基于結(jié)構(gòu)光的無色差立體字符圖像采集與識別研究.pdf

1、工業(yè)標(biāo)牌在機(jī)械機(jī)電產(chǎn)品中的應(yīng)用非常普遍，承載產(chǎn)品信息的字符主要是通過機(jī)械加工等方法直接制作在標(biāo)牌表面，該種類型的字符因具有無色差和立體兩大特點(diǎn)，故又叫無色差立體字符。也正是基于字符的這種特點(diǎn)，現(xiàn)有的字符識別技術(shù)難以直接應(yīng)用于標(biāo)牌識別。而隨著制造業(yè)信息化的飛速發(fā)展，標(biāo)牌信息的自動錄入技術(shù)就成為企業(yè)現(xiàn)代化的迫切需求。本文在山東省中青年科學(xué)家科研獎勵基金(2010BSE27139)資助下，開展了如下研究工作:
　　 針對本系統(tǒng)所要解決

2、的問題，對傳統(tǒng)的光學(xué)三維測量法進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，將系統(tǒng)測量重點(diǎn)集中于字符立體的特點(diǎn)上。從主動式三角測量的原理入手，推導(dǎo)出了像坐標(biāo)系中點(diǎn)的坐標(biāo)與空間中字符上對應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)之間的關(guān)系式，構(gòu)建了無色差立體字符圖像采集系統(tǒng)的理論依據(jù)。
　　 根據(jù)所要測量的字符字庫參數(shù)，選取了系統(tǒng)所應(yīng)用的各個硬件，并以此為依托對系統(tǒng)當(dāng)中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定。考慮到字符目標(biāo)較小以及測量系統(tǒng)的精度問題，又對理論標(biāo)定的參數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證。構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行了初步實(shí)

3、驗(yàn)，針對系統(tǒng)所存在的遮擋特性，又進(jìn)一步對標(biāo)定的參數(shù)進(jìn)行了合理優(yōu)化，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步達(dá)標(biāo)。
　　 修正了實(shí)驗(yàn)平臺并大批量的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。處理實(shí)驗(yàn)所得的圖像，通過分析圖像的灰度分布合理的選擇了閾值，將原始實(shí)驗(yàn)圖像進(jìn)行了灰度閾值變換，并針對濾掉背景的結(jié)構(gòu)光進(jìn)行了中心線提取，采用了改進(jìn)后的剪枝算法去除了毛刺，使所得的中心線具有單向一致性。針對因標(biāo)牌質(zhì)地導(dǎo)致的反光性不均勻而產(chǎn)生的有缺陷圖像，又采取了相應(yīng)的圖像增強(qiáng)手段突出結(jié)構(gòu)光畸變量等有用信息

4、。提出了字符高度信息的灰度值轉(zhuǎn)化的算法，即將結(jié)構(gòu)光中心線的畸變程度轉(zhuǎn)化為與之相應(yīng)的灰度值的圖像處理新方法，不僅簡化了光學(xué)測量中復(fù)雜的算法，而且很好的實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的，圖像疊加的結(jié)果完整的呈現(xiàn)了字符的輪廓。最后，通過與其他方法所得字符的灰度圖像進(jìn)行了比對，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可執(zhí)行性。
　　 研究了本系統(tǒng)字符識別的自身特點(diǎn)，采用了較為合理的方法進(jìn)行了字符的定位切分和大小歸一化。基于系統(tǒng)的最終識別目的，選用了模板匹配法和VTD-HTD識