[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

说明书

本发明公开了一种LED字符的基于小波分解的腐蚀膨胀识别方法，对小波变换后的LED字符图像分别预处理，然后再小波逆变换；对逆变换后的图像依次处理转化为对应二值图像；对二值图像纵向双向逐行扫描，可估计字符模板的高度；然后根据LED字符的特点构建字符模板并且与二值图像对齐，通过字符模板提取各个字符；分别对标准图像和现场图像执行算法，得到标准参考字符集和待识别的现场字符集；计算待识别字符与标准字符集的相关系数，进而获取各个字符图片所代表的数字；最终输出识别结果。本发明通过结合小波变换技术和形态学方法实现图像预处理，提升LED字符识别算法对现场光照等变换条件的鲁棒性，进而实现准确有效的字符识别。

技术领域

本发明涉及图像处理技术，具体涉及一种基于小波分解的腐蚀膨胀识别LED字符的方法。

背景技术

LED数码管(LED Segment Displays)由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。常用LED数码管显示的数字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。

LED数码管在数字化配电房、变电站的仪表中被大量的采用。在无人化值守的配电房、变电站中，通常会采用巡检机器人对这些LED数码设备进行图像采集，并要求自动识别，以实现配电房、变电站的实时监控和自动报警。由于数码之间是等间隔的，首先需要字符的区域定位，然后再实现识别字符。

现有的LED数码字符的识别，主要依赖于字符的二值化处理来实现字符识别，其算法处理流程一般是：(1)图像预处理，如去噪、直方图均衡等；(2)图像的二值化；(3)字符识别，如穿线法或者机器学习(如Tesseract)。存在的问题是：图像二值化的效果难以得到保证，受室内环境光线的影响，以及LED老化造成的字段不均匀，会造成字符的缺失、错误粘连导致的误判、或者无法识别。

例如：申请号为201611257984.7的发明专利申请，其技术方案为：(1)对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，实现字符的区域定位；(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。该方法的缺点是：实际工况下，七段LED字符中的每一段的亮度本身就是不均匀的，边缘提取本身就可能导致该段字符不完整了，在此基础上的截断和配对就会造成字符的不完整和无法识别。

综上所述，目前的几种LED数码管识别技术，在LED的每一段字符亮度基本均匀的情况下，识别能力都差不多，且能够满足很多应用场景，尤其是新建的数字化配电房、变电站。而这些刚刚更新改造，或者新建的配电房、变电站，其设备故障率相对比较低。对于设备相对比较老旧，其中包括LED性能有退化下的配电房、变电站的机器人巡检，如何开发快速的、更加鲁棒的识别算法，依然是巡检机器人视觉识别的一个技术难题。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于小波分解的腐蚀膨胀识别LED字符的方法。

技术方案：本发明的一种基于小波分解的腐蚀膨胀识别LED字符的方法，依次包括以下步骤：

(1)原始图像做小波变换(例如可以采用正交的小波算子)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；实际过程中小波算子、变换层数可按需要调整；