[发明专利]一种基于小波分解的腐蚀膨胀识别LED字符的方法

权利要求书

1.一种基于小波分解的腐蚀膨胀识别LED字符的方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

步骤1、原始图像做小波变换，得到低频图像A、X方向的高频子图像X、Y方向的高频子图像Y和对角方向的高频子图像XY；

步骤2、将步骤1所得低频图像A做腐蚀算法，得到新的低频图像A；

步骤3、将步骤1所得X高频子图像，采用X方向腐蚀算法，去掉杂波，得到新的X高频子图像B；

步骤4、将步骤1所得Y高频子图像，采用Y方向腐蚀算法，去掉杂波，

得到新的Y高频子图像C；

步骤5、将步骤1所得XY高频子图像，采用中值平滑滤波，去掉杂波，留下数码字节的小圆点频谱，得到新的XY高频子图像D

步骤6、将上述步骤2至步骤5分别所得低频图像A、X方向高频子波B、Y方向高频子波C以及X方向高频子D做小波逆变换后得到新的图像E；

步骤7、将所得新的图像E通过中值滤波，采用区域化自适应阈值得到二值化图像F；

步骤8、将步骤7所得图像F对各个连通域求取邻接矩形，然后将邻接矩形按y坐标大小降序排序，取排序前3中连通域面积最小且宽高比接近正方形的小数点位置，并记录该小数点位置的x方向坐标；之后将该最小连通域内的像素全部置0，得到图像G；

步骤9、对步骤8所得图像G做上下限位检测，分别记录自下而上第一次出现总数最大值的位置Hmax和自上而下第一次出现总数最大值的位置Hmin；

步骤10、得到Hmax和Hmin之后，根据H＝Hmax-Hmin，W＝H//2，构建字符模板，字符模板的尺寸为(W+2,H+2)；其中，高度坐标h分别为[0,1,2,W-1,W,W+1,H,H+1,H+2]的行为非0像素值；宽度坐标w分别为[0,1,2,W,W+1,W+2]的列为非0像素值；字符模板中其余位置的像素均置0；

其中，H和W是字符模板的基准大小，H是y方向高度，W是x方向宽度；h和w分别表示是字符模板的高度坐标和宽度坐标，取值范围h∈[0,H+2]；w∈[0,W+2]；

步骤11、将字符模板第1行和第H+1行的像素分别与图像F中Hmin和Hmax行对齐；字符模板自图像F最左侧开始向右执行滑窗算法；

步骤12、将步骤1至步骤11步骤分别应用于标准字符图像集Z和现场采集的图像集J；其中，标准图像集存有每个字符各一张的标准图片；现场采集的图像集按表位数，取得每一位数字的字符图片；

步骤13、对标准字符图像集Z中的每张图片编码；

步骤14、将现场采集的图像集J的每张图片与Z中的每张图片做相关性计算，得到相关系数最大的图片的编码；其中，相关性计算公式是：

其中，表示在Z集合中的一张字符图像上第i个像素I的值，同理，

表示来自J集合的一张图像；由于Z和J都是是二值图像集，所以I取0或1；

步骤15、依次取得LED字符图像所有位上的编码，将尺寸最小的连通域所在的次序定为小数点所在位置，输出最终的编码组合K；K则是LED数字表识别的结果。

2.根据权利要求1所述的基于小波分解的腐蚀膨胀识别LED字符的方法，其特征在于：所述步骤9的详细过程为：

步骤9.1自下而上扫描每行像素，统计每行的非0像素总数，记录第一次出现总数最大值的位置为Hmax；

步骤9.2自上而下扫描每行像素，统计每行的非0像素总数，记录第一次出现总数最大值的位置为Hmin。

3.根据权利要求1所述的基于小波分解的腐蚀膨胀识别LED字符的方法，其特征在于：所述步骤11中滑窗算法的详细过程如下：

步骤11.1通过公式(1)计算图像F与字符模板重叠区域的像素相关系数；记录该相关系数为αmax和当前位置wimax；

步骤11.2将字符模板向右移动1个像素，在新的位置再次执行相关系数计算，得到当前的相关系数值为αtmp；

步骤11.3比较αtmp与αmax，如果αtmpαmax，则更新αmax和wimax为新位置求取的值；若否，则αmax和wimax保持原来的值，同时计数器cnt加1；

步骤11.4当计数器cnt累加3次时，说明之前字符模板所在wimax位置且按字符模板尺寸可提取1个字符；截取这个字符加入字符集；

步骤11.5截取字符后，移动字符模板至wimax+W+2的位置，重新从1开始计算相关系数并记录位置，直到所有字符均被提取。