圆柱表面文字识别系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及文字识别技术领域，更确切地说，本发明设及圆柱表面文字识别系统 及方法。
【背景技术】
[0002] 文字识别是一种借助图像处理实现识读附着于实体表面上文字信息的技术。文字 识别作为一种信息处理的手段具有广阔的应用背景和巨大的市场需求，在诸如阅读、翻译、 文献资料的检索、信件和包裹的分炼、稿件的编辑和校对、大量统计报表和卡片的汇总与分 析、银行支票的处理、商品发票的统计汇总、商品编码的识别、商品仓库的管理等方面具有 十分重大的意义。
[0003] 按照文字附着面种类区分，可将文字信息划分为平面文字和Ξ维曲面文字。平面 类图像文字识别技术能够将被扫描的目标文字图像识别并转化成电子文本，该技术成熟、 算法简单、识别率高，但只能识别严格平面且无崎变的印刷体文字图像。
[0004] 目前Ξ维曲面文字识别因为识别难度大、理论不成熟，尚鲜有研究成果。但作为一 种简化的Ξ维文字识别问题，李响、严晓浪等人提出了弯曲表面平面化的算法，即预先在纸 面上绘制网格，通过展平网格的办法，将曲面文字还原成为平面文字，该方法能够矫正单个 文字的崎变，但没有实现段落理解。中国专利公告（布）号为CN104809436A，公告（布）日为 2015年7月29日，发明名称为"一种弯曲书面文字识别方法"，该方法通过将每行文字中屯、W 曲线拟合的方法矫正文字行的扭曲角度，实现了对书本版面信息的识别理解，但不能够矫 正单个字体的崎形。上述方法对识别单张图片中崎变较小的文字有较好的识别效果，但在 识别圆柱环面上的文字时，因为圆柱便面不便于画线，且圆柱面上图像边缘附近文字崎变 较大，决定了上述方法并不适用。
[0005] 目前，包括圆柱面在内的Ξ维曲面文字信息识别主要是编制条形码，利用扫描仪 识读条形码的方式间接识读曲面上文字信息。运种方法的优点是识别率极高，但也有如下 缺点：一是必须预先在圆柱面标贴上印制条形码，给生产单位带来一定负担;二是需要操作 人员手持扫描仪探头逐一对准圆柱面上的条形码扫描，大量的识别工作势必增加操作人员 的工作量。
[0006] 上述理论和方法在识别安瓶药品等圆柱表面物品文字时都存在不同的限制条件。 为满足此类物品很高的文字识别准确度要求，迫切地需要找到一种识别准确、快速、便捷地 识别圆柱体表面文字的系统及方法。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的必须依靠辅助措施而无法 直接识别圆柱面印刷体文字，W及对圆柱面印刷体文字识别理论欠缺的问题，提供了一种 能够识别圆柱表面文字识别系统及方法。
[000引一种圆柱表面文字识别系统，由系统主控制计算机、传送排列装置、图像采集与处 理装置和报错分炼装置组成；
[0009] 所述传送排列装置位于所述圆柱表面的文字识别系统的最前端，所述传送排列装 置中的运动控制器与系统主控制计算机相连接；
[0010] 所述图像采集与处理装置与系统主控制计算机连接构成局域网络；
[0011] 所述报错分炼装置与所述系统主控制计算机相连接；
[0012] 所述报错分炼装置中的报错控制器与图像集采与处理装置中的识别区位置传感 器相连接。
[0013] 技术方案中所述系统主控制计算机内置有识别控制软件和结构化查询语言S化医 用数据库；
[0014] 所述识别控制软件为用户提供人机交互界面，用户根据需要利用键盘、鼠标设置 系统参数;所述识别控制软件为图像采集与处理装置提供识别指令代码，根据图像处理返 回的识别结果指引报错分炼装置执行相应动作；
[0015] 所述结构化查询语言S化医用数据库系统用来存放和管理安瓶药品相关的识别数 据，包括与患者信息相对应的药品名称、国药准字批号、安瓶轮廓直径、图像裁剪窗口参数、 灰度图像二值化阔值、国药准字批号文字区域的行列像素范围，W上数据供所述识别控制 软件的识别指令代码调用。
[0016] 技术方案中所述传送排列装置还包括渐缩口闽口和传送带；
[0017] 所述渐缩口闽口由底板1、两块支座、两块形状对称的斜坡面闽口滑块、丝杠4、两 根圆柱型导轨和步进电机8组成；
[0018] 所述底板与两块支座固定连接；
[0019] 所述两根圆柱型导轨平行固定在两块支座上端；
[0020] 所述的丝杠4轴向固定在两块支座上端，并且与两根圆柱型导轨平行等高；
[0021] 两根圆柱型导轨的轴线与丝杠4轴线平行，丝杠4位于两根圆柱型导轨中间；
[0022] 所述步进电机8固定在支座9上端，步进电机8的转子与丝杠4做同轴刚性连接；
[0023] 所述的斜坡面闽口滑块各自的半圆柱开口导向面与两根圆柱型导轨相配合构成 滑动副，斜坡面闽口滑块的内螺纹同丝杠螺纹相配合构成螺旋传动副，斜坡面闽口滑块在 丝杠4转动W及两根圆柱型导轨导向作用下始终沿着导轨做相互靠近或者远离的方向移 动;斜坡面闽口滑块6活动安装在丝杠4右半段，斜坡面闽口滑块7活动安装在丝杠4左半段；
[0024] 两块形状对称的斜坡面闽口滑块活动安装在丝杠4和两根圆柱型导轨上;两块形 状对称的斜坡面闽口滑块沿着两根圆柱型导轨做反方向的移动；
[0025] 所述丝杠4的左半段与右半段旋向相反，相反的丝杠旋向使得丝杠在旋转时，两块 斜坡面闽口滑块相互靠近或者远离的方向移动；
[0026] 丝杠4在步进电机8驱动下做同步回转运动，受丝杠4的驱动，两块形状对称的斜坡 面闽口滑块沿着两根圆柱型导轨做平移运动，从而实现闽口开合;渐缩口最大开度由两块 支座间距所限制。
[0027] 技术方案中所述两块形状对称的斜坡面闽口滑块由直角Ξ棱柱和上端与丝杠4和 两根圆柱型导轨配合的长方体安装块组成;其中直角Ξ棱柱端面非直角边对应的棱柱面为 导向斜坡面;关于丝杠轴线垂直平分面对称安装的两块斜坡面闽口滑块安装好之后形成卿 趴口 Θ，从而引导安瓶药品运动到闽口 口处;直角Ξ棱柱的高度高于全部待识别安瓶的最大 高度，从而保证所有待识别安瓶的正常通过;长方体安装块开设一个内螺纹孔，用于与丝杠 4配合，长方体安装块在内螺纹孔的两侧还开设有半圆柱面开口，用于与两根圆柱型导轨配 厶 1=1 〇
[002引技术方案中所述传送带宽度值小于或等于150mm，长度为1000mm至1500mm，速度为 20mm/s至40mm/s;传送带表面光滑平整，允许安瓶能相对于传送带表面产生一定平移滑动； 在传送带的输送端到渐缩口闽口的范围内的传送带两侧设有隔离板。
[0029] 渐缩口闽口位于传送带输送端10cm至30cm处，容纳预先放置好的安瓶;渐缩口闽 口横跨在传送带上，并且与传动带间垂直间隙小于或等于5mm。
[0030] 技术方案中所述图像采集与处理装置还包括识别区位置传感器、图像采集相机 组、四通道图像采集卡、图像处理计算机；
[0031] 所述图像采集相机组由四个电荷禪合元件CCD相机组成，所述图像采集相机组W 四个电荷禪合元件CCD相机作为正方形的四个顶点排列在中屯、线两侧，电荷禪合元件CCD相 机镜头光屯、间的对角连线交点为识别区的中屯、点，在安瓶抵达识别中屯、点时，开始圆柱表 面图像的环绕采集；四台电荷禪合元件CCD相机四路图像数据通过一根电缆线经过图像传 感器与采集系统连接接口连接到四通道图像采集卡上，W实现数据的无损高速传输；
[0032] 所述识别区位置传感器正对识别中屯、点，用于监测安瓶是否抵达和离开识别区； 设定光导通时传感器输出为低电平，当检测到安瓶边缘抵达识别区中屯、点位置时，识别区 位置传感器输出上升沿电平，此时电荷禪合元件CCD相机被触发拍照；当检测安瓶边缘离开 识别中屯、点时，识别区位置传感器输出下降沿电平，终止相机拍照;识别区位置传感器通过 USB接口连接到图像处理计算机；
[0033] 所述四通道图像采集卡具有四通道图像采集功能，用于采集并编码电荷禪合元件 CCD相机所拍摄的视频图像，并将其传送到图像处理计算机;所述的编码还包含了图像压缩 的功能，将四台电荷禪合元件CCD相机所拍摄的每帖图像删减成1.5至2倍安瓶轮廓宽度值 的图像，裁剪参数通过前述识别控制软件输入设定；四通道图像采集卡通过周边元件扩展 接口扩展插槽PCI插槽安插在图像处理计算机主板上，W便数据快速读入内存；
[0034] 所述的图像处理计算机，用于处理图像数据;抽取各路视频图像的中间时刻的图 像作为识别有效图像，其余图像序列删除，去除图像的运动模糊，提取出安瓶轮廓特征信息 后，按照圆柱面展开算法，将安瓶轮廓范围内的图像展开成平面图像，再根据已录入的识别 文字区域相对于图像垂直方向上的位置，进一步快速找到并提取出安瓶标签上的一部分国 药准字批号;将四组不同角度图像中的所识别出的部分国药准字批号做拼接，将拼接结果 同