基于跟踪算法的连续支柱号牌图像识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机视觉领域，具体地，涉及一种基于跟踪算法的连续支柱号牌图像识别方法。
【背景技术】
[0002]铁路、市政众多标号连续的供电杆支柱。为了提高检修维护工作的效率，常采用车载图像设备对沿线基础设置进行图像拍摄，然后通过人工或自动方式对上述基础设施的缺陷进行识别。其中，支柱号牌的识别便于图像的定位、检索与处理，是自动识别缺陷的基础。
[0003]支柱号牌如果通过人工识别方式具有如下不足:由于图像数量很大，需要大量人力查看，且在查看疲劳时会发生应有缺陷未找出的问题。因此，目前提出了计算机识别的方法，现有的计算机识别方法存在以下问题:
1、对图像中特定物体定位需要对每幅图像都要做大量数据进行处理，运行效率低。
[0004]2、号牌识别采用根据号牌在支柱中的特定位置在大致方位定位号牌，号牌在不同位置时需要采用不同的处理方法，在识别前需要人工选择号牌位置，智能性很差。
[0005]3、号牌中的数字识别采用每幅图像单独识别方式，在号牌被电线或者铁杆等物体遮挡时无法识别。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种处理效率和识别率高的基于跟踪算法的连续支柱号牌图像识别方法。
[0007]本发明解决上述问题所采用的技术方案是:
基于跟踪算法的连续支柱号牌图像识别方法，包括以下步骤:
51、读入支柱号文件，支柱号文件中各支柱的支柱号按顺序排列，设定图像移出边缘、相似度阈值，初始化所有支柱预测值；
52、读入第一张图像，使当前支柱预测值等于第一张图像对应的支柱的理论支柱号；
53、识别图像中支柱号牌上的支柱号，判断是否与当前支柱预测值相等，是则将该支柱号作为当前支柱的正确支柱号，进入步骤S4 ;否则进入步骤S6 ;
54、读入下一张图像作为当前图像，采用跟踪算法跟踪号牌的位置，并在计算位置以计算位置为中心截取与当前图像的上一张图像中的号牌相同大小的图像，读入截取图像并计算截取图像与当前图像的上一张图像的号牌图像相似度；
55、判断号牌位置是否进入当前图像移出边缘，是则跳转到步骤S6;否则判断相似度是否等于或小于阈值，是则跳转到步骤S3，否则跳转到步骤S4 ;
56、读入下一张图像，跳转到步骤S3。
[0008]作为本发明的进一步改进，步骤6包括以下步骤；
S61、读入下一张图像，以图像中心线为界，判断支柱是否在图像移出边缘的相对侧，是则认定上一根支柱的图像已经全部处理完，该图像为新的支柱图像，当前支柱为新的一根支柱，跳转到步骤S62，否则跳转到步骤S3 ；
S62、将当前支柱预测值设定为支柱号文件中的当前支柱的理论支柱号，跳转到步骤
S3 ο
[0009]进一步，步骤S4的具体步骤如下:
S40、设定最大循环次数和标准距离；
S41:获取上一张图像的号牌区域中心y0的坐标、计算号牌区域的Bhattacharyya距离
P I ;
542、确定当前图像中的号牌区域:
5421、在当前图像中采用基于kernel函数运动目标跟踪算法根据y0计算与上一张图像的号牌区域最相似的目标区域中心位置yl坐标；
5422、在当前图像中，如果y0和yl的距离大于设定标准距离时，令y0=yl，跳转到步骤S421继续进行计算；直到y0和yl的距离小于或等于标准距离时或跳转到步骤S422的循环次数达到最大循环次数时，停止计算，根据yl的坐标和号牌的大小确定当前图像的号牌区域；
543、计算当前图像中的号牌区域的Bhattacharyya距离P2，根据P I和P 2计算当前图像号牌与上一张图像号牌的相似度。
[0010]进一步，步骤S3中，识别图像中支柱号牌上的支柱号时，如果当前图像中的支柱号牌无法识别，则跳转到步骤S61。
[0011]进一步，步骤S3中，还对号牌进行位数识别，并与号牌实际位数进行比较，如果号牌识别位数与号牌实际位数不一致标记为号牌脱落支柱，并跳转到步骤S61。
[0012]进一步，步骤S62中还判断上一根支柱是否识别出正确支柱号，包括以下步骤:
5621、判断上一根支柱是否已识别出正确支柱号时，是则跳转到步骤S622，否则对上一根支柱的所有图像中识别出的支柱号进行统计，能够统计出出现频率最多的合理值则跳转到步骤S623，不能统计出合理值则跳转到步骤S624 ；
5622、将预测值设定为支柱号文件中的当前支柱的理论支柱号，跳转到步骤S3;
5623、将统计出的出现频率最多的合理值作为上一根支柱的正确支柱号，将当前支柱预测值设定为支柱号文件中该正确支柱号的值对应的支柱号后的理论支柱号，跳转到步骤S3 ；
5624、将上一根支柱的正确支柱号值设定为空，并将当前支柱预测值设定为空，跳转到步骤S3。
[0013]进一步，步骤S623中，将统计出的出现频率最多的合理值作为上一根支柱的正确支柱号后还进行上一根支柱预测值修订处理、正确支柱号和预测值补齐处理:
上一根支柱预测值修订:将上一根支柱的预测值修订为统计出的出现频率最多的合理值；
正确支柱号补齐步骤:判断上一根支柱的前一根支柱的正确支柱号值是否为空，不是则跳转到步骤S3 ;是则继续判断前一根支柱的正确值是否为空，直到判断到正确支柱号值不为空的支柱，然后根据该正确支柱号值不为空的支柱的正确支柱号和上一根支柱的正确支柱号推算出这两根支柱之间的支柱的支柱号，并将其作为这些支柱的正确支柱号和预测值。
[0014]进一步，步骤S3中，所述的识别图像中支柱号牌上的支柱号包括以下步骤:
531、支柱定位，在图像中定位离镜头最近的一根支柱；
532、号牌定位，在定位支柱以及定位支柱两侧寻找号牌；
533、字符分割:对号牌字符进行分割；
534、字符识别:对分割后的各个字符进行识别。
[0015]综上，本发明的有益效果是:
1、本发明在对每根支柱的支柱号进行识别时，如果已经识别到与预测值相等的支柱号，则将该正确识别的支柱号牌作为运动目标，对后续图像进行跟踪处理，直到进入下一根支柱的图像时重新进行识别，因此不用对每张图像进行号牌识别，提高了图像处理效率、节省了计算资源；
2、本发明可以在前后支柱间的号牌已知的情况下，根据支柱位置、号牌顺序相结合的方式反推中间的支柱号码，能对有遮挡、模糊的号牌进行校正，能提高号牌识别率；
3、本发明的图像处理过程中，当识号牌上的识别位数没有出现和正确支柱号一致的位数时怀疑该支柱号牌脱落，能根据单独识别的数字位数和实际位数比较提取出怀疑号牌脱落的支柱；
4、本发明的号牌位置定位通过号牌中纹理信息丰富的特点自动定位，方法具有通用性，号牌在支柱的各个位置时都能定位。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]铁路、市政中常用到众多标号连续的供电杆支柱，这些支柱的编号在一定的方向上通常以相同的步长递增或递减。为对这些支柱进行管理，通常用巡检系统摄像机拍摄支柱杆号和里程碑采集支柱图像数据时。每次巡检都将拍摄大量的图像数据，这些数据存储到可移动