一种钢印字符识别方法、系统、计算机设备及存储介质

技术领域

本发明涉及字符识别技术领域，更具体地说，它涉及一种钢印字符识别方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术

视觉识别广泛用于药品行业和印刷行业中，常用于包装检测、印刷质量检测、信息校验等各类重要应用场合。目前，药盒上的信息印刷有三种方式：喷墨印刷、激光打标和字符钢印。其中喷墨印刷和激光打标这两种方式的字符信息与纸盒背景对比明显，因此视觉识别难度不大，已有成熟的商用解决方案。但是，对于纸盒上的钢印字符，由于纸盒厚度不同、纸盒背景颜色不同、钢印模具新旧导致钢印深浅不同、识别时光线角度亮度不同等外在因素的影响，往往给钢印字符的相机采集带来很大的难度，对钢印字符的正确识别带来极大的难度。对于医疗行业来说，在药房中检测规格不一的药盒信息，本身已经一个巨大的挑战，识别质量更加无法保证；因此，提出一种钢印字符识别的有效解决方法已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种钢印字符识别方法、系统、计算机设备及存储介质，具有能够方便识别纸盒上的钢印字符的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钢印字符识别方法，包括：

预先设置多个独立灯光组；

识别纸盒的钢印处的颜色信息；

根据所述颜色信息设置各个独立灯光组对应的照明颜色；

采集各个独立灯光组照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片；

采集多个独立灯光组组合照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片；

对所有单光组照片和所有多光组照片分别进行图像像素取反处理，将图像像素取反处理后的所有单光组照片和所有多光组照片合成对应的具有呈阴影的钢印字符的照片；

对所述照片进行图像处理并识别出对应的钢印字符。

可选的，所述识别纸盒的钢印处的颜色信息，包括：

通过OpenCV识别出纸盒的钢印处正对相机的颜色；

根据色相环图选择所述颜色的同类色作为颜色信息。

可选的，所述采集各个独立灯光组照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片，包括：

获取纸盒的高度信息；

根据所述高度信息从下往上依次开启各个独立灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；

采集各个独立灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片。

可选的，所述采集多个独立灯光组组合照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片，包括：

将多个独立灯光组进行两两组合，得到多个二类组合灯光组；

根据所述高度信息从下往上依次开启各个二类组合灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；

采集各个二类组合灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片。

可选的，所述采集多个独立灯光组组合照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片，还包括：

将多个独立灯光组进行三三组合，得到多个三类组合灯光组；

根据所述高度信息从下往上依次开启各个三类组合灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；

采集各个三类组合灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片。

可选的，所述对所述照片进行图像处理并识别出对应的钢印字符，包括：

对所述照片依次进行图片二值化处理、噪声去除处理、倾斜校正处理和字符分割处理，得到字符串信息；

将所述字符串信息与预设的光学字符识别库进行匹配，得到匹配字符串；

根据预设的语义关系对匹配字符串进行校正，识别出对应的钢印字符。

一种钢印字符识别系统，包括：灯光预设模块，用于预先设置多个独立灯光组；

颜色识别模块，用于识别纸盒的钢印处的颜色信息；

颜色设置模块，用于根据所述颜色信息设置各个独立灯光组对应的照明颜色；

单光组采集模块，用于采集各个独立灯光组照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片；

多光祖采集模块，用于采集多个独立灯光组组合照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片；

照片合成模块，用于对所有单光组照片和所有多光组照片分别进行图像像素取反处理，将图像像素取反处理后的所有单光组照片和所有多光组照片合成对应的具有呈阴影的钢印字符的照片；

钢印字符识别模块，用于对所述照片进行图像处理并识别出对应的钢印字符。

可选的，所述颜色识别模块包括：

颜色获取单元，用于通过OpenCV识别出纸盒的钢印处正对相机的颜色；

同类色选择单元，用于根据色相环图选择所述颜色的同类色作为颜色信息。

一种计算机设备,包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

综上所述，本发明具有以下有益效果：在采集单光组照片时，各个独立灯光组分别独立亮起，从而对纸盒的四面分别采光下拍摄带有钢印字符的单光组照片；随后在各个独立灯光组组合照明下进行采集，从而得到纸盒在不同采光条件下的多光组照片；且每个独立灯光组的照明颜色设置与纸盒的钢印处的颜色相近，从而在将所有单光组照片和所有多光组照片取反时，背景颜色被去除，留下呈现阴影的部分钢印字符，将所有单光组照片和所有多光组照片合并成一张照片后，呈现阴影的钢印字符被拼凑起来，并对该照片进行图像处理，使得呈现阴影的钢印字符更加清晰，最终识别出对应的钢印字符。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明组装时的结构框图；

图3为本发明实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种钢印字符识别方法,如图1所示，包括：

步骤100、预先设置多个独立灯光组；

步骤200、识别纸盒的钢印处的颜色信息；

步骤300、根据所述颜色信息设置各个独立灯光组对应的照明颜色；

步骤400、采集各个独立灯光组照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片；

步骤500、采集多个独立灯光组组合照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片；

步骤600、对所有单光组照片和所有多光组照片分别进行图像像素取反处理，将图像像素取反处理后的所有单光组照片和所有多光组照片合成对应的具有呈阴影的钢印字符的照片；

步骤700、对所述照片进行图像处理并识别出对应的钢印字符。

在实际应用中，以四个独立灯光组为例，预先设置了四个独立灯光组并呈正方形设置，具有钢印字符的纸盒放置在四个独立灯光组组成的正方形的中心，且纸盒上的钢印字符朝上，采用相机采集，在采集单光组照片时，四个独立灯光组分别独立亮起，从而对纸盒的四面分别采光下拍摄带有钢印字符的单光组照片；随后在四个独立灯光组组合照明下进行采集，从而得到纸盒在不同采光条件下的多光组照片；且每个独立灯光组的照明颜色设置与纸盒的钢印处的颜色相近，从而在将所有单光组照片和所有多光组照片取反时，背景颜色被去除，留下呈现阴影的部分钢印字符，将所有单光组照片和所有多光组照片合并成一张照片后，呈现阴影的钢印字符被拼凑起来，并对该照片进行图像处理，使得呈现阴影的钢印字符更加清晰，最终识别出对应的钢印字符。

进一步地，所述识别纸盒的钢印处的颜色信息，包括：

通过OpenCV识别出纸盒的钢印处正对相机的颜色；

根据色相环图选择所述颜色的同类色作为颜色信息。

在实际应用中，通过OpenCV中的capture.get(cv::CAP_PROP_HUE)识别出纸盒正对相机的颜色；随后根据色相环图选择纸盒的同类色，以24色环为例，同类色为基色在色换上相距15°的为同类色，同类色的颜色色相属性相同，但在明度，对比度上有所区别。

可选的，所述采集各个独立灯光组照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片，包括：

获取纸盒的高度信息；

根据所述高度信息从下往上依次开启各个独立灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；

采集各个独立灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片。

在实际应用中，启动相机，相机自动对焦，通过OpenCV读取usb的相机的capture.get(cv::CAP_PROP_FOCUS)得到焦点值，与支架高度作差得到纸盒的高度；并设置相机采集需要的时间T；以四个独立灯光组为例，分别为A、B、C、D面独立灯光组；在A面灯光组中，从下往上依次开启高度大于纸盒的高度的灯珠组，每开启一个灯珠组，相机采集一次，灯珠组开启时间为相机采集时间T的1.2倍，灯珠组显示的颜色为纸盒的同类色，得到多张单光组照片；随后在B、C、D面独立灯光组重复执行上述步骤，得到各个灯光组的单光组照片。

可选地，所述采集多个独立灯光组组合照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片，包括：

将多个独立灯光组进行两两组合，得到多个二类组合灯光组；

根据所述高度信息从下往上依次开启各个二类组合灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；

采集各个二类组合灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片。

在实际应用中，从多个独立灯光组中任意选取两个独立灯光组进行组合，并且这两个独立灯光组同时对纸盒进行照明，举例如下：二类组合灯光组包括：A面和B面独立灯光组、A面和C面、A面和D面独立灯光组、B面和C面独立灯光组、B面和D面独立灯光组、C面和D面独立灯光组；同时开启A面和B面独立灯光组，从下往上依次开启高度大于纸盒的高度的灯珠组，每开启一个灯珠组，相机采集一次，灯珠组开启时间为相机采集时间T的1.2倍，灯珠组显示的颜色为纸盒的同类色，得到多张多光组照片；随后在A和C、A和D、B和C、B和D、C和D面独立灯光组重复上述步骤，得到各个二类组合灯光组对应的多光组照片。

进一步地，所述采集多个独立灯光组组合照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片，还包括：

将多个独立灯光组进行三三组合，得到多个三类组合灯光组；

根据所述高度信息从下往上依次开启各个三类组合灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；

采集各个三类组合灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片。

在实际应用中，其中，从所有独立灯光组中任意选取三个独立灯光组进行组合，并且这三个独立灯光组同时对纸盒进行照明，举例如下：三类组合灯光组包括：A面和B面和C面独立灯光组、A面和C面和D面独立灯光组、B面和C面和D面独立灯光组；同时开启A面和B面和C面独立灯光组，从下往上依次开启高度大于纸盒的高度的灯珠组，每开启一个灯珠组，相机采集一次，灯珠组开启时间为相机采集时间T的1.2倍，灯珠组显示的颜色为纸盒的同类色，得到多张多光组照片；随后在A面和C面和D面独立灯光组、B面和C面和D面独立灯光组重复上述步骤，得到各个三类组合灯光组对应的多光组照片。

进一步地，所述对所述照片进行图像处理并识别出对应的钢印字符，包括：

对所述照片依次进行图片二值化处理、噪声去除处理、倾斜校正处理和字符分割处理，得到字符串信息；

将所述字符串信息与预设的光学字符识别库进行匹配，得到匹配字符串；

根据预设的语义关系对匹配字符串进行校正，识别出对应的钢印字符。

在实际应用中，对具有呈阴影的钢印字符的照片进行图片二值化处理使得钢印字符处更加明显；然后进行噪声去除处理能够去除照片中的噪点，减少噪点对识别钢印字符时的干扰，随后进行倾斜校正处理，将钢印字符倾斜摆正，便于识别，最后进行字符分割处理，将钢印字符从图片中分割出来，得到字符串信息；将字符串信息与开源的光学字符识别库内的钢印字符进行匹配，匹配成功后得到匹配字符串；根据常用年月日格式的语义关系，对识别结果进行校正，输出最终的识别结果，即识别出对应的钢印字符。

如图2所示，本发明还提供了一种钢印字符识别系统，包括：

灯光预设模块10，用于预先设置多个独立灯光组；

颜色识别模块20，用于识别纸盒的钢印处的颜色信息；

颜色设置模块30，用于根据所述颜色信息设置各个独立灯光组对应的照明颜色；

单光组采集模块40，用于采集各个独立灯光组照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片；

多光祖采集模块50，用于采集多个独立灯光组组合照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片；

照片合成模块60，用于对所有单光组照片和所有多光组照片分别进行图像像素取反处理，将图像像素取反处理后的所有单光组照片和所有多光组照片合成对应的具有呈阴影的钢印字符的照片；

钢印字符识别模块70，用于对所述照片进行图像处理并识别出对应的钢印字符。

进一步地，所述颜色识别模块20包括：

颜色获取单元，用于通过OpenCV识别出纸盒的钢印处正对相机的颜色；

同类色选择单元，用于根据色相环图选择所述颜色的同类色作为颜色信息。

进一步地，所述单光组采集模块40包括：

高度识别单元，用于获取纸盒的高度信息；

单光组照明单元，用于根据所述高度信息从下往上依次开启各个独立灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；

单光组采集单元，用于采集各个独立灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片。

进一步地，所述多光柱采集模块50包括：

二类组合单元，用于将多个独立灯光组进行两两组合，得到多个二类组合灯光组；

二类光组照明单元，用于根据所述高度信息从下往上依次开启各个二类组合灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；

二类光组采集单元，用于采集各个二类组合灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片。

进一步地，所述多光组采集模块50还包括：

三类组合单元，用于将多个独立灯光组进行三三组合，得到多个三类组合灯光组；

三类光组照明单元，用于根据所述高度信息从下往上依次开启各个三类组合灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；

三类光组采集单元，用于采集各个三类组合灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片。

进一步地，所述钢印字符识别模块70包括：

图像处理单元，用于对所述照片依次进行图片二值化处理、噪声去除处理、倾斜校正处理和字符分割处理，得到字符串信息；

字符匹配单元，用于将所述字符串信息与预设的光学字符识别库进行匹配，得到匹配字符串；

校正识别单元，用于根据预设的语义关系对匹配字符串进行校正，识别出对应的钢印字符。

关于一种钢印字符识别方法、系统、计算机设备及存储介质的具体限定可以参见上文中对于一种钢印字符识别方法、系统、计算机设备及存储介质的限定，在此不再赘述。上述一种钢印字符识别方法、系统、计算机设备及存储介质中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机程序被处理器执行时以实现一种钢印字符识别方法、系统、计算机设备及存储介质。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：预先设置多个独立灯光组；识别纸盒的钢印处的颜色信息；根据所述颜色信息设置各个独立灯光组对应的照明颜色；采集各个独立灯光组照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片；采集多个独立灯光组组合照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片；对所有单光组照片和所有多光组照片分别进行图像像素取反处理，将图像像素取反处理后的所有单光组照片和所有多光组照片合成对应的具有呈阴影的钢印字符的照片；对所述照片进行图像处理并识别出对应的钢印字符。

在一个实施例中，所述识别纸盒的钢印处的颜色信息，包括：通过OpenCV识别出纸盒的钢印处正对相机的颜色；根据色相环图选择所述颜色的同类色作为颜色信息。

在一个实施例中，所述采集各个独立灯光组照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片，包括：获取纸盒的高度信息；根据所述高度信息从下往上依次开启各个独立灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；采集各个独立灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的单光组照片。

在一个实施例中，所述采集多个独立灯光组组合照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片，包括：将多个独立灯光组进行两两组合，得到多个二类组合灯光组；根据所述高度信息从下往上依次开启各个二类组合灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；采集各个二类组合灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片。

在一个实施例中，所述采集多个独立灯光组组合照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片，还包括：将多个独立灯光组进行三三组合，得到多个三类组合灯光组；根据所述高度信息从下往上依次开启各个三类组合灯光组中高度高于纸盒高度的灯珠；采集各个三类组合灯光组的各个灯珠依次照射纸盒的钢印处时对应的多光组照片。

在一个实施例中，所述对所述照片进行图像处理并识别出对应的钢印字符，包括：对所述照片依次进行图片二值化处理、噪声去除处理、倾斜校正处理和字符分割处理，得到字符串信息；将所述字符串信息与预设的光学字符识别库进行匹配，得到匹配字符串；根据预设的语义关系对匹配字符串进行校正，识别出对应的钢印字符。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。