太阳城集团

  • / 7
  • 下载费用:30 金币  

基于DSP的路牌识别导盲装置及其方法.pdf

关 键 词:
基于 DSP 路牌 识别 装置 及其 方法
  专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
摘要
申请专利号:

太阳城集团CN200910053318.5

申请日:

20090618

公开号:

CN101584624B

公开日:

20110119

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:
IPC分类号: A61F9/08 主分类号: A61F9/08
申请人: 上海交通大学
发明人: 牛金海,任杰,聂旻,童善保,朱贻盛
地址: 200240 上海市闵行区东川路800号
优先权: CN200910053318A
专利代理机构: 上海交达专利事务所 代理人: 王锡麟;王桂忠
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

CN200910053318.5

授权太阳城集团号:

法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

本发明涉及模式识别技术领域的一种基于DSP的路牌识别导盲装置及其方法。其中:外界太阳城集团摄取模块,采集视野前方的太阳城集团并转换成灰度太阳城集团输出到路牌检测模块;路牌检测模块对外界太阳城集团摄取模块中采集到的图像太阳城集团进行存储和处理,通过图像处理方法得出图像中有关路牌太阳城集团的区域,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。耳机将模拟音频信号转换为声音信号,输出给盲人;本发明利用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。

权利要求书

太阳城集团1.一种基于DSP的路牌识别导盲方法,其特征在于,包括如下步骤:①.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太阳城集团处理和计算;②.通过摄像头将外界前方场景内的太阳城集团通过模数转换转换成数字太阳城集团,每一帧图像对应前方所有像素点的灰度太阳城集团值的矩阵;③.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;④.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;⑤.对于已经识别出来的特征序列在数据库中寻找对应的汉字、字母和数字,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;所述的模板匹配法为:设置一个字符模板,对原标准字符进行横向16个点纵向16个点的采样以获得一个16*16的字符模板点阵,存储到一个标准模板中,对实时图像横竖各进行16个点的采样,获得16*16个特殊点的标准化大小的字符点阵,作为待测点阵,通过对待测点阵和标准模板中的字符模板点阵相比较,将匹配率最高的字符模板认为是匹配的结果。2.一种根据权利要求1所述方法的路牌识别导盲装置,其特征在于,包括:摄像头、路牌检测模块和声音转换模块;摄像头,采集视野前方的太阳城集团并转换成灰度太阳城集团输出到路牌检测模块;路牌检测模块对摄像头中采集到的图像太阳城集团进行存储和处理,通过图像处理方法得出图像中有关路牌太阳城集团的区域,使用特征识别法和模板匹配法对路牌所在区域处理并得到路牌上的汉字、字母和数字的特征序列,查找该特征序列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。3.根据权利要求2所述的路牌识别导盲装置,其特征是,所述的路牌检测模块包括:路牌太阳城集团预处理单元、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:路牌太阳城集团预处理单元,将摄像头中得到的灰度太阳城集团转换为灰度矩阵,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,并将此太阳城集团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、所述标准归一化,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以及模板匹配的方法得到相同的一个特征序列,通过特征序列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。4.根据权利要求2或3所述的路牌识别导盲装置,其特征是,所述的路牌检测模块采用DSP来实现。

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

太阳城集团作为人获取外界太阳城集团的一个主要通道,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。因此将视觉需要的太阳城集团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太阳城集团,将这些太阳城集团转化为声音信号,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。

太阳城集团《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太阳城集团量较少,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。

太阳城集团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:外界太阳城集团摄取模块、路牌检测模块和声音转换模块。外界太阳城集团摄取模块,采集视野前方的太阳城集团并转换成灰度太阳城集团输出到路牌检测模块;路牌检测模块对外界太阳城集团摄取模块中采集到的图像太阳城集团进行存储和处理,通过图像处理方法得出图像中有关路牌太阳城集团的区域,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:路牌太阳城集团预处理单元、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:路牌太阳城集团预处理单元,将外界太阳城集团摄取模块中得到的灰度太阳城集团转换为灰度矩阵,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,并将此太阳城集团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:

太阳城集团步骤一、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太阳城集团处理和计算;

太阳城集团步骤二、通过摄像头将外界前方场景内的太阳城集团通过模数转换转换成数字太阳城集团,每一帧图像对应前方所有像素点的灰度太阳城集团值的矩阵;

太阳城集团步骤三、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。

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明利用摄像头进行图像的采集,相比现有的OCR(Optical Character Recognition光学字符识别)系统来说能够对实时变化的外界做出反应和文字识别,大大的提高了使用效率和使用范围,也不仅仅局限在对纸张上汉字和数字的识别。现有OCR系统大部分是基于PC的,无法实现便携式处理环境。而本发明利用DSP进行便携式处理,基于DSP的实现能够大大减小其体积和造价,DSP较高的运算速度也能保证识别的正确性。本发明中的字符、数字和汉字识别是针对路牌的。由于路牌具有特定性和普遍性,其结构、字体、大小和边框上都有着特殊的标记和规定。所以相比单纯的物体识别或者字符识别能大大提高对路牌识别的识别率和有效性。

附图说明

图1为本发明的结构框图;

太阳城集团图2为本实施例中字符的特征图。

具体实施方式:

太阳城集团以下结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示,本实施例的导盲装置,包括:黑白摄像头(即外界太阳城集团摄取模块)、路牌检测模块、声音转换模块和外围设备耳机。黑白摄像头,采集视野前方的太阳城集团并转换成灰度太阳城集团输出到路牌检测模块;路牌检测模块对黑白摄像头中采集到的图像太阳城集团进行存储和处理,通过图像处理方法得出图像中有关路牌太阳城集团的区域,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;耳机将模拟音频信号转换为声音信号,输出给盲人;本实施例中路牌检测模块由TMS320DM642实现,声音转换模块由AIC23立体声数字信号编解码器来实现。

所述的路牌检测模块包括:路牌太阳城集团预处理单元、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:路牌太阳城集团预处理单元,将外界太阳城集团摄取模块中得到的灰度太阳城集团转换为灰度矩阵,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,并将此太阳城集团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。

本实施例的导盲方法,包括如下步骤:

太阳城集团步骤一、对于不同类型的路牌进行分类和总结,确定路牌中的字体和字库。对于不同类型的路牌进行分类标号,对于同种路牌的中英文位置和大小进行估算;

常见路牌分为路口指示牌以及道路指示牌两种,其中路口指示牌一般在路口使用,用于指明路口分叉后每个方向对应的道路名称,其主要特点是中间有箭头,所以识别过程中需要先识别出箭头后对于其上下左右四个方向进行重新划分。而道路指示牌用于指明所在道路的道路名称和方向(具体指东西南北的方向),其特点为可分为两行,其中上面一行为汉字指示,下面一行为英文指示,识别过程中识别出上下行对应的分界线后即可划分成多个区域进行识别。

太阳城集团步骤二、外界太阳城集团的读入:通过摄像头将外界前方一定场景内的太阳城集团通过模数转换转换成数字太阳城集团,每一帧图像对应表达了前方所有像素点的灰度太阳城集团值的矩阵。具体为:按照YCbCr视频制式对图像进行采集(其中Y代表亮度分量,Cb代表蓝色色度分量,Cr代表红色色度分量),舍去Cb,Cr值后得到单纯的灰度值。将对应像素所在的行列数存储在一个二维数组中。而不同帧的图像则对应存储在不同的数组中;

步骤三、路牌太阳城集团预处理: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、图像旋转依次对外界场景太阳城集团进行分析处理从而得到路牌的轮廓区域。然后对于路牌所在的区域进行分析和归类。如果出现多个路牌则优先处理所占面积最大的路牌,其具体过程为:首先,对图像进行直方图均衡化从而获得整个图像的平均灰度值;对于第一帧直接利用此灰度为阈值,其他帧利用上一帧图像处理后所得到的目标区域来计算平均灰度值并设置为阈值;通过中间阈值对图像进行二值化,获得黑白图像并去除点状噪声,为了达到字符边缘能很好分辨,需要进行梯度锐化;为了达到字符本身无较大太阳城集团丢失,需要进行纹理检测;最后,对图像进行整体旋转以把摄像头对下一步识别可能产生的干扰降到最低;

太阳城集团步骤四、字符的读取和识别:对已有归类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。其具体过程为:

(1)对步骤三得到的路牌太阳城集团结合存储的路牌特点进行字符分割,求出原有图像中每个字符所在的位置和边缘;

(2)利用双线性内插法对字符矩阵进行标准归一化,转换成一个标准大小的字符点阵,为下一步进行特征识别或者字模匹配做准备;

(3)对于已经进行完标准归一化的字符点阵,进行特征识别和模板匹配。

其中特征识别方法如下:对于一个固定大小的数字或字符,通常有着相同的特征,本实施例中使用的特征包括:

太阳城集团①、字符上端有无横贯左右的一长横,如图2a所示;

太阳城集团②、字符下端有无横贯左右的一长横;

太阳城集团③、字符中间有无横贯左右的一长横;

④、字符左侧或右侧有无横贯左右的长竖,如图2b所示;

⑤、字符中间从左到右会穿越不同的线的个数,如图2c所示;

太阳城集团⑥、字符中间自上到下穿越不同线段个数等一系列的特征。

对于不同的字符对应不同特征,通过对字符特征的求取来识别对应字符。

模板匹配方法如下:因为路牌上字符是标准字符,则设置一个标准字符模板,通过对原标准字符进行横向16个点纵向16个点的采样,存储到一个标准模板中。对实时图像横竖各进行16个点的采样,获得16*16个特殊点的标准化大小的字符点阵,作为待测点阵。通过对待测点阵和标准模板点阵相比较,将匹配率最高的字符模板认为是匹配的结果。

(4)对上述两种识别方法得到的特征序列进行比较,如果两种方法得到的特征序列相同,则认为已经得到了正确的识别结果。

太阳城集团步骤五、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。

本实施例中,采用了北京瑞泰创新公司生产的ICETEK-DM642-C评估板作为开发平台。此评估板是一个低功耗独立开发平台。板上设备主要包括美国德州仪器公司(TI)的TMS320DM642DSP芯片、独立HPI接口、2路视频端口、4M同步动态存储器、32MFlash、AIC23立体声数字信号编解码器、JTAG仿真接口、以及4个用户指示灯。

本实施例应用于辅助盲人获取路牌太阳城集团并转变为声音,用于盲人在道路行走中的导向和指引功能。本实施例方法简洁易行,硬件携带方便,运行速度快,为盲人的日常生活提供便利。

太阳城集团本文
本文标题:基于DSP的路牌识别导盲装置及其方法.pdf
链接地址:http://zh228.com/p-6680025.html
太阳城集团我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - - 联系我们

copyright@ 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
 


收起
展开
葡京赌场|welcome document.write ('');