[发明专利]一种简易的印刷体数字识别方法

权利要求书

1.一种简易的印刷体数字识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

(一)数字检测

为数字增加一个合作的方框将数字包围起来，数字外框与数字的高度之比为2:1，宽度之比为3:1，数字内外框的厚度为外框宽度的1/6，其中数字与外框为黑色白底；

检测算法的具体流程如下：

(1)通过图像采集得到RGB图像，由公式(1)得到图像亮度

Y＝((R*299)+(G*587)+(B*114))/100 (1)

设定固定阈值为150，对图像亮度做二值化处理；

(2)利用数字外框与数字的面积比特征、几何关系特征以及数字和数字外框的高宽比作为特征量筛选出经二值化处理的图像中的方框与对应的数字区域；

(3)由数字外框的最左、最右、最上以及最下点确定方框的四个角点，相邻位置连线的斜率表示方框旋转的角度，对截取到的数字图像做旋转矫正；

(二)数字分类

数字分类的算法流程为：

(1)根据上述数字检测的三个步骤获得的旋转矫正后的数字图像，得到数字的最小外接矩形，计算在矩形方框内的竖直投影直方图，如果直方图中存在大于数字区域高度90％的值，则数字是1或4；

(2)若数字不是1或4，在竖直1/2的位置获取数字的封闭特征矢量K1；若K1的维数是0，则该数字是0或8；若K1的维数是1，则该数字是2、3、6、7或9；若K1的维数是2，则该数字是2或5；

(3)对数字1和4的区分流程：水平1/3穿线得到交点个数，如果交点数大于3，则该数字是4，反之数字为1；

(4)对数字0和8的区分流程：竖直1/3穿线得到交点个数，如果交点数大于6，则该数字是8，反之数字为0；

(5)对数字2和5的区分流程：如果K1矢量为[2；1]，则该数字为2；如果K1矢量为[1；2]，则该数字为5；如果该矢量不是[2；1]或者[1；2]，则本次识别无效，返回数字-1；

(6)对数字2、3、6、7和9的区分流程：如果K1矢量为[1]，则该数字为6；反之竖直3/5位置获取数字的封闭特征K2，若K2的维数是2，则该数字为2；反之计算外接矩形框1/4左上角方框内数字像素的水平投影直方图，若直方图中为0的最大连续区域占高度的比值小于18％，则该数字是9；反之计算外接矩形框1/2下部方框内数字像素的竖直投影直方图，若直方图中为0的最大连续区域占宽度的比值小于18％，则该数字是3；反之数字是7；

(三)决策机制

滤波与状态机结合的数字识别决策机制，具体为：

信号滤波进入初始状态，读入视频流后，由数字分类算法得到一串分类结果，例如：“2，2，2，2，2，2，3，2，2，3，3，3，2，2，2，2”，分析到其中3是数字误识别的结果，图像中的数字应该是2；经过中值滤波器，得到滤波后的结果为“2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2”，提高了数字识别率，进入决策机制的初始状态为S₀＝2；

基于状态机的切换机制：设现态为S₀＝m，即当前输出结果为m，0≤m≤9；次态S₁＝n，即可能切换到的状态，输出结果为n，0≤n≤9且m≠n；由决策时刻得到的最新五个分类结果做成的矩阵H＝[h1,h2,h3,h4,h5]，作为状态转换的条件函数；状态由S₀切换到S₁之后，则S₁为现态，S₀为次态。

2.根据权利要求1所述的一种简易的印刷体数字识别方法，其特征在于，步骤二中获取数字封闭特征矢量的具体方式为：在数字区域宽度的1/2或者3/5的位置做一条竖线，对竖线上每一个点判断其左右两侧的开闭性，如果某一点所在行的左侧没有数字区域，则定义为左开性，反之为左闭性；如果某一点所在行的右侧没有数字区域，则定义为右开性，反之为右闭性；

针对竖线上每一点的开闭性，右开左闭设为1，左开右闭设为2，左开右开设为3，左闭右闭设为0，如此即可得到该竖线上所有的点开闭性组成的矢量K；

为提高算法的鲁棒性，对矢量K化简，规定左闭右闭的0不记录，竖线上相邻位置的开闭性如果一致，则只计一次，化简后得到数字封闭特征矢量K1或者K2。