基于跟蹤算法的連續(xù)支柱號牌圖像識別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機視覺領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于跟蹤算法的連續(xù)支柱號牌圖像識別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路、市政眾多標(biāo)號連續(xù)的供電桿支柱。為了提高檢修維護工作的效率，常采用車載圖像設(shè)備對沿線基礎(chǔ)設(shè)置進行圖像拍攝，然后通過人工或自動方式對上述基礎(chǔ)設(shè)施的缺陷進行識別。其中，支柱號牌的識別便于圖像的定位、檢索與處理，是自動識別缺陷的基礎(chǔ)。
[0003]支柱號牌如果通過人工識別方式具有如下不足:由于圖像數(shù)量很大，需要大量人力查看，且在查看疲勞時會發(fā)生應(yīng)有缺陷未找出的問題。因此，目前提出了計算機識別的方法，現(xiàn)有的計算機識別方法存在以下問題:
1、對圖像中特定物體定位需要對每幅圖像都要做大量數(shù)據(jù)進行處理，運行效率低。
[0004]2、號牌識別采用根據(jù)號牌在支柱中的特定位置在大致方位定位號牌，號牌在不同位置時需要采用不同的處理方法，在識別前需要人工選擇號牌位置，智能性很差。
[0005]3、號牌中的數(shù)字識別采用每幅圖像單獨識別方式，在號牌被電線或者鐵桿等物體遮擋時無法識別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種處理效率和識別率高的基于跟蹤算法的連續(xù)支柱號牌圖像識別方法。
[0007]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:
基于跟蹤算法的連續(xù)支柱號牌圖像識別方法，包括以下步驟:
51、讀入支柱號文件，支柱號文件中各支柱的支柱號按順序排列，設(shè)定圖像移出邊緣、相似度閾值，初始化所有支柱預(yù)測值；
52、讀入第一張圖像，使當(dāng)前支柱預(yù)測值等于第一張圖像對應(yīng)的支柱的理論支柱號；
53、識別圖像中支柱號牌上的支柱號，判斷是否與當(dāng)前支柱預(yù)測值相等，是則將該支柱號作為當(dāng)前支柱的正確支柱號，進入步驟S4 ;否則進入步驟S6 ;
54、讀入下一張圖像作為當(dāng)前圖像，采用跟蹤算法跟蹤號牌的位置，并在計算位置以計算位置為中心截取與當(dāng)前圖像的上一張圖像中的號牌相同大小的圖像，讀入截取圖像并計算截取圖像與當(dāng)前圖像的上一張圖像的號牌圖像相似度；
55、判斷號牌位置是否進入當(dāng)前圖像移出邊緣，是則跳轉(zhuǎn)到步驟S6;否則判斷相似度是否等于或小于閾值，是則跳轉(zhuǎn)到步驟S3，否則跳轉(zhuǎn)到步驟S4 ;
56、讀入下一張圖像，跳轉(zhuǎn)到步驟S3。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，步驟6包括以下步驟；
S61、讀入下一張圖像，以圖像中心線為界，判斷支柱是否在圖像移出邊緣的相對側(cè)，是則認定上一根支柱的圖像已經(jīng)全部處理完，該圖像為新的支柱圖像，當(dāng)前支柱為新的一根支柱，跳轉(zhuǎn)到步驟S62，否則跳轉(zhuǎn)到步驟S3 ；
S62、將當(dāng)前支柱預(yù)測值設(shè)定為支柱號文件中的當(dāng)前支柱的理論支柱號，跳轉(zhuǎn)到步驟
S3 ο
[0009]進一步，步驟S4的具體步驟如下:
S40、設(shè)定最大循環(huán)次數(shù)和標(biāo)準距離；
S41:獲取上一張圖像的號牌區(qū)域中心y0的坐標(biāo)、計算號牌區(qū)域的Bhattacharyya距離
P I ;
542、確定當(dāng)前圖像中的號牌區(qū)域:
5421、在當(dāng)前圖像中采用基于kernel函數(shù)運動目標(biāo)跟蹤算法根據(jù)y0計算與上一張圖像的號牌區(qū)域最相似的目標(biāo)區(qū)域中心位置yl坐標(biāo)；
5422、在當(dāng)前圖像中，如果y0和yl的距離大于設(shè)定標(biāo)準距離時，令y0=yl，跳轉(zhuǎn)到步驟S421繼續(xù)進行計算；直到y(tǒng)0和yl的距離小于或等于標(biāo)準距離時或跳轉(zhuǎn)到步驟S422的循環(huán)次數(shù)達到最大循環(huán)次數(shù)時，停止計算，根據(jù)yl的坐標(biāo)和號牌的大小確定當(dāng)前圖像的號牌區(qū)域；
543、計算當(dāng)前圖像中的號牌區(qū)域的Bhattacharyya距離P2，根據(jù)P I和P 2計算當(dāng)前圖像號牌與上一張圖像號牌的相似度。
[0010]進一步，步驟S3中，識別圖像中支柱號牌上的支柱號時，如果當(dāng)前圖像中的支柱號牌無法識別，則跳轉(zhuǎn)到步驟S61。
[0011]進一步，步驟S3中，還對號牌進行位數(shù)識別，并與號牌實際位數(shù)進行比較，如果號牌識別位數(shù)與號牌實際位數(shù)不一致標(biāo)記為號牌脫落支柱，并跳轉(zhuǎn)到步驟S61。
[0012]進一步，步驟S62中還判斷上一根支柱是否識別出正確支柱號，包括以下步驟:
5621、判斷上一根支柱是否已識別出正確支柱號時，是則跳轉(zhuǎn)到步驟S622，否則對上一根支柱的所有圖像中識別出的支柱號進行統(tǒng)計，能夠統(tǒng)計出出現(xiàn)頻率最多的合理值則跳轉(zhuǎn)到步驟S623，不能統(tǒng)計出合理值則跳轉(zhuǎn)到步驟S624 ；
5622、將預(yù)測值設(shè)定為支柱號文件中的當(dāng)前支柱的理論支柱號，跳轉(zhuǎn)到步驟S3;
5623、將統(tǒng)計出的出現(xiàn)頻率最多的合理值作為上一根支柱的正確支柱號，將當(dāng)前支柱預(yù)測值設(shè)定為支柱號文件中該正確支柱號的值對應(yīng)的支柱號后的理論支柱號，跳轉(zhuǎn)到步驟S3 ；
5624、將上一根支柱的正確支柱號值設(shè)定為空，并將當(dāng)前支柱預(yù)測值設(shè)定為空，跳轉(zhuǎn)到步驟S3。
[0013]進一步，步驟S623中，將統(tǒng)計出的出現(xiàn)頻率最多的合理值作為上一根支柱的正確支柱號后還進行上一根支柱預(yù)測值修訂處理、正確支柱號和預(yù)測值補齊處理:
上一根支柱預(yù)測值修訂:將上一根支柱的預(yù)測值修訂為統(tǒng)計出的出現(xiàn)頻率最多的合理值；
正確支柱號補齊步驟:判斷上一根支柱的前一根支柱的正確支柱號值是否為空，不是則跳轉(zhuǎn)到步驟S3 ;是則繼續(xù)判斷前一根支柱的正確值是否為空，直到判斷到正確支柱號值不為空的支柱，然后根據(jù)該正確支柱號值不為空的支柱的正確支柱號和上一根支柱的正確支柱號推算出這兩根支柱之間的支柱的支柱號，并將其作為這些支柱的正確支柱號和預(yù)測值。
[0014]進一步，步驟S3中，所述的識別圖像中支柱號牌上的支柱號包括以下步驟:
531、支柱定位，在圖像中定位離鏡頭最近的一根支柱；
532、號牌定位，在定位支柱以及定位支柱兩側(cè)尋找號牌；
533、字符分割:對號牌字符進行分割；
534、字符識別:對分割后的各個字符進行識別。
[0015]綜上，本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明在對每根支柱的支柱號進行識別時，如果已經(jīng)識別到與預(yù)測值相等的支柱號，則將該正確識別的支柱號牌作為運動目標(biāo)，對后續(xù)圖像進行跟蹤處理，直到進入下一根支柱的圖像時重新進行識別，因此不用對每張圖像進行號牌識別，提高了圖像處理效率、節(jié)省了計算資源；
2、本發(fā)明可以在前后支柱間的號牌已知的情況下，根據(jù)支柱位置、號牌順序相結(jié)合的方式反推中間的支柱號碼，能對有遮擋、模糊的號牌進行校正，能提高號牌識別率；
3、本發(fā)明的圖像處理過程中，當(dāng)識號牌上的識別位數(shù)沒有出現(xiàn)和正確支柱號一致的位數(shù)時懷疑該支柱號牌脫落，能根據(jù)單獨識別的數(shù)字位數(shù)和實際位數(shù)比較提取出懷疑號牌脫落的支柱；
4、本發(fā)明的號牌位置定位通過號牌中紋理信息豐富的特點自動定位，方法具有通用性，號牌在支柱的各個位置時都能定位。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]鐵路、市政中常用到眾多標(biāo)號連續(xù)的供電桿支柱，這些支柱的編號在一定的方向上通常以相同的步長遞增或遞減。為對這些支柱進行管理，通常用巡檢系統(tǒng)攝像機拍攝支柱桿號和里程碑采集支柱圖像數(shù)據(jù)時。每次巡檢都將拍攝大量的圖像數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)存儲到可移動