的一個(gè)數(shù)值，按照像素點(diǎn)次序重新形成新的圖像數(shù)據(jù)，即形成了 8位色彩的灰度圖。
如圖1為集裝箱灰度圖。從左到右將一像素點(diǎn)的值減去同一行上后二位置上的像素點(diǎn)值，得到絕對(duì)值后取代該像素點(diǎn)值，逐行處理完畢，重新形成新的圖像數(shù)據(jù)，即形成了集裝箱差分圖。統(tǒng)計(jì)集裝箱差分圖中灰度值(Γ255出現(xiàn)的數(shù)量，基于灰度直方圖理論來(lái)計(jì)算灰度圖的閾值，當(dāng)像素點(diǎn)的灰度值超過(guò)或等于閾值時(shí)，將該灰度值歸為255，否則為0，對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)重復(fù)上述操作，從而得到集裝箱二值圖。如果箱號(hào)為垂直排列結(jié)構(gòu)，則將集裝箱二值圖逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)九十度。其中，直方圖是灰度級(jí)的函數(shù)，表示圖像中具有每種灰度級(jí)的像素的個(gè)數(shù)，反映圖像中每種灰度出現(xiàn)的頻率；閾值是特定的灰度值。逐行將像素值為255的點(diǎn)找出以1X3水平方向膨脹，按照次序形成新的圖像數(shù)據(jù)，即形成了箱號(hào)定位圖。其中，所述的1X3水平方向膨脹是指一個(gè)像素值為255的點(diǎn)，其左右相鄰點(diǎn)的像素值也置255。如圖2為箱號(hào)定位圖。依據(jù)箱號(hào)定位圖計(jì)算出箱號(hào)位置的方法為框邊搜索法，分割出箱號(hào)字符圖的方法為框體切割法。其中，所述的框邊搜索法是指在箱號(hào)定位圖上按照水平方向逐行搜索出箱號(hào)上下邊界值，即箱號(hào)框邊；所述的框體切割法是指依據(jù)箱號(hào)框邊從集裝箱灰度圖中切割出箱號(hào)圖像，二值化后形成箱號(hào)字符圖。如果所述的箱號(hào)字符圖不存在，則中止本次識(shí)別過(guò)程，否則依據(jù)箱號(hào)字符圖分別從垂直方向、水平方向逐個(gè)切割出單個(gè)的字符圖，同時(shí)為克服單個(gè)字符尺寸大小影響，統(tǒng)一將單個(gè)字符圖轉(zhuǎn)化為40X40點(diǎn)陣的標(biāo)準(zhǔn)字符圖像，從而形成11個(gè)箱號(hào)字符識(shí)別圖。如果箱號(hào)為垂直排列結(jié)構(gòu)，則將11個(gè)箱號(hào)字符識(shí)別圖分別順時(shí)針旋轉(zhuǎn)九十度。如圖3為箱號(hào)字符識(shí)別圖。對(duì)11個(gè)箱號(hào)字符識(shí)別圖分別計(jì)算左右(水平)方向、上下(垂直)方向、空間俯視方向字符特征值，并與標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中的字符特征值進(jìn)行快速比對(duì)，從而識(shí)別出集裝箱箱號(hào)字符信息，即箱號(hào)字符識(shí)別結(jié)果圖。如圖4為箱號(hào)識(shí)別結(jié)果圖。在標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中將前四位使用沈個(gè)英文字母特征；第 5^10位使用0、阿拉伯?dāng)?shù)字特征；第11位使用帶方框的(Γ9圖形數(shù)字及0、阿拉伯?dāng)?shù)字特征，其中帶方框的(Γ9圖形數(shù)字分別以0、阿拉伯?dāng)?shù)字表述。本發(fā)明解決了集裝箱箱號(hào)圖像特征快速認(rèn)知技術(shù)難題，為實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸管理現(xiàn)代化、信息化、智能化奠定了基礎(chǔ)，特別是對(duì)路面集裝箱運(yùn)輸車(chē)輛特征記錄有著十分重要意義。
權(quán)利要求
1.面向集裝箱箱號(hào)的字符圖像識(shí)別方法，其特征是所述方法包括如下步驟(1)將集裝箱M位彩色圖轉(zhuǎn)化為8位灰度圖；(2)對(duì)所述灰度圖按照水平方向差分得到集裝箱差分圖；(3)對(duì)所述集裝箱差分圖進(jìn)行二值化得到集裝箱二值圖，如果箱號(hào)為垂直排列結(jié)構(gòu)，則將集裝箱二值圖逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)九十度；(4)對(duì)所述集裝箱二值圖進(jìn)行1X3水平方向膨脹得到箱號(hào)定位圖；所述的1X3水平方向膨脹是指一個(gè)像素值為255的點(diǎn)，其左右相鄰點(diǎn)的像素值也置255 ；(5)依據(jù)所述箱號(hào)定位圖計(jì)算出箱號(hào)位置并分割出箱號(hào)字符圖；依據(jù)箱號(hào)定位圖計(jì)算出箱號(hào)位置的方法為框邊搜索法，分割出箱號(hào)字符圖的方法為框體切割法；所述的框邊搜索法是指在箱號(hào)定位圖上按照水平方向逐行搜索出箱號(hào)上下邊界值，即箱號(hào)框邊；所述的框體切割法是指依據(jù)箱號(hào)框邊從集裝箱灰度圖中切割出箱號(hào)圖像，二值化后形成箱號(hào)字符圖；(6)如果所述的箱號(hào)字符圖不存在，則中止本次識(shí)別過(guò)程，否則將所述箱號(hào)字符圖進(jìn)行字符切割得到單個(gè)字符圖，再統(tǒng)一將單個(gè)字符圖轉(zhuǎn)化為40X40點(diǎn)陣的標(biāo)準(zhǔn)字符圖像，從而取得11個(gè)箱號(hào)字符識(shí)別圖；如果箱號(hào)為垂直排列結(jié)構(gòu)，則將11個(gè)箱號(hào)字符識(shí)別圖分別順時(shí)針旋轉(zhuǎn)九十度；(7)對(duì)11個(gè)箱號(hào)字符識(shí)別圖分別計(jì)算水平方向、垂直方向、空間俯視方向字符特征值， 并與標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中的字符特征值進(jìn)行比對(duì)，從而識(shí)別出集裝箱箱號(hào)字符信息。
2.如權(quán)利要求1所述面向集裝箱箱號(hào)的字符圖像識(shí)別方法，其特征是所述標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中將集裝箱箱號(hào)的前四位使用26個(gè)英文字母特征；第5 10位使用0、阿拉伯?dāng)?shù)字特征；第 11位使用帶方框的(Γ9圖形數(shù)字及0、阿拉伯?dāng)?shù)字特征，其中帶方框的(Γ9圖形數(shù)字分別以0、阿拉伯?dāng)?shù)字表述。
3.如權(quán)利要求1所述面向集裝箱箱號(hào)的字符圖像識(shí)別方法，其特征是步驟(6)中所述字符切割是分別從垂直方向、水平方向切割箱號(hào)字符圖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種面向集裝箱箱號(hào)圖像特征的字符識(shí)別方法，該方法先將集裝箱彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，進(jìn)行差分和二值化，再進(jìn)行1×3水平方向膨脹后確定箱號(hào)字符圖，切割箱號(hào)字符圖取得11個(gè)箱號(hào)字符識(shí)別圖，在水平、垂直和空間俯視方向上計(jì)算字符特征值，并與標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中的字符特征值進(jìn)行快速匹配；對(duì)于垂直排列結(jié)構(gòu)的箱號(hào)在二值化后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)九十度，在取得字符識(shí)別圖時(shí)將其順時(shí)針旋轉(zhuǎn)九十度。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是因不受箱號(hào)排列結(jié)構(gòu)、字符位置、字符大小及箱體背景顏色等影響，且不需要切割帶方框的0～9圖形數(shù)字的邊框，故提高了箱號(hào)圖像的字符自動(dòng)識(shí)別速度和準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G06K9/00GK102184390SQ201110127859
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者姜雨楓 申請(qǐng)人:姜雨楓