[发明专利]一种大学手写体公式识别装置

说明书

本发明公开了一种大学手写体公式识别装置，包括显示主机，显示主机前端面安装显示屏，显示屏上方安装高清摄像头，显示主机内腔安装控制电路板，控制电路板上设有图像采集单元、图像处理单元、中央处理器、特征提取单元、公式元素识别单元和输出单元，图像采集单元通过图像处理单元连接中央处理器，特征提取单元、公式元素识别单元分别连接中央处理器，中央处理器通过输出单元连接显示屏，本发明采用的识别装置能够精确识别手写体公式，识别准确率高。

技术领域

本发明涉及数据识别技术领域，具体为一种大学手写体公式识别装置。

背景技术

在数学学科中，数学公式是学术文献的重要组成部分，联机手写数学公式识别可以为用户提供类似于纸上书写的数学公式录入方式，但由于数学公式复杂的结构极大地增加了计算机识别的难度，且手写输入设备的非精确性、书写笔体和速度、数学符号的二义性、结构的多变性等都给手写数学公式的识别和编辑进一步增加了难度，因此，有必要设计一种手写体公式识别装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大学手写体公式识别装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大学手写体公式识别装置,包括显示主机，所述显示主机前端面安装显示屏，所述显示屏上方安装高清摄像头，所述显示主机内腔安装控制电路板，所述控制电路板上设有图像采集单元、图像处理单元、中央处理器、特征提取单元、公式元素识别单元和输出单元，所述图像采集单元通过图像处理单元连接中央处理器，所述特征提取单元、公式元素识别单元分别连接中央处理器，所述中央处理器通过输出单元连接显示屏。

优选的，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。

优选的，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：uij表示坐标为(i,j)的像素点的隶属度；隶属度函数umn满足：uij＝xij/(L-1)，式中：xij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：

优选的，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。

优选的，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；