圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及文字識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，更確切地說(shuō)，本發(fā)明設(shè)及圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng) 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 文字識(shí)別是一種借助圖像處理實(shí)現(xiàn)識(shí)讀附著于實(shí)體表面上文字信息的技術(shù)。文字 識(shí)別作為一種信息處理的手段具有廣闊的應(yīng)用背景和巨大的市場(chǎng)需求，在諸如閱讀、翻譯、 文獻(xiàn)資料的檢索、信件和包裹的分煉、稿件的編輯和校對(duì)、大量統(tǒng)計(jì)報(bào)表和卡片的匯總與分 析、銀行支票的處理、商品發(fā)票的統(tǒng)計(jì)匯總、商品編碼的識(shí)別、商品倉(cāng)庫(kù)的管理等方面具有 十分重大的意義。
[0003] 按照文字附著面種類區(qū)分，可將文字信息劃分為平面文字和Ξ維曲面文字。平面 類圖像文字識(shí)別技術(shù)能夠?qū)⒈粧呙璧哪繕?biāo)文字圖像識(shí)別并轉(zhuǎn)化成電子文本，該技術(shù)成熟、 算法簡(jiǎn)單、識(shí)別率高，但只能識(shí)別嚴(yán)格平面且無(wú)崎變的印刷體文字圖像。
[0004] 目前Ξ維曲面文字識(shí)別因?yàn)樽R(shí)別難度大、理論不成熟，尚鮮有研究成果。但作為一 種簡(jiǎn)化的Ξ維文字識(shí)別問(wèn)題，李響、嚴(yán)曉浪等人提出了彎曲表面平面化的算法，即預(yù)先在紙 面上繪制網(wǎng)格，通過(guò)展平網(wǎng)格的辦法，將曲面文字還原成為平面文字，該方法能夠矯正單個(gè) 文字的崎變，但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)段落理解。中國(guó)專利公告（布）號(hào)為CN104809436A，公告（布）日為 2015年7月29日，發(fā)明名稱為"一種彎曲書(shū)面文字識(shí)別方法"，該方法通過(guò)將每行文字中屯、W 曲線擬合的方法矯正文字行的扭曲角度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)書(shū)本版面信息的識(shí)別理解，但不能夠矯 正單個(gè)字體的崎形。上述方法對(duì)識(shí)別單張圖片中崎變較小的文字有較好的識(shí)別效果，但在 識(shí)別圓柱環(huán)面上的文字時(shí)，因?yàn)閳A柱便面不便于畫(huà)線，且圓柱面上圖像邊緣附近文字崎變 較大，決定了上述方法并不適用。
[0005] 目前，包括圓柱面在內(nèi)的Ξ維曲面文字信息識(shí)別主要是編制條形碼，利用掃描儀 識(shí)讀條形碼的方式間接識(shí)讀曲面上文字信息。運(yùn)種方法的優(yōu)點(diǎn)是識(shí)別率極高，但也有如下 缺點(diǎn)：一是必須預(yù)先在圓柱面標(biāo)貼上印制條形碼，給生產(chǎn)單位帶來(lái)一定負(fù)擔(dān);二是需要操作 人員手持掃描儀探頭逐一對(duì)準(zhǔn)圓柱面上的條形碼掃描，大量的識(shí)別工作勢(shì)必增加操作人員 的工作量。
[0006] 上述理論和方法在識(shí)別安瓶藥品等圓柱表面物品文字時(shí)都存在不同的限制條件。 為滿足此類物品很高的文字識(shí)別準(zhǔn)確度要求，迫切地需要找到一種識(shí)別準(zhǔn)確、快速、便捷地 識(shí)別圓柱體表面文字的系統(tǒng)及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的必須依靠輔助措施而無(wú)法 直接識(shí)別圓柱面印刷體文字，W及對(duì)圓柱面印刷體文字識(shí)別理論欠缺的問(wèn)題，提供了一種 能夠識(shí)別圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)及方法。
[000引一種圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)，由系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)、傳送排列裝置、圖像采集與處 理裝置和報(bào)錯(cuò)分煉裝置組成；
[0009] 所述傳送排列裝置位于所述圓柱表面的文字識(shí)別系統(tǒng)的最前端，所述傳送排列裝 置中的運(yùn)動(dòng)控制器與系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)相連接；
[0010] 所述圖像采集與處理裝置與系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)連接構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò)；
[0011] 所述報(bào)錯(cuò)分煉裝置與所述系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)相連接；
[0012] 所述報(bào)錯(cuò)分煉裝置中的報(bào)錯(cuò)控制器與圖像集采與處理裝置中的識(shí)別區(qū)位置傳感 器相連接。
[0013] 技術(shù)方案中所述系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)內(nèi)置有識(shí)別控制軟件和結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言S化醫(yī) 用數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0014] 所述識(shí)別控制軟件為用戶提供人機(jī)交互界面，用戶根據(jù)需要利用鍵盤(pán)、鼠標(biāo)設(shè)置 系統(tǒng)參數(shù);所述識(shí)別控制軟件為圖像采集與處理裝置提供識(shí)別指令代碼，根據(jù)圖像處理返 回的識(shí)別結(jié)果指引報(bào)錯(cuò)分煉裝置執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作；
[0015] 所述結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言S化醫(yī)用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用來(lái)存放和管理安瓶藥品相關(guān)的識(shí)別數(shù) 據(jù)，包括與患者信息相對(duì)應(yīng)的藥品名稱、國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)、安瓶輪廓直徑、圖像裁剪窗口參數(shù)、 灰度圖像二值化闊值、國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)文字區(qū)域的行列像素范圍，W上數(shù)據(jù)供所述識(shí)別控制 軟件的識(shí)別指令代碼調(diào)用。
[0016] 技術(shù)方案中所述傳送排列裝置還包括漸縮口閩口和傳送帶；
[0017] 所述漸縮口閩口由底板1、兩塊支座、兩塊形狀對(duì)稱的斜坡面閩口滑塊、絲杠4、兩 根圓柱型導(dǎo)軌和步進(jìn)電機(jī)8組成；
[0018] 所述底板與兩塊支座固定連接；
[0019] 所述兩根圓柱型導(dǎo)軌平行固定在兩塊支座上端；
[0020] 所述的絲杠4軸向固定在兩塊支座上端，并且與兩根圓柱型導(dǎo)軌平行等高；
[0021] 兩根圓柱型導(dǎo)軌的軸線與絲杠4軸線平行，絲杠4位于兩根圓柱型導(dǎo)軌中間；
[0022] 所述步進(jìn)電機(jī)8固定在支座9上端，步進(jìn)電機(jī)8的轉(zhuǎn)子與絲杠4做同軸剛性連接；
[0023] 所述的斜坡面閩口滑塊各自的半圓柱開(kāi)口導(dǎo)向面與兩根圓柱型導(dǎo)軌相配合構(gòu)成 滑動(dòng)副，斜坡面閩口滑塊的內(nèi)螺紋同絲杠螺紋相配合構(gòu)成螺旋傳動(dòng)副，斜坡面閩口滑塊在 絲杠4轉(zhuǎn)動(dòng)W及兩根圓柱型導(dǎo)軌導(dǎo)向作用下始終沿著導(dǎo)軌做相互靠近或者遠(yuǎn)離的方向移 動(dòng);斜坡面閩口滑塊6活動(dòng)安裝在絲杠4右半段，斜坡面閩口滑塊7活動(dòng)安裝在絲杠4左半段；
[0024] 兩塊形狀對(duì)稱的斜坡面閩口滑塊活動(dòng)安裝在絲杠4和兩根圓柱型導(dǎo)軌上;兩塊形 狀對(duì)稱的斜坡面閩口滑塊沿著兩根圓柱型導(dǎo)軌做反方向的移動(dòng)；
[0025] 所述絲杠4的左半段與右半段旋向相反，相反的絲杠旋向使得絲杠在旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩塊 斜坡面閩口滑塊相互靠近或者遠(yuǎn)離的方向移動(dòng)；
[0026] 絲杠4在步進(jìn)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)下做同步回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，受絲杠4的驅(qū)動(dòng)，兩塊形狀對(duì)稱的斜坡 面閩口滑塊沿著兩根圓柱型導(dǎo)軌做平移運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)閩口開(kāi)合;漸縮口最大開(kāi)度由兩塊 支座間距所限制。
[0027] 技術(shù)方案中所述兩塊形狀對(duì)稱的斜坡面閩口滑塊由直角Ξ棱柱和上端與絲杠4和 兩根圓柱型導(dǎo)軌配合的長(zhǎng)方體安裝塊組成;其中直角Ξ棱柱端面非直角邊對(duì)應(yīng)的棱柱面為 導(dǎo)向斜坡面;關(guān)于絲杠軸線垂直平分面對(duì)稱安裝的兩塊斜坡面閩口滑塊安裝好之后形成卿 趴口 Θ，從而引導(dǎo)安瓶藥品運(yùn)動(dòng)到閩口 口處;直角Ξ棱柱的高度高于全部待識(shí)別安瓶的最大 高度，從而保證所有待識(shí)別安瓶的正常通過(guò);長(zhǎng)方體安裝塊開(kāi)設(shè)一個(gè)內(nèi)螺紋孔，用于與絲杠 4配合，長(zhǎng)方體安裝塊在內(nèi)螺紋孔的兩側(cè)還開(kāi)設(shè)有半圓柱面開(kāi)口，用于與兩根圓柱型導(dǎo)軌配 厶 1=1 〇
[002引技術(shù)方案中所述傳送帶寬度值小于或等于150mm，長(zhǎng)度為1000mm至1500mm，速度為 20mm/s至40mm/s;傳送帶表面光滑平整，允許安瓶能相對(duì)于傳送帶表面產(chǎn)生一定平移滑動(dòng)； 在傳送帶的輸送端到漸縮口閩口的范圍內(nèi)的傳送帶兩側(cè)設(shè)有隔離板。
[0029] 漸縮口閩口位于傳送帶輸送端10cm至30cm處，容納預(yù)先放置好的安瓶;漸縮口閩 口橫跨在傳送帶上，并且與傳動(dòng)帶間垂直間隙小于或等于5mm。
[0030] 技術(shù)方案中所述圖像采集與處理裝置還包括識(shí)別區(qū)位置傳感器、圖像采集相機(jī) 組、四通道圖像采集卡、圖像處理計(jì)算機(jī)；
[0031] 所述圖像采集相機(jī)組由四個(gè)電荷禪合元件CCD相機(jī)組成，所述圖像采集相機(jī)組W 四個(gè)電荷禪合元件CCD相機(jī)作為正方形的四個(gè)頂點(diǎn)排列在中屯、線兩側(cè)，電荷禪合元件CCD相 機(jī)鏡頭光屯、間的對(duì)角連線交點(diǎn)為識(shí)別區(qū)的中屯、點(diǎn)，在安瓶抵達(dá)識(shí)別中屯、點(diǎn)時(shí)，開(kāi)始圓柱表 面圖像的環(huán)繞采集；四臺(tái)電荷禪合元件CCD相機(jī)四路圖像數(shù)據(jù)通過(guò)一根電纜線經(jīng)過(guò)圖像傳 感器與采集系統(tǒng)連接接口連接到四通道圖像采集卡上，W實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)損高速傳輸；
[0032] 所述識(shí)別區(qū)位置傳感器正對(duì)識(shí)別中屯、點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)安瓶是否抵達(dá)和離開(kāi)識(shí)別區(qū)； 設(shè)定光導(dǎo)通時(shí)傳感器輸出為低電平，當(dāng)檢測(cè)到安瓶邊緣抵達(dá)識(shí)別區(qū)中屯、點(diǎn)位置時(shí)，識(shí)別區(qū) 位置傳感器輸出上升沿電平，此時(shí)電荷禪合元件CCD相機(jī)被觸發(fā)拍照；當(dāng)檢測(cè)安瓶邊緣離開(kāi) 識(shí)別中屯、點(diǎn)時(shí)，識(shí)別區(qū)位置傳感器輸出下降沿電平，終止相機(jī)拍照;識(shí)別區(qū)位置傳感器通過(guò) USB接口連接到圖像處理計(jì)算機(jī)；
[0033] 所述四通道圖像采集卡具有四通道圖像采集功能，用于采集并編碼電荷禪合元件 CCD相機(jī)所拍攝的視頻圖像，并將其傳送到圖像處理計(jì)算機(jī);所述的編碼還包含了圖像壓縮 的功能，將四臺(tái)電荷禪合元件CCD相機(jī)所拍攝的每帖圖像刪減成1.5至2倍安瓶輪廓寬度值 的圖像，裁剪參數(shù)通過(guò)前述識(shí)別控制軟件輸入設(shè)定；四通道圖像采集卡通過(guò)周邊元件擴(kuò)展 接口擴(kuò)展插槽PCI插槽安插在圖像處理計(jì)算機(jī)主板上，W便數(shù)據(jù)快速讀入內(nèi)存；
[0034] 所述的圖像處理計(jì)算機(jī)，用于處理圖像數(shù)據(jù);抽取各路視頻圖像的中間時(shí)刻的圖 像作為識(shí)別有效圖像，其余圖像序列刪除，去除圖像的運(yùn)動(dòng)模糊，提取出安瓶輪廓特征信息 后，按照?qǐng)A柱面展開(kāi)算法，將安瓶輪廓范圍內(nèi)的圖像展開(kāi)成平面圖像，再根據(jù)已錄入的識(shí)別 文字區(qū)域相對(duì)于圖像垂直方向上的位置，進(jìn)一步快速找到并提取出安瓶標(biāo)簽上的一部分國(guó) 藥準(zhǔn)字批號(hào);將四組不同角度圖像中的所識(shí)別出的部分國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)做拼接，將拼接結(jié)果 同