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一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统及方法

阅读：1029发布：2020-05-23

专利汇可以提供一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统及方法，箱号识别系统包括外框架和多个高清摄像头，外框架包括支架、前上横梁、后上横梁、左横梁和右横梁，前上横梁上安装第一高清摄像头，后上横梁上安装第二高清摄像头，左横梁上安装第三高清摄像头，右横梁上安装第四高清摄像头，右横梁上安装第一激光对射器，且第一激光对射器安装在第四高清摄像头两侧，左横梁上安装第二激光对射器，且第二激光对射器安装在第三高清摄像头两侧，支架上还安装有控制器，本发明工作原理简单，智能化程度高，利用光学字符提取技术从图片中提取字符，根据集装箱箱号本身规则，可对提取的箱号进行校验，提高提取箱号的准确率。，下面是一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统，箱号识别系统包括外框架和多个高清摄像头，其特征在于：所述外框架包括支架(1)、前上横梁(2)、后上横梁(3)、左横梁(4)和右横梁(5)，所述前上横梁(2)上安装第一高清摄像头(6)，所述后上横梁(3)上安装第二高清摄像头(7)，所述左横梁(4)上安装第三高清摄像头(8)，所述右横梁(5)上安装第四高清摄像头(9)，所述右横梁(5)上安装第一激光对射器(10)，且所述第一激光对射器(10)安装在第四高清摄像头(9)两侧，所述左横梁(4)上安装第二激光对射器(11)，且所述第二激光对射器(11)安装在第三高清摄像头(8)两侧，所述支架(1)上还安装有控制器(12)，所述控制器(12)内设有单片机(13)、图像采集单元(14)、图像裁切单元(15)、图像增强单元(16)、文字提取单元(17)、存储单元(18)、文字校验单元(19)和报警单元(20)，所述第一高清摄像头(6)、第二高清摄像头(7)、第三高清摄像头(8)、第四高清摄像头(9)分别通过图像采集单元(14)连接图像裁切单元(15)，所述图像裁切单元(15)连接图像增强单元(16)，所述图像增强单元(16)连接单片机(13)，所述单片机(13)分别连接文字提取单元(17)、存储单元(18)、文字校验单元(19)和报警单元(20)；其中，图像采集单元用于采集多个高清摄像头拍摄的箱号信息；图像裁切单元用于对提取的图像进行裁切处理，所述图像增强单元用于对裁切后的图像进行增强处理；所述文字提取单元用于提取图片中的箱号文字，所述文字校验单元用于对提取的箱号文字进行校验。
2.实现权利要求1所述的一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：
A、第一高清摄像头、第二高清摄像头、第三高清摄像头和第四高清摄像头分别拍摄集装箱的前侧面、后侧面、左侧面、右侧面的箱号图像；
B、箱子照片拍摄完成信号后，从信号中得到时间戳和车道号在加上各面相机编号，就可以得到各面照片保存图片的文件名；
C、拍摄的图像传输至图像裁切单元中进行裁切，从图片中裁剪出包含箱号信息的区域，裁剪范围格式(leftx,lefty,rightx,righty),leftx,lefty表示区域左上角横坐标、纵坐标，rightx,righty表示右下角横坐标、纵坐标，单位为像素；
D、对裁剪区域传输至图像增强单元中进行灰度处理，然后根据配置值提升亮度，以提高图片清晰度；
E、将预处理后的裁剪区域提交给OCR引擎提取其中的文字，OCR引擎使用google的开源软件Tesseract，箱面上的横排文字提取用Tesseract自身训练的模型，竖排文字使用专门训练的模型，每个面使用哪个模型在配置文件中设置。
3.根据权利要求2所述的一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统的使用方法，其特征在于：还包括以下步骤：
F、用Tesseract从预处理过的裁剪区域中提取出文字信息后，根据集装箱号的组成规则，用正则表达式从提取的文字中提取出箱号；
G、然后用集装箱号规则对提取的箱号进行校验，如果校验结果不正确，则对原始图片进行一定角度旋转和颜色反转后重新提取文字信息，获取新的箱号，直到正确为止，如果旋转和颜色反转组合试完后没有获取到正确箱号，则会记录下错误箱号，并在界面给出提示；
H、各面的箱号都提取出来后，系统会比对它们是否全部一样，如果不一样，会给出声音和界面提示。
4.根据权利要求2所述的一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统的使用方法，其特征在于：所述步骤D中图像增强方法包括以下步骤：
a、将采集的图像的像素根据亮度值分成若干个图层，每个图层的亮度均不同，并将每个图层按亮度值，由高到低进行排列，且每一图层中的图像的边界都是由闭合曲线构成；
b、对于亮度最低的图层以及亮度最大的图层，先单独进行直方图均衡化处理，再去除背景噪声，最后进行噪点去除；
c、将处于最低亮度和最高亮度中间的图层先去除噪点，再去除背景噪声，最后进行直方图均衡化处理；
d、最后将处理过后的所有图层合并为一幅图像增强后的图像。

说明书全文

一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及集装箱箱号识别技术领域，具体为一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统及方法。

背景技术

[0002] 集装箱最大的成功在于其产品的标准化以及由此建立的一整套运输体系。能够让一个载重几十吨的庞然大物实现标准化，并且以此为基础逐步实现全球范围内的船舶、港口、航线、公路、中转站、桥梁、隧道、多式联运相配套的物流系统。

[0003] 集装箱出厂前在表面喷涂箱号信息，最后需要对喷涂的箱号信息进行检验，现有的检验一般通过人工检查，检查效率低，误差率高，因此，有必要进行改进。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统，箱号识别系统包括外框架和多个高清摄像头，所述外框架包括支架、前上横梁、后上横梁、左横梁和右横梁，所述前上横梁上安装第一高清摄像头，所述后上横梁上安装第二高清摄像头，所述左横梁上安装第三高清摄像头，所述右横梁上安装第四高清摄像头，所述右横梁上安装第一激光对射器，且所述第一激光对射器安装在第四高清摄像头两侧，所述左横梁上安装第二激光对射器，且所述第二激光对射器安装在第三高清摄像头两侧，所述支架上还安装有控制器，所述控制器内设有单片机、图像采集单元、图像裁切单元、图像增强单元、文字提取单元、存储单元、文字校验单元和报警单元，所述第一高清摄像头、第二高清摄像头、第三高清摄像头、第四高清摄像头分别通过图像采集单元连接图像裁切单元，所述图像裁切单元连接图像增强单元，所述图像增强单元连接单片机，所述单片机分别连接文字提取单元、存储单元、文字校验单元和报警单元；其中，图像采集单元用于采集多个高清摄像头拍摄的箱号信息；图像裁切单元用于对提取的图像进行裁切处理，所述图像增强单元用于对裁切后的图像进行增强处理；所述文字提取单元用于提取图片中的箱号文字，所述文字校验单元用于对提取的箱号文字进行校验。

[0006] 优选的，：其使用方法包括以下步骤：

[0007] A、第一高清摄像头、第二高清摄像头、第三高清摄像头和第四高清摄像头分别拍摄集装箱的前侧面、后侧面、左侧面、右侧面的箱号图像；

[0008] B、箱子照片拍摄完成信号后，从信号中得到时间戳和车道号在加上各面相机编号，就可以得到各面照片保存图片的文件名；

[0009] C、拍摄的图像传输至图像裁切单元中进行裁切，从图片中裁剪出包含箱号信息的区域，裁剪范围格式(leftx,lefty,rightx,righty),leftx,lefty表示区域左上角横坐标、纵坐标，rightx,righty表示右下角横坐标、纵坐标，单位为像素；

[0010] D、对裁剪区域传输至图像增强单元中进行灰度处理，然后根据配置值提升亮度，以提高图片清晰度；

[0011] E、将预处理后的裁剪区域提交给OCR引擎提取其中的文字，OCR引擎使用google的开源软件Tesseract，箱面上的横排文字提取用Tesseract自身训练的模型，竖排文字使用专门训练的模型，每个面使用哪个模型在配置文件中设置。

[0012] 优选的，还包括以下步骤：

[0013] F、用Tesseract从预处理过的裁剪区域中提取出文字信息后，根据集装箱号的组成规则，用正则表达式从提取的文字中提取出箱号；

[0014] G、然后用集装箱号规则对提取的箱号进行校验，如果校验结果不正确，则对原始图片进行一定角度旋转和颜色反转后重新提取文字信息，获取新的箱号，直到正确为止，如果旋转和颜色反转组合试完后没有获取到正确箱号，则会记录下错误箱号，并在界面给出提示；

[0015] H、各面的箱号都提取出来后，系统会比对它们是否全部一样，如果不一样，会给出声音和界面提示。

[0016] 优选的，所述步骤D中图像增强方法包括以下步骤：

[0017] a、将采集的图像的像素根据亮度值分成若干个图层，每个图层的亮度均不同，并将每个图层按亮度值，由高到低进行排列，且每一图层中的图像的边界都是由闭合曲线构成；

[0018] b、对于亮度最低的图层以及亮度最大的图层，先单独进行直方图均衡化处理，再去除背景噪声，最后进行噪点去除；

[0019] c、将处于最低亮度和最高亮度中间的图层先去除噪点，再去除背景噪声，最后进行直方图均衡化处理；

[0020] d、最后将处理过后的所有图层合并为一幅图像增强后的图像。

[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明工作原理简单，智能化程度高，利用光学字符提取技术从图片中提取字符，根据集装箱箱号本身规则，可对提取的箱号进行校验，提高提取箱号的准确率；另外，采用的图像增强方法降低了图像的全局亮度差异，增强了图像对比度，有效的抑制了噪声，进一步提高了图像的清晰度。附图说明

[0022] 图1为本发明结构示意图；

[0023] 图2为本发明控制原理框图。

具体实施方式

[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0025] 请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于光学字符提取检测的集装箱箱号识别系统，箱号识别系统包括外框架和多个高清摄像头，所述外框架包括支架1、前上横梁2、后上横梁3、左横梁4和右横梁5，所述前上横梁2上安装第一高清摄像头6，所述后上横梁3上安装第二高清摄像头7，所述左横梁4上安装第三高清摄像头8，所述右横梁5上安装第四高清摄像头9，所述右横梁5上安装第一激光对射器10，且所述第一激光对射器10安装在第四高清摄像头9两侧，所述左横梁4上安装第二激光对射器11，且所述第二激光对射器11安装在第三高清摄像头8两侧，所述支架1上还安装有控制器12，所述控制器12内设有单片机13、图像采集单元14、图像裁切单元15、图像增强单元16、文字提取单元17、存储单元18、文字校验单元19和报警单元20，所述第一高清摄像头6、第二高清摄像头7、第三高清摄像头8、第四高清摄像头9分别通过图像采集单元14连接图像裁切单元15，所述图像裁切单元15连接图像增强单元16，所述图像增强单元16连接单片机13，所述单片机13分别连接文字提取单元17、存储单元18、文字校验单元19和报警单元20；其中，图像采集单元用于采集多个高清摄像头拍摄的箱号信息；图像裁切单元用于对提取的图像进行裁切处理，所述图像增强单元用于对裁切后的图像进行增强处理；所述文字提取单元用于提取图片中的箱号文字，所述文字校验单元用于对提取的箱号文字进行校验。

[0026] 工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：

[0027] A、第一高清摄像头、第二高清摄像头、第三高清摄像头和第四高清摄像头分别拍摄集装箱的前侧面、后侧面、左侧面、右侧面的箱号图像；

[0028] B、箱子照片拍摄完成信号后，从信号中得到时间戳和车道号在加上各面相机编号，就可以得到各面照片保存图片的文件名；

[0029] C、拍摄的图像传输至图像裁切单元中进行裁切，从图片中裁剪出包含箱号信息的区域，裁剪范围格式(leftx,lefty,rightx,righty),leftx,lefty表示区域左上角横坐标、纵坐标，rightx,righty表示右下角横坐标、纵坐标，单位为像素；

[0030] D、对裁剪区域传输至图像增强单元中进行灰度处理，然后根据配置值提升亮度，以提高图片清晰度；

[0031] E、将预处理后的裁剪区域提交给OCR引擎提取其中的文字，OCR引擎使用google的开源软件Tesseract，箱面上的横排文字提取用Tesseract自身训练的模型，竖排文字使用专门训练的模型，每个面使用哪个模型在配置文件中设置；

[0032] F、用Tesseract从预处理过的裁剪区域中提取出文字信息后，根据集装箱号的组成规则，用正则表达式从提取的文字中提取出箱号；

[0033] G、然后用集装箱号规则对提取的箱号进行校验，如果校验结果不正确，则对原始图片进行一定角度旋转和颜色反转后重新提取文字信息，获取新的箱号，直到正确为止，如果旋转和颜色反转组合试完后没有获取到正确箱号，则会记录下错误箱号，并在界面给出提示；

[0034] H、各面的箱号都提取出来后，系统会比对它们是否全部一样，如果不一样，会给出声音和界面提示。

[0035] 此外，本发明中，步骤D中图像增强方法包括以下步骤：

[0036] a、将采集的图像的像素根据亮度值分成若干个图层，每个图层的亮度均不同，并将每个图层按亮度值，由高到低进行排列，且每一图层中的图像的边界都是由闭合曲线构成；

[0037] b、对于亮度最低的图层以及亮度最大的图层，先单独进行直方图均衡化处理，再去除背景噪声，最后进行噪点去除；

[0038] c、将处于最低亮度和最高亮度中间的图层先去除噪点，再去除背景噪声，最后进行直方图均衡化处理；

[0039] d、最后将处理过后的所有图层合并为一幅图像增强后的图像。

[0040] 本发明采用的图像增强方法降低了图像的全局亮度差异，增强了图像对比度，有效的抑制了噪声，进一步提高了图像的清晰度。

[0041] 综上所述，本发明工作原理简单，智能化程度高，利用光学字符提取技术从图片中提取字符，根据集装箱箱号本身规则，可对提取的箱号进行校验，提高提取箱号的准确率。

[0042] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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