[发明专利]基于DSP的路牌识别导盲装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模式识别技术领域的装置及其方法。特别是一种基于DSP的路牌识别导盲装置及其方法。

背景技术

作为人获取外界信息的一个主要通道，视觉在我们的生活中起到了非常重要的作用，对于视觉丧失的盲人在生活中会遇到很多的困难。盲道可以为盲人指明道路方向以及转弯位置，但却对于道路和方向的判断几乎起不到应有的作用。因此将视觉需要的信息通过其他感觉方式提供给盲人，对于盲人的生活会提供极大的便利。

经对现有技术文献的检索发现，中国发明，专利申请号200710039631.4，公开号101040809，名称为：基于认知和目标辨识的视觉替代方法，该技术通过检测物体在环境中的类别和位置信息，将这些信息转化为声音信号，从而实现听觉对视觉的代替。该技术基于目标辨识，针对物体的位置进行识别和语音输出，但对于道路中没有确定物品以及背景复杂导致的难以识别不能起到很好的导向作用。

《现代电子技术》(张明，2008，31(22)：108-111)上发表“车牌照自动识别算法研究”，该技术中动态图像中字符识别仅仅局限在特定的对象——汽车车牌上。而汽车车牌本身包含的信息量较少，内容也比较单一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于DSP的路牌识别导盲装置及其方法。本发明通过模式识别的方法对道路上普通路牌中的汉字进行识别，利用DSP完成字符识别，最终通过听觉告之盲人以代替视觉效果，用于盲人在道路行走中的导向和指引功能。

本发明通过以下技术方案实现，

本发明所涉及的一种基于DSP的路牌识别导盲装置，包括：外界信息摄取模块、路牌检测模块和声音转换模块。外界信息摄取模块，采集视野前方的信息并转换成灰度信息输出到路牌检测模块；路牌检测模块对外界信息摄取模块中采集到的图像信息进行存储和处理，通过图像处理方法得出图像中有关路牌信息的区域，使用模式识别方法对路牌所在区域处理并得到路牌上的字符，查找该字符相应的数字音频信号并将其输出到声音转换模块；声音转换模块，将数字音频信号转换为模拟音频信号。

所述的路牌检测模块包括：路牌信息预处理单元、路牌寻找单元、字符分割单元和特征码及模板识别单元。其中：路牌信息预处理单元，将外界信息摄取模块中得到的灰度信息转换为灰度矩阵，用直方图均衡化、二值化、去除点状噪声的方法依次进行预处理。并将结果输出到路牌寻找单元。路牌寻找单元，用于在已预处理过的灰度矩阵中寻找到路牌对应的位置和大小，并将此信息输出到字符分割单元。字符分割单元，利用路牌中大多数点的灰度值与字符所在点阵的灰度差进行处理从而得到每一个字符区域，对每一个字符区域进行去噪、平滑、梯度锐化、纹理检测、图像旋转、归一化处理，将其转换成一个标准大小的字符点阵，并将其结果输出到特征码及模板识别单元。特征码及模板识别单元，是将字符点阵通过特征识别或者模板匹配的方法得到一个序列的编号，通过编号得到对应的字符或者数字并在数据库中寻找到对应的数字音频信号，将其输出到声音转换模块。

本发明所涉及的一种基于DSP的路牌识别导盲方法，包括如下步骤：

步骤一、对于不同类型的路牌中的字体和字库进行识别，对于不同类型的路牌作出标记，对于同种路牌的中英文位置和大小特征数据进行信息处理和计算；

步骤二、通过摄像头将外界前方场景内的信息通过模数转换转换成数字信息，每一帧图像对应前方所有像素点的灰度信息值的矩阵；

步骤三、采用直方图均衡化、二值化、去除点状噪声、梯度锐化、纹理检测、图像旋转依次对路牌轮廓进行处理和识别，然后对于路牌特征进行分析和标记；

步骤四、对已有标记后路牌按其特点进行字符分割，获取每个单独汉字、字母和数字的所占范围后利用双线性内插法对分割后的图进行标准归一化；最后通过特征识别法和模板匹配法进行汉字、字母和数字的识别得到对应的特征序列，记录下其内容；

步骤五、对于已经识别出来特征序列在数据库中寻找对应的汉字和字母，同时寻找其系统数据库中的数字音频信号，最后将此音频信号转换为声音信号输出；

所述步骤三、步骤四都由DSP完成，步骤五中在数据库中寻找汉字和字母对应的数字音频信号也由DSP完成。