[发明专利]一种LED字符自动定位识别方法

说明书

本发明提供一种LED字符自动定位识别方法，包括，获取LED字符图像，对该LED字符图像提取单像素边缘，并对单像素边缘进行截断处理；对截断的单像素边缘进行配对得到配对单像素边缘，该配对单像素边缘对应于用于显示LED字符的七段数码管中的一段；根据每对单像素边缘之间最近像素点的距离对配对单像素边缘进行组合，实现字符区域定位；根据每个字符所含有的配对单像素边缘及各配对单像素边缘之间的亮度情况得到每段数码管的亮灭，进而识别其所代表的字符。本发明通过提取边缘并分析边缘之间的相对布局关系实现边缘筛选和字符定位，进而实现准确的字符识别。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种LED字符自动定位识别方法。

背景技术

LED数码管将若干发光二极管按一定规则排列并封装在一起实现字符显示功能，具有显示清晰、响应速度快、低功耗、寿命长等优点，在电网变电站和配电站中有广泛应用。为了保障电站内设备的正常运行，提高站所运维效率和水平，需要依托智能巡检机器人对站所内LED数码管设备进行图像采集，并自动识别设备读数，实现对站所内设备运行状态的智能识别和实时监控功能。

现有的LED数码管字符识别方法主要依赖字符的二值化处理来实现字符区域定位和识别，其流程一般包括：(1)、图像预处理，如去噪、直方图均衡化等；(2)、图像二值化，即基于局部或全局阈值分割出字符区域；(3)、区域定位，利用水平和垂直方向的投影确定每个字符的位置；(4)、字符识别，利用穿线法或者机器学习的方法(如Tesseract)实现对单个字符的识别。该方法存在的主要问题是图像二值化的效果难以得到保证，受站所内环境光线以及遮挡等因素的影响，二值化后的数码管字符可能存在粘连、缺失等情况，直接影响到单个字符的定位和识别。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种LED字符自动定位识别方法，通过提取边缘并分析边缘之间的相对布局关系实现边缘筛选和字符定位，进而实现准确的字符识别。

本发明提供的LED字符自动定位识别方法，包括以下步骤：(1)获取LED字符图像，对该LED字符图像提取单像素边缘，并对单像素边缘进行截断处理；(2)对截断的单像素边缘进行配对得到配对单像素边缘，该配对单像素边缘对应于用于显示LED字符的七段数码管中的一段；(3)根据每对单像素边缘之间最近像素点的距离对配对单像素边缘进行组合，实现字符区域定位；(4)根据每个字符所含有的配对单像素边缘及各配对单像素边缘之间的亮度情况得到每段数码管的亮灭，进而识别其所代表的字符。

为了抑制噪声干扰，提取单像素边缘之前，先对LED字符图像进行图像预处理，去除噪声。图像预处理具体包括，对LED字符图像进行邻域大小为5×5的中值滤波去噪；将去燥后的图像由RGB空间转换到HSV空间，并提取V通道供提取单像素边缘。

所述步骤(1)中，提取单像素边缘具体包括，用3×3的Sobel算子计算每个像素点的边缘方向和幅值，然后进行非极大值抑制，即，将每个像素点与沿该像素梯度方向的前后两个像素点进行比较，仅当该像素点的梯度幅值不小于邻域点时保留该像素点，否则剔除，最终得到粗边缘图；在粗边缘图上通过阈值法滤除微边缘，然后进行边缘跟踪，以八邻域为基础进行最短路径遍历，得到所有的单像素边缘。

所述步骤(1)中，对单像素边缘进行截断处理是指，在每个单像素边缘的最短路径上，计算每个单像素边缘点与前后三个单像素边缘点之间的夹角，如果出现大的方向变化，表明单像素边缘存在弯折，则截断为单独的线段。