[发明专利]啤酒瓶盖激光字符的定位识别方法

说明书

技术领域

本发明属于电子监管码字符识别技术领域，涉及一种啤酒瓶盖激光字符的定位识别方法。

背景技术

近年来，物联网印刷包装领域中的电子监管码字符识别的研究取得了大量的研究成果，这些成果被广泛用于车牌识别、印刷包装符号识别等场合。目前的字符识别条件下，由于被识别的图像质量一般较好，目标区域对比度大，目标静止，并且只会出现小角度的旋转，噪声干扰小，识别准确率高。

啤酒瓶盖激光字符的定位是用图像匹配实现的。啤酒瓶盖激光字符是由两部分组成，即固定不变的字符“A”（被称为定位符）和五位变动的数字字符组成。由于定位符是不变的字符，用定位符的模板通过相关系数法进行粗匹配，找到定位符的位置，再对定位符图像进行精匹配，以找到图像旋转角度，转正图像，从而定位到具体的数字字符。

但是在啤酒瓶盖激光字符识别中，瓶盖图像是在生产线运动过程中采集的，因而字符图像不会出现在固定的位置上，并且字符图像会有任意角度的旋转，给字符定位和识别带来了困难。

因此，研究抗任意角度旋转的字符定位识别方法，对于解决类似啤酒生产流通中的电子监管和物流追溯的管理难题具有重大的现实意义，是字符识别技术走向实用化必须解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种啤酒瓶盖激光字符的定位识别方法，解决了现有技术中在啤酒瓶盖任意角度旋转时，瓶盖上的字符难以识别的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种啤酒瓶盖激光字符的定位识别方法，按照以下步骤实施：

步骤1、字符定位，包括粗定位和精定位，

1.1）图像预处理

在生产线上采集到分辨率为640×480的啤酒瓶盖原始图像，在此，图像预处理是指对图像进行中值滤波，

1.2）粗定位

把定位符模板图像的分辨率降低，在低分辨率的定位符模板图像上取以图像中心为圆心，半径为r的圆内的像素，设共有H个像素，按逐列连接的方法将H个像素构成一个H维列向量，放入数组b的第一列，以步长Δθ旋转模板，用旋转后的H个像素构成b的第二列，依次旋转直至转过360度，最终生成H×(2π/Δθ)大小的数组b，

把原始瓶盖图像降低分辨率，在瓶盖区域内部自上而下、自左而右搜索，在低分辨率瓶盖图像上的点(x,y)处取半径为r的圆内的像素，用同样的方法生成一个H维矢量a，

矢量a与数组b逐列相关，记录下相关系数以及此时的位置信息，

移动到下一个位置，生成新的a，重复计算相关系数的步骤，直至搜索完瓶盖图像范围内所有的像素点，将各位置处的相关系数排序，最大相关系数出现的位置就是定位符的位置，

1.3）精定位

截取步骤1.2）中定位得到的定位符所在区域的图像，图像尺寸为56×56，首先用OTSU方法先对定位符图像进行二值化处理，统计此时定位符二值化图像中黑像素点的个数，当二值化后黑像素点个数在[200,900]范围内时定位符“A”的二值化效果最好，如果黑点个数不在这个范围内，则需要对定位符图像重新进行二值化，

统计出定位符二值化图像上黑色像素点的个数，从而对定位符图像进行膨胀或腐蚀处理，当黑色像素点个数大于580时，需要对图像进行腐蚀处理，当黑色像素点个数小于500时，需要对定位符图像进行膨胀处理，

采用水平投影法和垂直投影法找到定位符的边界以去除多余的噪声点，

采用Gauss-Laplace算子对定位符图像进行边缘检测；

对定位符边缘检测图像用基于8连通区域的轮廓跟踪进行处理；

通过霍夫变换找到定位符图像中两条最长的直线与水平线的夹角，即定位符A两个边所在直线的角度，用以计算字符的旋转角度；

通过霍夫变换得到定位符A两边所在直线的角度，计算出两边夹角的中线的角度，当中线旋转至垂直时定位符即视为转正了，此时计算出的旋转角度就是字符的旋转角度；但是，无论定位符A是正是反，输出的两条边的角度都是一样的，仅仅按照一种情况计算出的旋转角度对瓶盖图像进行角度校正，有可能得到的校正后的瓶盖图像是倒的，判断出计算角度需调整的情况，将原来的旋转角度加上180度，重新旋转；