基于可穿戴计算机设备的字符快速识别系统及其识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可穿戴计算机设备应用领域，尤其涉及一种基于可穿戴计算机的字符 快速识别系统及其识别方法。
【背景技术】
[0002] 可穿戴计算机是一种新型的个人移动计算系统，具有非限制性、非独占性、可观 性、可控性、环境感知性和交流性的特点。可穿戴计算机通过穿戴在使用者身上，与人体紧 密结合，感知人体的物理活动，为用户提供准确地、个性化的信息服务。可穿戴计算机在日 常生活、医疗和工业等领域有着重要的用途。
[0003] 虽然，石欣、张涛在《仪器仪表学报》2012年3月发表的论文《一种可穿戴式跌倒 检测装置设计》设计了一种基于压力传感器的便携装置对人体跌倒活动进行检测。邓翔、佃 松宜、翁桃在《传感器与微系统》2013年2月发表的论文《基于FSR的可穿戴式足底压力检 测系统》提出了一种可穿戴式足底压力检测系统。这些已经研发的可穿戴计算机系统主要 用于测量人体跌倒和足底压力等参数变量，而不具有字符识别功能。
[0004] 因此，目前亟需一种适用于可穿戴计算机的字符识别系统，该系统可以实时采集 图像数据，应用低功耗的紫蜂无线通讯技术进行数据传输，快速、准确地识别英文字母和阿 拉伯数字等字符，为用户提供高质量的信息服务。
【发明内容】
[0005] 本发明解决了可穿戴计算机的无线传输和字符快速识别问题，提高了字符识别的 计算速度和准确率，提出了一种可穿戴计算机的字符快速识别系统及其识别方法。本发明 将紫蜂无线通讯技术与可穿戴计算机相结合，实现了图像数据的无线传输和字符识别功 能。
[0006] 本发明提出了一种基于可穿戴计算机设备的字符快速识别系统，包括：图像数据 采集单元、字符识别单元和字符显示单元，所述图像数据采集单元、所述字符识别单元和所 述字符显示单元设置在可穿戴计算机设备上；所述图像数据采集单元与所述字符识别单元 之间采用紫蜂无线通讯协议通信，所述图像数据采集单元实时采集图像数据并通过紫蜂无 线通讯协议将图像数据发送给所述字符识别单元；所述字符识别单元与所述字符显示单元 连接，所述字符识别单元用于计算和识别所述图像数据中的字符识别结果，并将所述字符 识别结果发送至所述字符显示单元；所述字符显示单元接收所述字符识别结果后显示相应 的字符。
[0007] 本发明所述字符快速识别系统中，所述图像数据采集单元包括成像模块、视频信 号处理模块和第一紫蜂无线通讯模块；所述成像模块与所述视频信号处理模块连接，所述 成像模块采集图像后，所述视频信号处理模块生成图像数据；所述视频信号处理模块与所 述第一紫蜂无线通讯模块连接，通过紫蜂无线通讯协议将图像数据发送给所述字符识别单 J Ll 〇
[0008] 本发明所述字符快速识别系统中所述字符识别单元包括第二紫蜂无线通讯模块 和处理模块；所述处理模块与所述第二紫蜂无线通讯模块连接，所述第二紫蜂无线通讯模 块通过紫蜂无线通讯协议从所述图像数据采集单元接收所述图像数据后传输给所述处理 模块；所述处理模块配置有字符模板库，通过计算所述图像数据中的字符结构，并将所述字 符结构与所述字符模板库相比较，获得字符识别结果发送至所述字符显示单元。
[0009] 本发明所述字符快速识别系统中所述字符显示单元包括图像加速模块和显示模 块；所述图像加速模块与所述显示模块相连，其用于对所述字符识别结果的图像数据进行 快速处理，所述显示模块显示对应的字符。
[0010] 本发明还提出了一种字符快速识别方法，利用所述字符快速识别系统，包括如下 步骤：
[0011] 步骤一：所述图像数据采集单元采集图像数据，通过紫蜂无线通讯协议将图像数 据发送给所述字符识别单元；
[0012] 步骤二：所述字符识别单元计算所述图像数据中像素点的红、绿、蓝三色的数值；
[0013] 步骤三：根据所述数值计算所述图像数据中各像素点的灰度值；
[0014] 步骤四：比较所述灰度值与灰度阈值，灰度值高于或低于灰度阈值的像素点在所 述图像数据中形成字符结构；
[0015] 步骤五：所述字符识别单元将所述字符结构在所述字符模板库中进行比对，得到 匹配度最高的字符生成字符识别结果；
[0016] 步骤六：所述字符显示单元显示所述字符识别结果所对应的字符。
[0017] 本发明所述字符快速识别方法中，所述步骤四中，所述灰度阈值采用自适应优化 方法计算得到，包括如下步骤：
[0018] 步骤一：计算对应图像的灰度值的最大值rmax;
[0019] 步骤二：计算对应图像的灰度值的最小值rmin;
[0020] 步骤三：计算灰度阈值T，T = (rmax+rmin) /2, T的取值范围为[0, 255]。
[0021] 此方法可以根据对应图像的不同自适应计算最佳的灰度阈值。
[0022] 本发明的有益效果在于：
[0023] 本发明的可穿戴计算机的字符快速识别系统，具有低功耗、无线图像数据传输、识 别速度快、识别准确率高、可扩展性高等优点。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明基于可穿戴计算机的字符快速识别系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 如图1所示，本发明基于可穿戴计算机设备的字符快速识别系统，包括：图像数据 采集单元1、字符识别单元2和字符显示单元3,图像数据采集单元1、字符识别单元2和字 符显示单元3设置在可穿戴计算机设备上。图像数据采集单元1与字符识别单元2之间采 用紫蜂无线通讯协议通信，图像数据采集单元1实时采集图像数据并通过紫蜂无线通讯协 议将图像数据发送给字符识别单元2。字符识别单元2与字符显示单元3连接，字符识别单 元2用于计算和识别图像数据中的字符识别结果，并将字符识别结果发送至字符显示单元 3。字符显示单元3接收字符识别结果后显示相应的字符。
[0026] 以下对各单元的结构和功能做详细说明。
[0027] 图像数据采集单元1包括成像模块11、视频信号处理模块12和第一紫蜂无线通讯 模块13。成像模块11与视频信号处理模块12连接，成像模块11采集图像后，视频信号处 理模块12生成图像数据。视频信号处理模块12与第一紫蜂无线通讯模块13连接，通过紫 蜂无线通讯协议将图像数据发送给字符识别单元2。更为具体地，本【具体实施方式】中，成像 模块11采用型号为Sony 673的C⑶芯片，视频信号处理模块12采用型号为Sony 4140的 视频信号处理器芯片，经成像模块11和视频信号处理模块12所获得的图像数据的最大有 效像素为57万，水平清晰度为700电视线。第一紫蜂无线通讯模块13采用紫蜂无线通讯 芯片 CC2530。
[0028] 字符识别单元2包括第二紫蜂无线通讯模块21和处理模块22。处理模块22与 第二紫蜂无线通讯模块21连接，第二紫蜂无线通讯模块21通过紫蜂无线通讯协议从图像 数据采集单元1接收图像数据后传输给处理模块22。处理模块22配置有字符模板库，通 过计算图像数据中的字符结构，并将字符结构与字符模板库相比较，获得字符识别结果发 送至字符显示单元3。更为具体地，本【具体实施方式】中，处理模块22选用Intel Z510处理 器，第二紫蜂无线通讯模块21选用紫蜂无线通讯芯片CC2