[发明专利]一种工况条件下钢轨压印字符分割方法

权利要求书

1.一种工况条件下钢轨压印字符分割方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取钢轨压印字符图像X，对图像X进行预处理，获得图像X₁；

步骤2：在图像X₁中，对钢轨压印字符进行定位，获得图像X₂；

步骤2的具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：在图像X₁中，进行图像像素值遍历，若图像坐标(m,n)处的像素值p(m,n)＝0，此时像素点为黑点，表示可能为字符区域，则令A(m,n)＝1；若坐标(m,n)处的像素值p(m,n)＝255，此时像素点为白点，表示可能为背景区域，则令A(m,n)＝0；

其中，A(m,n)表示图像坐标(m,n)处的点是否为黑点，若其值为1，则为黑点，若其值为0，则为白点；

步骤2.2：对钢轨压印字符进行垂直投影，统计每列黑色像素点的数量，统计公式为：

式中，q[m]为垂直投影得到的数组，m为列数，M为图像的长度，N为图像的高度；

步骤2.3：对数组q[m]进行处理，若连续5列黑色像素点的数量都小于6，则令该5列中的第1列对应的q[m]为0；依次遍历整个数组，将黑色噪音点与字符分离开来；处理公式为：

若

步骤2.4：对钢轨压印字符进行定位，获得图像X₂；

若连续20列黑色像素点的数量q[m]都小于5，则表示该区域为背景区域，将该区域内的像素点全部转化为黑色像素点；依次遍历数组，完成字符区域的定位；

步骤3：在图像X₂中，对钢轨压印字符进行高度方向分割，获得图像X₃；

步骤3的具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：在图像X₂中，进行图像像素值遍历，若图像坐标(m,n)处的像素值p(m,n)＝0，此时像素点为黑点，表示可能为字符区域，则令A(m,n)＝1；若坐标(m,n)处的像素值p(m,n)＝255，此时像素点为白点，表示可能为背景区域，则令A(m,n)＝0；

其中，A(m,n)表示图像坐标(m,n)处的点是否为黑点，若其值为1，则为黑点，若其值为0，则为白点；

步骤3.2：对钢轨压印字符进行水平投影，统计每行黑色像素点的数量；

经过步骤2的处理，在图像水平方向，字符间隔区域内的像素点全为黑色，且每行间隔区域内的黑色像素点总数量为固定值q₀；因此，从上到下进行水平投影时，当有字符出现时，黑色像素点的数量q[n₀]＞q₀，则n₀即为字符头部位置所对应的行数；从下到上进行水平投影时，当有字符出现时，黑色像素点的数量q[n₁]＞q₀，则n₁即为字符底部位置所对应的行数；

步骤3.3：对字符进行高度方向分割，获得图像X₃；

将字符从头部n₀和底部n₁处进行分割，保留n₀至n₁区域，则字符高度H＝n₁-n₀；

步骤4：在图像X₃中，确定单个字符的实际宽度，获得图像X₄；

步骤4的具体实现包括以下子步骤：

步骤4.1：在图像X₃中，进行图像像素值遍历，若图像坐标(m,n)处的像素值p(m,n)＝0，此时像素点为黑点，表示可能为字符区域，则令A(m,n)＝1；若坐标(m,n)处的像素值p(m,n)＝255，此时像素点为白点，表示可能为背景区域，则令A(m,n)＝0；

其中，A(m,n)表示图像坐标(m,n)处的点是否为黑点，若其值为1，则为黑点，若其值为0，则为白点；

步骤4.2：对钢轨压印字符进行垂直投影，统计每列黑色像素点的数量；

经过步骤3的处理，在图像垂直方向，字符间隔区域内的像素点全为黑色，且每列间隔区域内的的黑色像素点总数量为固定值q₁；因此，从左到右进行垂直投影时，当有字符出现时，黑色像素点的数量q[m]＜q₁，当字符消失时，黑色像素点的数量q[m]＝q₁，因此，即能确定字符的总数量k、以及每个字符的宽度W[i]；

步骤4.3：采用聚类分析法确定钢轨压印字符单个字符的实际宽度，获得图像X₄；

步骤5：在图像X₄中，对钢轨压印字符进行宽度方向分割，将其分割成单个字符，获得图像X₅；

步骤5的具体实现包括以下子步骤：

步骤5.1：在图像X₄中，对钢轨压印字符进行垂直投影，统计每列黑色像素点的数量；

经过步骤3的处理，在图像垂直方向，字符间隔区域内的像素点全为黑色，且每列间隔区域内的的黑色像素点总数量为固定值q₁；因此，从左到右进行垂直投影时，当第一个字符出现时，黑色像素点的数量q[m₀]＜q₁，则m₀即为字符最左侧位置所对应的列数；从右到左进行垂直投影时，当最后一个字符消失时，黑色像素点的数量q[m₁]＜q₁，则m₁即为字符最右侧位置所对应的列数；

步骤5.2：将最后一个字符缺失宽度补齐，并确定宽度方向分割基准线；

补齐公式为：

式中，m₂为最后一个字符补齐缺失宽度后的最右侧位置所对应的列数，即分割基准线，m₁为最后一个字符补齐缺失宽度前的最右侧位置所对应的列数，W(k)为第k个字符的宽度，即最后一个字符补齐缺失宽度前的字符宽度，为单个字符的实际宽度；

步骤5.3：确定钢轨压印字符间间隔大小；

字符间间隔W_d为：

步骤5.4：对钢轨压印字符进行宽度方向分割，将其分割成单个字符，获得图像X₅；

分割公式为：

式中，m[i]为第i个字符分割位置所对应的列数；

步骤6：在图像X₅中，对单个字符进行反白处理；

步骤6的具体实现包括以下子步骤：

步骤6.1：对所有单个字符进行垂直投影，统计每列黑色像素点的数量；

经过步骤5的处理，在单个字符垂直方向，部分字符两侧全为黑色像素点，即每列黑色像素点的数量与字符高度相同，为固定值q₁；因此，从左到右进行垂直投影时，当字符出现时，黑色像素点的数量q[m₃]＜q₁，则m₃为字符区域最左侧与背景区域的分界线所对应的列数；从右到左进行垂直投影时，当字符消失时，黑色像素点的数量q[m₄]＜q₁，则m₄为字符区域最右侧与背景区域的分界线所对应的列数；

步骤6.2：对分界线外侧全为黑色像素点的字符区域进行反白处理；

即若字符在0≤m≤m₃或区域内全为黑色像素点，则将其全部转化为白色像素点，如公式(10)所示：

若p(m,n)＝0，则p(m,n)＝255，其中0≤m≤m₃或