[发明专利]一种大学手写体公式识别装置

权利要求书

1.一种大学手写体公式识别装置,包括显示主机(1)，其特征在于：所述显示主机(1)前端面安装显示屏(2)，所述显示屏(2)上方安装高清摄像头(3)，所述显示主机(1)内腔安装控制电路板(4)，所述控制电路板(4)上设有图像采集单元(5)、图像处理单元(6)、中央处理器(7)、特征提取单元(8)、公式元素识别单元(9)和输出单元(10)，所述图像采集单元(5)通过图像处理单元(6)连接中央处理器(7)，所述特征提取单元(8)、公式元素识别单元(9)分别连接中央处理器(7)，所述中央处理器(7)通过输出单元(10)连接显示屏(2)。

2.实现权利要求1所述的一种大学手写体公式识别装置的识别方法，其特征在于：其识别方法如下：

A、首先高清摄像头采集手写体公式的图像，图像采集单元采集后，输入图像处理单元进行处理；

B、处理后的图像传输至特征提取单元，提取图像中的公式特征；

C、将提取后的公式特征传输至公式元素识别单元中识别一个或多个公式元素；

D、最后，一个或多个公式元素根据预先提供的运算关系类型组织成与数学公式信息对应的数学公式。

3.根据权利要求2所述的一种大学手写体公式识别装置的识别方法，其特征在于：所述步骤A中图像处理单元处理方法如下：

a、整幅图像有m×n个像素点，将该幅具有F个灰度级的公式图像X，变换成一个模糊矩阵为：式中：u_ij表示坐标为(i,j)的像素点的隶属度；隶属度函数u_mn满足：u_ij＝x_ij/(L-1)，式中：x_ij表示坐标为(i,j)的像素点的灰度值；

b、对图像进行增强处理：

c、增强处理后形成新的图像灰度值隶属度矩阵为：

d、对图像灰度值隶属度矩阵进行逆变换，得到经过增强后的公式图像X′，X′中像素灰度值矩阵为：

4.根据权利要求1所述的一种大学手写体公式识别装置的识别方法，其特征在于：所述步骤B中特征提取单元提取方法如下：

a、首先提取采集的公式图像各像素点的颜色值；采集的公式图像为彩色图像、灰度图像或黑白图像；颜色值为彩色图像的RGB颜色值、灰度图像的灰度值或所黑白图像的灰度值；

b、对采集的颜色值进行归类，并获取各像素点的色相号；

c、将各色相号对应的图像进行色块分割；

d、最后提取各色块的图像的轮廓特征；

e、该轮廓特征即为提取的公式特征。

5.根据权利要求1所述的一种大学手写体公式识别装置的识别方法，其特征在于：所述步骤C中公式元素识别单元流程如下：

1)、利用卷积神经网络训练神经网络分类器；

2)、卷积神经网络用卷积的方法从特征提取后的公式图像中再次提取特征，使用反向传播算法修正卷积核参数；

3)、神经网络分类器对修正后的待识别公式图像采用非极大值抑制方法进行检测，得到公式元素。

6.根据权利要求1所述的一种大学手写体公式识别装置的识别方法，其特征在于：所述中央处理器(7)型号采用NE555P。

7.根据权利要求1所述的一种大学手写体公式识别装置的识别方法，其特征在于：所述输出单元(10)采用光纤信号传输器。