圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于文字識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，涉及圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)；克服現(xiàn)有技術(shù)存在的無法直接識(shí)別圓柱面印刷體文字，以及對(duì)圓柱面印刷體文字識(shí)別理論欠缺的問題；由系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)、傳送排列裝置、圖像采集與處理裝置和報(bào)錯(cuò)分揀裝置組成；傳送排列裝置位于所述圓柱表面的文字識(shí)別系統(tǒng)的最前端，傳送排列裝置中的運(yùn)動(dòng)控制器與系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)相連接；圖像采集與處理裝置與系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)連接構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò)；報(bào)錯(cuò)分揀裝置與所述系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)相連接；報(bào)錯(cuò)分揀裝置中的報(bào)錯(cuò)控制器與圖像集采與處理裝置中的識(shí)別區(qū)位置傳感器相連接。本實(shí)用新型具有較高的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，為安瓶藥品篩查等技術(shù)領(lǐng)域提供一種新的技術(shù)方案。
【專利說明】
圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及文字識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，更確切地說，本實(shí)用新型設(shè)及圓柱表面文字 識(shí)別系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 文字識(shí)別是一種借助圖像處理實(shí)現(xiàn)識(shí)讀附著于實(shí)體表面上文字信息的技術(shù)。文字 識(shí)別作為一種信息處理的手段具有廣闊的應(yīng)用背景和巨大的市場(chǎng)需求，在諸如閱讀、翻譯、 文獻(xiàn)資料的檢索、信件和包裹的分煉、稿件的編輯和校對(duì)、大量統(tǒng)計(jì)報(bào)表和卡片的匯總與分 析、銀行支票的處理、商品發(fā)票的統(tǒng)計(jì)匯總、商品編碼的識(shí)別、商品倉(cāng)庫(kù)的管理等方面具有 十分重大的意義。
[0003] 按照文字附著面種類區(qū)分，可將文字信息劃分為平面文字和Ξ維曲面文字。平面 類圖像文字識(shí)別技術(shù)能夠?qū)⒈粧呙璧哪繕?biāo)文字圖像識(shí)別并轉(zhuǎn)化成電子文本，該技術(shù)成熟、 算法簡(jiǎn)單、識(shí)別率高，但只能識(shí)別嚴(yán)格平面且無崎變的印刷體文字圖像。
[0004] 目前Ξ維曲面文字識(shí)別因?yàn)樽R(shí)別難度大、理論不成熟，尚鮮有研究成果。但作為一 種簡(jiǎn)化的Ξ維文字識(shí)別問題，李響、嚴(yán)曉浪等人提出了彎曲表面平面化的算法，即預(yù)先在紙 面上繪制網(wǎng)格，通過展平網(wǎng)格的辦法，將曲面文字還原成為平面文字，該方法能夠矯正單個(gè) 文字的崎變，但沒有實(shí)現(xiàn)段落理解。中國(guó)專利公告（布）號(hào)為CN104809436A，公告（布）日為 2015年7月29日，實(shí)用新型名稱為"一種彎曲書面文字識(shí)別方法"，該方法通過將每行文字中 屯、W曲線擬合的方法矯正文字行的扭曲角度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)書本版面信息的識(shí)別理解，但不能 夠矯正單個(gè)字體的崎形。上述方法對(duì)識(shí)別單張圖片中崎變較小的文字有較好的識(shí)別效果， 但在識(shí)別圓柱環(huán)面上的文字時(shí)，因?yàn)閳A柱便面不便于畫線，且圓柱面上圖像邊緣附近文字 崎變較大，決定了上述方法并不適用。
[0005] 目前，包括圓柱面在內(nèi)的Ξ維曲面文字信息識(shí)別主要是編制條形碼，利用掃描儀 識(shí)讀條形碼的方式間接識(shí)讀曲面上文字信息。運(yùn)種方法的優(yōu)點(diǎn)是識(shí)別率極高，但也有如下 缺點(diǎn)：一是必須預(yù)先在圓柱面標(biāo)貼上印制條形碼，給生產(chǎn)單位帶來一定負(fù)擔(dān);二是需要操作 人員手持掃描儀探頭逐一對(duì)準(zhǔn)圓柱面上的條形碼掃描，大量的識(shí)別工作勢(shì)必增加操作人員 的工作量。
[0006] 上述理論和方法在識(shí)別安瓶藥品等圓柱表面物品文字時(shí)都存在不同的限制條件。 為滿足此類物品很高的文字識(shí)別準(zhǔn)確度要求，迫切地需要找到一種識(shí)別準(zhǔn)確、快速、便捷地 識(shí)別圓柱體表面文字的系統(tǒng)及方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的必須依靠輔助措施而 無法直接識(shí)別圓柱面印刷體文字，W及對(duì)圓柱面印刷體文字識(shí)別理論欠缺的問題，提供了 一種能夠識(shí)別圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)及方法。
[000引一種圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)，由系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)、傳送排列裝置、圖像采集與處 理裝置和報(bào)錯(cuò)分煉裝置組成；
[0009] 所述傳送排列裝置位于所述圓柱表面的文字識(shí)別系統(tǒng)的最前端，所述傳送排列裝 置中的運(yùn)動(dòng)控制器與系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)相連接；
[0010] 所述圖像采集與處理裝置與系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)連接構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò)；
[0011] 所述報(bào)錯(cuò)分煉裝置與所述系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)相連接；
[0012] 所述報(bào)錯(cuò)分煉裝置中的報(bào)錯(cuò)控制器與圖像集采與處理裝置中的識(shí)別區(qū)位置傳感 器相連接。
[0013] 技術(shù)方案中所述系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)內(nèi)置有識(shí)別控制軟件和結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言S化醫(yī) 用數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0014] 所述識(shí)別控制軟件為用戶提供人機(jī)交互界面，用戶根據(jù)需要利用鍵盤、鼠標(biāo)設(shè)置 系統(tǒng)參數(shù);所述識(shí)別控制軟件為圖像采集與處理裝置提供識(shí)別指令代碼，根據(jù)圖像處理返 回的識(shí)別結(jié)果指引報(bào)錯(cuò)分煉裝置執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作；
[0015] 所述結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言S化醫(yī)用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用來存放和管理安瓶藥品相關(guān)的識(shí)別數(shù) 據(jù)，包括與患者信息相對(duì)應(yīng)的藥品名稱、國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)、安瓶輪廓直徑、圖像裁剪窗口參數(shù)、 灰度圖像二值化闊值、國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)文字區(qū)域的行列像素范圍，W上數(shù)據(jù)供所述識(shí)別控制 軟件的識(shí)別指令代碼調(diào)用。
[0016] 技術(shù)方案中所述傳送排列裝置還包括漸縮口閩口和傳送帶；
[0017] 所述漸縮口閩口由底板1、兩塊支座、兩塊形狀對(duì)稱的斜坡面閩口滑塊、絲杠4、兩 根圓柱型導(dǎo)軌和步進(jìn)電機(jī)8組成；
[0018] 所述底板與兩塊支座固定連接；
[0019] 所述兩根圓柱型導(dǎo)軌平行固定在兩塊支座上端；
[0020] 所述的絲杠4軸向固定在兩塊支座上端，并且與兩根圓柱型導(dǎo)軌平行等高；
[0021] 兩根圓柱型導(dǎo)軌的軸線與絲杠4軸線平行，絲杠4位于兩根圓柱型導(dǎo)軌中間；
[0022] 所述步進(jìn)電機(jī)8固定在支座9上端，步進(jìn)電機(jī)8的轉(zhuǎn)子與絲杠4做同軸剛性連接；
[0023] 所述的斜坡面閩口滑塊各自的半圓柱開口導(dǎo)向面與兩根圓柱型導(dǎo)軌相配合構(gòu)成 滑動(dòng)副，斜坡面閩口滑塊的內(nèi)螺紋同絲杠螺紋相配合構(gòu)成螺旋傳動(dòng)副，斜坡面閩口滑塊在 絲杠4轉(zhuǎn)動(dòng)W及兩根圓柱型導(dǎo)軌導(dǎo)向作用下始終沿著導(dǎo)軌做相互靠近或者遠(yuǎn)離的方向移 動(dòng);斜坡面閩口滑塊6活動(dòng)安裝在絲杠4右半段，斜坡面閩口滑塊7活動(dòng)安裝在絲杠4左半段；
[0024] 兩塊形狀對(duì)稱的斜坡面閩口滑塊活動(dòng)安裝在絲杠4和兩根圓柱型導(dǎo)軌上;兩塊形 狀對(duì)稱的斜坡面閩口滑塊沿著兩根圓柱型導(dǎo)軌做反方向的移動(dòng)；
[0025] 所述絲杠4的左半段與右半段旋向相反，相反的絲杠旋向使得絲杠在旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩塊 斜坡面閩口滑塊相互靠近或者遠(yuǎn)離的方向移動(dòng)；
[0026] 絲杠4在步進(jìn)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)下做同步回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，受絲杠4的驅(qū)動(dòng)，兩塊形狀對(duì)稱的斜坡 面閩口滑塊沿著兩根圓柱型導(dǎo)軌做平移運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)閩口開合;漸縮口最大開度由兩塊 支座間距所限制。
[0027] 技術(shù)方案中所述兩塊形狀對(duì)稱的斜坡面閩口滑塊由直角Ξ棱柱和上端與絲杠4和 兩根圓柱型導(dǎo)軌配合的長(zhǎng)方體安裝塊組成;其中直角Ξ棱柱端面非直角邊對(duì)應(yīng)的棱柱面為 導(dǎo)向斜坡面;關(guān)于絲杠軸線垂直平分面對(duì)稱安裝的兩塊斜坡面閩口滑塊安裝好之后形成卿 趴口 Θ，從而引導(dǎo)安瓶藥品運(yùn)動(dòng)到閩口 口處;直角Ξ棱柱的高度高于全部待識(shí)別安瓶的最大 高度，從而保證所有待識(shí)別安瓶的正常通過;長(zhǎng)方體安裝塊開設(shè)一個(gè)內(nèi)螺紋孔，用于與絲杠 4配合，長(zhǎng)方體安裝塊在內(nèi)螺紋孔的兩側(cè)還開設(shè)有半圓柱面開口，用于與兩根圓柱型導(dǎo)軌配 厶 1=1 〇
[002引技術(shù)方案中所述傳送帶寬度值小于或等于150mm，長(zhǎng)度為1000mm至1500mm，速度為 20mm/s至40mm/s;傳送帶表面光滑平整，允許安瓶能相對(duì)于傳送帶表面產(chǎn)生一定平移滑動(dòng)； 在傳送帶的輸送端到漸縮口閩口的范圍內(nèi)的傳送帶兩側(cè)設(shè)有隔離板。
[0029] 漸縮口閩口位于傳送帶輸送端10cm至30cm處，容納預(yù)先放置好的安瓶;漸縮口閩 口橫跨在傳送帶上，并且與傳動(dòng)帶間垂直間隙小于或等于5mm。
[0030] 技術(shù)方案中所述圖像采集與處理裝置還包括識(shí)別區(qū)位置傳感器、圖像采集相機(jī) 組、四通道圖像采集卡、圖像處理計(jì)算機(jī)；
[0031] 所述圖像采集相機(jī)組由四個(gè)電荷禪合元件CCD相機(jī)組成，所述圖像采集相機(jī)組W 四個(gè)電荷禪合元件CCD相機(jī)作為正方形的四個(gè)頂點(diǎn)排列在中屯、線兩側(cè)，電荷禪合元件CCD相 機(jī)鏡頭光屯、間的對(duì)角連線交點(diǎn)為識(shí)別區(qū)的中屯、點(diǎn)，在安瓶抵達(dá)識(shí)別中屯、點(diǎn)時(shí)，開始圓柱表 面圖像的環(huán)繞采集；四臺(tái)電荷禪合元件CCD相機(jī)四路圖像數(shù)據(jù)通過一根電纜線經(jīng)過圖像傳 感器與采集系統(tǒng)連接接口連接到四通道圖像采集卡上，W實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無損高速傳輸；
[0032] 所述識(shí)別區(qū)位置傳感器正對(duì)識(shí)別中屯、點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)安瓶是否抵達(dá)和離開識(shí)別區(qū)； 設(shè)定光導(dǎo)通時(shí)傳感器輸出為低電平，當(dāng)檢測(cè)到安瓶邊緣抵達(dá)識(shí)別區(qū)中屯、點(diǎn)位置時(shí)，識(shí)別區(qū) 位置傳感器輸出上升沿電平，此時(shí)電荷禪合元件CCD相機(jī)被觸發(fā)拍照；當(dāng)檢測(cè)安瓶邊緣離開 識(shí)別中屯、點(diǎn)時(shí)，識(shí)別區(qū)位置傳感器輸出下降沿電平，終止相機(jī)拍照;識(shí)別區(qū)位置傳感器通過 USB接口連接到圖像處理計(jì)算機(jī)；
[0033] 所述四通道圖像采集卡具有四通道圖像采集功能，用于采集并編碼電荷禪合元件 CCD相機(jī)所拍攝的視頻圖像，并將其傳送到圖像處理計(jì)算機(jī);所述的編碼還包含了圖像壓縮 的功能，將四臺(tái)電荷禪合元件CCD相機(jī)所拍攝的每帖圖像刪減成1.5至2倍安瓶輪廓寬度值 的圖像，裁剪參數(shù)通過前述識(shí)別控制軟件輸入設(shè)定；四通道圖像采集卡通過周邊元件擴(kuò)展 接口擴(kuò)展插槽PCI插槽安插在圖像處理計(jì)算機(jī)主板上，W便數(shù)據(jù)快速讀入內(nèi)存；
[0034] 所述的圖像處理計(jì)算機(jī)，用于處理圖像數(shù)據(jù);抽取各路視頻圖像的中間時(shí)刻的圖 像作為識(shí)別有效圖像，其余圖像序列刪除，去除圖像的運(yùn)動(dòng)模糊，提取出安瓶輪廓特征信息 后，按照?qǐng)A柱面展開算法，將安瓶輪廓范圍內(nèi)的圖像展開成平面圖像，再根據(jù)已錄入的識(shí)別 文字區(qū)域相對(duì)于圖像垂直方向上的位置，進(jìn)一步快速找到并提取出安瓶標(biāo)簽上的一部分國(guó) 藥準(zhǔn)字批號(hào);將四組不同角度圖像中的所識(shí)別出的部分國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)做拼接，將拼接結(jié)果 同結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言S化醫(yī)用數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存信息做比較，據(jù)此得出藥品是否正確的識(shí)別結(jié)果。
[0035] 技術(shù)方案中所述報(bào)錯(cuò)裝置還包括報(bào)警器、指示燈和直流推力電磁鐵；
[0036] 所述報(bào)警器，用于發(fā)生藥品錯(cuò)誤及系統(tǒng)故障時(shí)發(fā)出警報(bào)聲；
[0037] 所述指示燈包括紅、黃、綠Ξ種顏色，用于分別提示藥品錯(cuò)誤、系統(tǒng)故障、系統(tǒng)正常 且藥品正確Ξ種工況；
[0038] 所述直流推力電磁鐵的鐵忍末段安裝塑料推板，矩形塑料推板長(zhǎng)度方向與傳送帶 平行；
[0039] 所述報(bào)錯(cuò)控制器是一塊8051單片機(jī)簡(jiǎn)易控制器，用于根據(jù)接收到的識(shí)別結(jié)果控制 報(bào)警器、指示燈和推力電磁鐵的動(dòng)作；
[0040] 所述報(bào)錯(cuò)控制器在系統(tǒng)工作過程中不斷地查詢來自識(shí)別區(qū)位置傳感器和來自系 統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)的信號(hào)，W判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)；
[0041] 在8051單片機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)定時(shí)器，該定時(shí)器W電荷禪合元件CCD相機(jī)拍照觸發(fā)信號(hào)作 為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，使該計(jì)時(shí)長(zhǎng)度稍長(zhǎng)于安瓶識(shí)別所耗時(shí)長(zhǎng);設(shè)計(jì)使推力電磁鐵到識(shí)別區(qū)安瓶位 置傳感器距離等于該時(shí)長(zhǎng)與傳送帶速度的乘積;發(fā)生系統(tǒng)超時(shí)及藥品判錯(cuò)時(shí)，單片機(jī)在定 時(shí)器計(jì)滿時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并控制推力電磁鐵能夠頂?shù)翦e(cuò)誤或未被識(shí)別疑似錯(cuò)誤的安瓶藥 品。
[0042] -種圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別方法，包括W下步驟：
[0043] 1)圍繞安瓶采集四張圓柱曲面圖像A、B、C、D;
[0044] 2)裁剪圖像A、B、C、DW去除圖像邊緣大部分多余的背景信息，再進(jìn)行灰度變換和 二值化處理，得到圖像A1、B1、C1、D1;
[0045] 3)設(shè)定一根長(zhǎng)度為安瓶高度的1/2的豎直虛擬線段，使該線段在圖像A1、B1、C1、D1 中自左向右自上而下移動(dòng)，比對(duì)線段左右兩側(cè)的像點(diǎn)值是否全部或大部分發(fā)生越變，據(jù)此 確定出圖像A1、B1、C1、D1中安瓶左右輪廓邊界；
[0046] 4)依據(jù)步驟3)所求出的安瓶左右輪廓邊界，根據(jù)小孔成像模型，計(jì)算安瓶直徑；
[0047] 5)將圖像41、81、(：1、01中安瓶左右輪廓邊界范圍內(nèi)的像點(diǎn)按照?qǐng)A柱面展平公式展 開得到圖像A2、B2、C2、D2;
[0048] 具體的是分別將圖像41、81、(：1、01的每列都切分成單列，每列像點(diǎn)在通過相應(yīng)的 列像點(diǎn)橫向加寬倍數(shù)ratio放大后再拼接到一起，即得到所需的圓柱面展開圖像A2、B2、C2、 D2；
[0049] 6)在經(jīng)過步驟5)展平后的圖像42、82八2、02中捜尋"國(guó)藥準(zhǔn)"、"國(guó)藥準(zhǔn)字"或者"藥 準(zhǔn)字"Ξ種作為國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)標(biāo)識(shí)特征的字符組合，查詢到任意上述字符組合后，記錄"國(guó) 藥準(zhǔn)"、"國(guó)藥準(zhǔn)字"或者"藥準(zhǔn)字"Ξ種字符組合所在的圖像42、82八2、02的像素行區(qū)間；在 該字符組的鄰近右側(cè)識(shí)別并記錄W-位大寫英文字母開頭，后接數(shù)字的個(gè)數(shù)為C1的字符 串；
[0050] 7)根據(jù)步驟6)中的所記錄的"國(guó)藥準(zhǔn)"、"國(guó)藥準(zhǔn)字"或者"藥準(zhǔn)字"立種字符組合所 在的圖像A2、B2、C2、D2的像素行區(qū)間，依次在圖像B2、C2、D2、A2中，從左側(cè)查詢"字"+9位字 符串、9位字符串或者部分字符串，記錄該個(gè)數(shù)為C2的字符串；
[0051] 8)根據(jù)步驟6)查詢到的字符結(jié)果，推斷國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)字符為"前C1位+未知的后 (9-ClMr ;
[0052] 根據(jù)步驟7)查詢到的字符結(jié)果，推斷國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)字符為"未知的前(9-C2)位+后 C2 位"；
[0053] 在前述兩個(gè)都為9位的字符串當(dāng)中的第（10-C2巧化1是重疊的位數(shù)，同時(shí)也作為校 驗(yàn)位；
[0054] 確定校驗(yàn)位正確后，所得出的"步驟6)中的第1到C1位字符+步驟7)中的第C1+C2-8 到第C2位字符"的字符串為最終所要識(shí)別的安瓶藥品標(biāo)簽上的國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)。
[0055] 所述確定安瓶直徑，具體計(jì)算公式如下：
[0化6]
[0057] R為待求安瓶半徑，L為識(shí)別區(qū)中屯、點(diǎn)到鏡頭焦點(diǎn)距離，η是安瓶左右輪廓間的橫向 像素個(gè)數(shù)，S是像素點(diǎn)的幾何尺寸，d是鏡頭焦距到相機(jī)成像面的距離。
[0058] 所述圓柱面展平公式如下：
[0064] 其中arc表示與距離安瓶軸線第η與n+1像素點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的微元圓弧長(zhǎng)度，R表示安瓶 半徑，η表示該像素點(diǎn)距離中屯、線上像素點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)，S表示像素點(diǎn)的幾何尺寸，L為識(shí)別區(qū)中 屯、點(diǎn)到鏡頭焦點(diǎn)距離，d是鏡頭焦距到相機(jī)成像面的距離，列像點(diǎn)橫向加寬倍數(shù)ratio是將 圖像中安瓶軸線兩側(cè)的列像點(diǎn)橫向拉伸的倍數(shù)。
[0065] 與現(xiàn)有理論和技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是：
[0066] 1、本實(shí)用新型完善了圓柱體表面印刷體文字識(shí)別的理論算法；
[0067] 2、本實(shí)用新型無需借助輔助標(biāo)識(shí)，能實(shí)現(xiàn)圓柱體表面印刷體文字識(shí)別；
[0068] 3、本實(shí)用新型能自動(dòng)完成大批量的識(shí)別任務(wù)，簡(jiǎn)化操作步驟同時(shí)減輕人員工作 量；
[0069] 4、本實(shí)用新型識(shí)別準(zhǔn)確率高且識(shí)別速度較快；
[0070] 綜上，本實(shí)用新型所述的圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)及方法具有較高的實(shí)用價(jià)值和廣 闊的應(yīng)用前景，為安瓶(西林瓶)藥品篩查等技術(shù)領(lǐng)域提供一種新的技術(shù)方案。
【附圖說明】
[0071] 圖1為本實(shí)用新型所述的圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0072] 圖2為本實(shí)用新型所述的圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)的漸縮口閩口結(jié)構(gòu)的軸測(cè)圖；
[0073] 圖3為本實(shí)用新型所述的漸縮口閩口中兩斜坡面閩口滑塊開口結(jié)構(gòu)示意圖；
[0074] 圖4為本實(shí)用新型所述的圓柱表面的文字識(shí)別方法的步驟圖；
[0075] 圖5為本實(shí)用新型所述的圓柱表面的文字識(shí)別方法的圓柱面平面化展開原理圖；
【具體實(shí)施方式】
[0076] 下面結(jié)合對(duì)準(zhǔn)確性要求極高的安瓶藥品識(shí)別為例作詳細(xì)的描述：
[0077] 參閱圖1，本實(shí)用新型所述的圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)由系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)、傳送排 列裝置、圖像采集與處理裝置和報(bào)錯(cuò)分煉裝置組成；
[0078] 系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)內(nèi)置有識(shí)別控制軟件和結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言SQL醫(yī)用數(shù)據(jù)庫(kù)。另外， 系統(tǒng)提供鼠標(biāo)、鍵盤、顯示器等常規(guī)人機(jī)交互設(shè)備和各種擴(kuò)展接口。
[0079] 所述的識(shí)別控制軟件為用戶提供人機(jī)交互界面，用戶可根據(jù)需要利用鍵盤、鼠標(biāo) 等設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)；另外識(shí)別控制軟件為圖像采集與處理裝置提供識(shí)別指令代碼，根據(jù)圖像 處理返回的識(shí)別結(jié)果指引報(bào)錯(cuò)分煉裝置執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。
[0080] 所述的結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言SQL醫(yī)用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用來存放和管理安瓶藥品相關(guān)的識(shí)別 數(shù)據(jù)，包括與患者信息相對(duì)應(yīng)的藥品名稱，國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)，安瓶輪廓直徑，圖像裁剪窗口參 數(shù)，灰度圖像二值化闊值，國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)文字區(qū)域的行列像素范圍，W上數(shù)據(jù)可供識(shí)別控制 軟件的識(shí)別指令代碼調(diào)用。
[0081] 傳送排列裝置用于將安瓶藥品按一定間距對(duì)正到傳送帶中屯、線上并將其W勻速 運(yùn)送經(jīng)過識(shí)別區(qū)。傳送排列裝置由運(yùn)動(dòng)控制器、漸縮口閩口和傳送帶組成；
[0082] 所述的運(yùn)動(dòng)控制器用于控制傳送帶電機(jī)的轉(zhuǎn)速和漸縮口閩口的開閉控制。
[0083] 所述的漸縮口閩口用于將安瓶藥品按一定間距對(duì)正到傳送帶中屯、線上并，W滿足 后續(xù)識(shí)別程序?qū)Π财康奈恢靡蟆?br>[0084] 參閱圖2,所述的漸縮口閩口由一塊底板1、兩塊支座2;9、兩塊形狀對(duì)稱的斜坡面 閩口滑塊6;7、特制的絲杠4、兩根圓柱型導(dǎo)軌3;5和步進(jìn)電機(jī)8組成；
[0085] 進(jìn)一步地，所述漸縮口閩口的組成部分具有如下結(jié)構(gòu)特征：
[0086] 1)底板1是一塊矩形板片，作為整個(gè)漸縮口閩口的支撐件；
[0087] 2)兩塊支座的縱向視圖為兩塊左右形狀對(duì)稱的L型彎板，支座高度大于斜坡滑塊 的高度，運(yùn)便于傳送帶從滑塊下端通過。
[0088] 3)導(dǎo)軌是圓柱形導(dǎo)軌，用于斜坡面滑塊的滑動(dòng)導(dǎo)向；
[0089] 4)特制的絲杠4左半段左旋（或右旋），右半段右旋（或左旋）；絲杠4轉(zhuǎn)動(dòng)可W帶動(dòng) 斜坡面滑塊始終做相向或者遠(yuǎn)離的方向運(yùn)動(dòng)；
[0090] 5)斜坡面閩口滑塊由直角Ξ棱柱和上端與絲杠和長(zhǎng)方體形安裝塊組成。其中直角 Ξ棱柱端面非直角邊對(duì)應(yīng)的棱柱面為導(dǎo)向斜坡面;長(zhǎng)方體形安裝塊上前后各有兩個(gè)半圓柱 狀開口導(dǎo)向面，另外，在長(zhǎng)方體安裝塊中間各有兩個(gè)螺紋通孔;直角Ξ棱柱的高度不能低于 全部待識(shí)別安瓶的最大高度，保證安瓶的正常通過。
[0091] 進(jìn)一步地，所述漸縮口閩口的組成部分具有如下裝配特征：
[0092] 所述底板1與兩塊支座固定連接；
[0093] 所述兩根導(dǎo)軌固定且平行地安裝在兩塊支座上端；
[0094] 所述絲杠4軸向固定在支座上端，并且與導(dǎo)軌平行等高并且位于兩根導(dǎo)軌中間；絲 杠4應(yīng)可轉(zhuǎn)動(dòng)；
[00M]所述步進(jìn)電機(jī)8安裝在支座9上端，步進(jìn)電機(jī)8的轉(zhuǎn)子與絲杠4做同軸剛性連接;絲 杠4在步進(jìn)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)做同步回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0096]所述的斜坡面滑塊懸掛在絲杠和導(dǎo)軌上;斜坡面閩口滑塊6活動(dòng)安裝在絲杠4右半 段，斜坡面閩口滑塊7活動(dòng)安裝在絲杠4左半段;斜坡面閩口滑塊各自的半圓柱開口導(dǎo)向面 與導(dǎo)軌相配合構(gòu)成滑動(dòng)副，斜坡面閩口滑塊各自的內(nèi)螺紋同絲杠螺紋相配合構(gòu)成螺旋傳動(dòng) 畐IJ;斜坡面滑塊關(guān)于絲杠4的中間橫斷面對(duì)稱安裝，并且保持斜坡面滑塊的斜坡面形成一個(gè) 如圖3所示的卿趴口 Θ;斜坡面閩口滑塊在絲杠4轉(zhuǎn)動(dòng)W及兩根圓柱型導(dǎo)軌導(dǎo)向作用下始終 沿著導(dǎo)軌做相互靠近或者遠(yuǎn)離的方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)漸縮口閩口的開合;漸縮口最大開度由支 座間距所限制；
[0097] 所述的漸縮口閩口根據(jù)安瓶信息錄入和安瓶實(shí)際識(shí)別過程采用兩種不同的工作 模式：
[0098] (1)安瓶信息錄入模式
[0099] 由于預(yù)先不知道安瓶直徑，所W在人工放置到傳送帶上的安瓶抵達(dá)閩口口處后， 兩只閩口滑塊在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下需緩慢打開，結(jié)合傳送帶的驅(qū)動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)將安瓶對(duì)中 到傳送帶中屯、線上。閩口達(dá)到最大開度后閉合閩口；
[0100] (2)安瓶信息識(shí)別模式
[0101] 根據(jù)結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存的安瓶安瓶直徑，通過步進(jìn)電機(jī)控制該漏 斗狀閩口的開度，使漏斗閩口的開度比該藥品安瓶直徑稍大O.lmm-0.5mm(具體參數(shù)可W通 過前述人機(jī)交互設(shè)備輸入設(shè)定），運(yùn)便于物體通過閩口篩選并在誤差很小的情況下實(shí)現(xiàn)在 傳送帶上的對(duì)中。每次有安瓶通過閩口都要關(guān)閉閩口 1到2秒鐘左右(具體參數(shù)可W通過前 述人機(jī)交互設(shè)備輸入設(shè)定），防止安瓶密集排列影響后續(xù)電荷禪合元件CCD相機(jī)采集圖像。 此外，利用漸縮口閩口的斜坡導(dǎo)向和閩口開度的限制作用，使直徑小于等于目標(biāo)值的安瓶 可W利用漏斗斜面的導(dǎo)向作用通過閩口，其中尺寸較小的安瓶將會(huì)在后續(xù)輪廓提取識(shí)別過 程被檢出，尺寸正確的安瓶將會(huì)被對(duì)中到傳送帶中屯、線上，進(jìn)入后續(xù)識(shí)別環(huán)節(jié);安瓶尺寸明 顯偏大的錯(cuò)誤藥品被阻擋在閩口之外。
[0102] 所述的傳送帶是將藥品安瓶勻速緩慢運(yùn)送通過識(shí)別區(qū)域的裝置。傳送帶寬度值不 大于150mm,長(zhǎng)度1000mm至150〇1111]1，速度2〇1]11]1/3至4〇1]11]1/3(具體參數(shù)可^通過前述人機(jī)交互 設(shè)備輸入設(shè)定）。傳送帶表面要求光滑平整，應(yīng)允許安瓶能相對(duì)于傳送帶表面產(chǎn)生一定平移 滑動(dòng)。為防止安瓶脫落，在傳送帶的輸送端到漸縮口閩口的范圍內(nèi)的傳送帶兩側(cè)安裝有 30mm高的隔離板。
[0103] 漸縮口閩口位于傳送帶輸送端10cm至30cm處，W容納預(yù)先放置好的大量安瓶。漸 縮口閩口橫跨在傳送帶上，并且與傳動(dòng)帶間垂直間隙應(yīng)不大于5mm。
[0104] 圖像集采與處理裝置用于采集藥品安瓶圖像，W及利用圖像識(shí)別技術(shù)，從采集到 的圖像中識(shí)別出目標(biāo)文字。圖像采集與處理裝置由圖像采集相機(jī)組、識(shí)別區(qū)位置傳感器(反 射板式光學(xué)傳感器）、四通道圖像采集卡、圖像處理計(jì)算機(jī)組成；
[0105] 所述的圖像采集相機(jī)組由四個(gè)電荷禪合元件CCD相機(jī)組成（相機(jī)的分辨率不低于 800X400,帖率不低于100帖/秒），該裝置W四個(gè)電荷禪合元件CCD相機(jī)作為正方形的四個(gè)頂 點(diǎn)排列在中屯、線兩側(cè)，電荷禪合元件CCD相機(jī)鏡頭光屯、間的對(duì)角連線交點(diǎn)即為識(shí)別區(qū)的中 屯、點(diǎn)，在安瓶抵達(dá)識(shí)別中屯、點(diǎn)時(shí)，開始圓柱表面圖像的環(huán)繞采集。四臺(tái)電荷禪合元件CCD相 機(jī)的四路圖像數(shù)據(jù)通過一根統(tǒng)一的電纜線線經(jīng)過圖像傳感器與采集系統(tǒng)連接接口 (Camlink接口）連接到四通道圖像采集卡上，W實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無損高速傳輸；
[0106] 所述的識(shí)別區(qū)位置傳感器(型號(hào)為FR20RG1-PSM4的反射板式光學(xué)傳感器)正對(duì)識(shí) 別中屯、點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)安瓶是否抵達(dá)和離開識(shí)別區(qū)。設(shè)定光導(dǎo)通時(shí)識(shí)別區(qū)位置傳感器輸出為 低電平，運(yùn)樣當(dāng)檢測(cè)到安瓶邊緣抵達(dá)識(shí)別區(qū)中屯、點(diǎn)位置時(shí)，識(shí)別區(qū)位置傳感器輸出上升沿 電平，此時(shí)電荷禪合元件CC時(shí)扣幾被觸發(fā)拍照；當(dāng)檢測(cè)安瓶邊緣離開識(shí)別中屯、點(diǎn)時(shí)，識(shí)別區(qū) 位置傳感器輸出下降沿電平，終止電荷禪合元件CCD相機(jī)拍照。該識(shí)別區(qū)位置傳感器通過 USB接口連接到圖像處理計(jì)算機(jī)；
[0107] 所述的四通道圖像采集卡具有四通道圖像采集功能，用于采集并編碼電荷禪合元 件CCD相機(jī)所拍攝的視頻圖像，并將其傳送到圖像處理計(jì)算機(jī)。為提高數(shù)據(jù)傳輸速度，所述 的編碼還包含了圖像壓縮的功能。具體的是將四只電荷禪合元件CCD相機(jī)所拍攝的每帖圖 像刪減成1.5至2倍安瓶輪廓寬度值的圖像，裁剪參數(shù)可W通過前述識(shí)別控制軟件輸入設(shè) 定。四通道圖像采集卡通過周邊元件擴(kuò)展接口擴(kuò)展插槽(PCI插槽)安插在圖像處理計(jì)算機(jī) 主板上，W便數(shù)據(jù)快速讀入內(nèi)存；
[0108] 所述的圖像處理計(jì)算機(jī)，用于處理圖像數(shù)據(jù)。抽取各路視頻圖像的中間時(shí)刻的圖 像作為識(shí)別有效圖像(其余圖像序列刪除），去除圖像的運(yùn)動(dòng)模糊，提取出安瓶輪廓特征信 息后，按照?qǐng)A柱面展開算法，將安瓶輪廓范圍內(nèi)的圖像展開成平面圖像，再根據(jù)已錄入的識(shí) 別文字區(qū)域相對(duì)于圖像垂直方向上的位置，進(jìn)一步快速找到并提取出安瓶標(biāo)簽上的一部分 國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)。將四組不同角度圖像中的所識(shí)別出的部分國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)做拼接，將拼接結(jié) 果同結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言SQL醫(yī)用數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存信息做比較，據(jù)此得出藥品是否正確的識(shí)別結(jié) 果。
[0109] 報(bào)錯(cuò)分煉裝置由報(bào)錯(cuò)控制器、報(bào)警器、指示燈和直流推力電磁鐵組成。
[0110] 報(bào)錯(cuò)分煉裝置用于根據(jù)藥品安瓶的識(shí)別結(jié)果執(zhí)行并指示相應(yīng)的處理動(dòng)作。對(duì)于識(shí) 別正確的藥品，綠色指示燈亮起，報(bào)警裝置不做其它任何動(dòng)作;對(duì)于錯(cuò)誤識(shí)別的藥品，紅色 指示燈亮起，報(bào)警器響起，同時(shí)推力電磁鐵將可疑藥品從傳送帶上頂?shù)?對(duì)于識(shí)別超時(shí)的藥 品，黃色指示燈亮起，報(bào)警器響起，同時(shí)推力電磁鐵將可疑藥品從傳送帶上頂?shù)簦?br>[0111] 所述的報(bào)警器，用于發(fā)生藥品錯(cuò)誤及系統(tǒng)故障時(shí)發(fā)出警報(bào)聲；
[0112] 所述的指示燈包括紅、黃、綠Ξ種顏色，用于分別提示藥品錯(cuò)誤、系統(tǒng)故障、系統(tǒng)正 常且藥品正確Ξ種工況；
[0113] 所述的直流推力電磁鐵(型號(hào)Φ25/50Τυ需要提供不低于2N的推力，用于頂?shù)魝?送帶上被識(shí)別為錯(cuò)誤和未能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)識(shí)別的藥品。推力電磁鐵鐵忍末段安裝100mm長(zhǎng) 的矩形塑料推板，推板長(zhǎng)度方向與傳送帶平行，用W增大摘掉安瓶的幾率；
[0114] 所述的報(bào)錯(cuò)控制器是一塊8051單片機(jī)簡(jiǎn)易控制器，用于根據(jù)接收到的識(shí)別結(jié)果控 制報(bào)警器、指示燈和推力電磁鐵的動(dòng)作。報(bào)錯(cuò)控制器在系統(tǒng)工作過程中不斷地查詢來自識(shí) 別區(qū)位置傳感器和來自系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)的信號(hào)，W判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)。在8051單片機(jī)內(nèi) 預(yù)設(shè)定時(shí)器，該定時(shí)器W電荷禪合元件CCD相機(jī)拍照觸發(fā)信號(hào)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，使該計(jì)時(shí)長(zhǎng)度 稍長(zhǎng)于安瓶識(shí)別所耗時(shí)長(zhǎng)(需預(yù)先統(tǒng)計(jì)正常識(shí)別程序耗時(shí)）。設(shè)計(jì)使推力電磁鐵到識(shí)別區(qū)安 瓶識(shí)別區(qū)位置傳感器距離等于該時(shí)長(zhǎng)與傳送帶速度的乘積。運(yùn)樣發(fā)生系統(tǒng)超時(shí)及藥品判錯(cuò) 時(shí)，8051單片機(jī)都在定時(shí)器計(jì)滿時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并控制推力電磁鐵恰好能夠頂?shù)翦e(cuò)誤或 未被識(shí)別疑似錯(cuò)誤的安瓶藥品。具體的將針對(duì)不同的識(shí)別結(jié)果輸出如下操作指令：當(dāng)發(fā)生 藥品錯(cuò)誤時(shí)，紅燈亮起，推力電磁鐵直接將安瓶從傳送帶上頂?shù)?，?bào)警器發(fā)出報(bào)警聲A;當(dāng)發(fā) 生系統(tǒng)故障或系統(tǒng)識(shí)別超時(shí)未響應(yīng)任意一種情況時(shí)，黃燈亮起，推力電磁鐵直接將安瓶從 傳送帶上頂?shù)?，?bào)警器發(fā)出報(bào)警聲B(A、B不同）；系統(tǒng)正常、藥品正確時(shí)，綠燈常亮。W上報(bào)錯(cuò) 控制過程不影響前述漸縮口閩口和傳送帶的正常運(yùn)行。
[0115] 前述的傳送排列裝置位于整個(gè)系統(tǒng)的最前端，當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)控制器通過一根USB數(shù) 據(jù)線與系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)相連接;圖像采集與處理裝置與系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)W普通網(wǎng)線連 接構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò);報(bào)錯(cuò)分煉裝置通過一根USB數(shù)據(jù)線同系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)相連接。另外報(bào)錯(cuò) 控制器還通過一根數(shù)據(jù)線同圖像集采與處理裝置中的識(shí)別區(qū)位置傳感器相連接。系統(tǒng)內(nèi)所 有用電器使用同一個(gè)系統(tǒng)電源接口。
[0116] 所述的圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)具有兩種工作模式:信息錄入識(shí)別模式和批量識(shí)別 模式。
[0117] 所述的信息錄入模式具有W下工作環(huán)節(jié)：
[0118] (1)在識(shí)別控制軟件中選擇信息錄入識(shí)別模式，在人機(jī)交互界面下可W輸入傳送 帶轉(zhuǎn)速、漸縮口閩口步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速、漸縮口閩口最大開度、采集圖像裁剪窗口、灰度圖像二 值化闊值等參數(shù)W及包括藥品名稱和國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)的信息，上述參數(shù)自動(dòng)存入結(jié)構(gòu)化查詢 語(yǔ)言S化醫(yī)用數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0119] (2)人工將單個(gè)安瓶放置到傳送帶上;傳送帶將安瓶運(yùn)達(dá)漸縮口閩口口處后;兩只 閩口滑塊在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下需緩慢打開，結(jié)合傳送帶的驅(qū)動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)將安瓶對(duì)中到傳 送帶中屯、線上，閩口口達(dá)到最大開度后閉合。
[0120] (3)識(shí)別區(qū)位置傳感器檢測(cè)到安瓶進(jìn)入識(shí)別中屯、區(qū)后，激發(fā)四只高清電荷禪合元 件CCD相機(jī)連續(xù)拍照;識(shí)別區(qū)位置傳感器檢測(cè)到安瓶離開識(shí)別中屯、區(qū)后，終止四只高清電荷 禪合元件CCD相機(jī)拍照;所四只電荷禪合元件CCD相機(jī)拍攝圖像經(jīng)由四通道圖像采集卡存儲(chǔ) 至圖像處理計(jì)算機(jī)。篩選各路圖像序列的中間時(shí)刻圖像作為有效圖像，將其余圖像刪除。
[0121] (4)拾取出圖像中（圓柱體)安瓶輪廓，計(jì)算安瓶直徑;將安瓶輪廓范圍內(nèi)的圖像展 開成平面圖像，在四張展平圖像中查找"國(guó)藥準(zhǔn)字"字符或部分字符，并定位該字符所處的 圖像列區(qū)間；將所提取出的安瓶直徑和國(guó)藥準(zhǔn)字所處的圖像列區(qū)間值存入結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言 S化醫(yī)用數(shù)據(jù)庫(kù)，信息錄入結(jié)束。
[0122] 所述的批量識(shí)別模式具有W下工作環(huán)節(jié)：
[0123] (1)在識(shí)別控制軟件中選擇批量識(shí)別模式，在人機(jī)交互界面下可W輸入待識(shí)別藥 品名稱或者藥品的國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)取結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言SQL醫(yī)用數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存的 有關(guān)傳送帶轉(zhuǎn)速、漸縮口閩口步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速、漸縮口閩口開閉周期、采集圖像裁剪窗口、灰 度圖像二值化闊值、國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)文字區(qū)域的行列像素范圍等參數(shù)。
[0124] (2)人工將粗略篩選的大量安瓶放置到傳送帶上;傳送帶將安瓶運(yùn)達(dá)漸縮口閩口 口處;兩只閩口滑塊在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下周期性的打開與閉合，結(jié)合傳送帶的移動(dòng)，使安瓶 藥品保證安瓶保持一定相互間距的同時(shí)，順利對(duì)中到傳送帶中屯、線上。
[0125] (3)識(shí)別區(qū)位置傳感器檢測(cè)到安瓶進(jìn)入識(shí)別中屯、區(qū)后，激發(fā)四只高清電荷禪合元 件CCD相機(jī)連續(xù)拍照;識(shí)別區(qū)位置傳感器檢測(cè)到安瓶離開識(shí)別中屯、區(qū)后，終止四只高清電荷 禪合元件CCD相機(jī)拍照;所四只電荷禪合元件CCD相機(jī)拍攝圖像經(jīng)由四通道圖像采集卡存儲(chǔ) 至圖像處理計(jì)算機(jī)。篩選各路圖像序列的中間時(shí)刻圖像作為有效圖像，將其余圖像刪除。
[0126] (4)拾取出圖像中（圓柱體)安瓶輪廓，計(jì)算安瓶直徑，將此數(shù)據(jù)與預(yù)存安瓶直徑值 做比較，如果差值大于一定闊值，則直接判定藥品錯(cuò)誤，報(bào)錯(cuò)分煉裝置報(bào)警并將該安瓶剔除 掉，后續(xù)識(shí)別程序終止;如果安瓶直徑匹配正確，則繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)程序，即將安瓶輪廓范圍 內(nèi)的圖像展開成平面圖像，根據(jù)預(yù)存的國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)文字區(qū)域的行列像素范圍，在四張展 平圖像中查找"國(guó)藥準(zhǔn)字"字符或部分字符，依次按照逆時(shí)針的順序?qū)⑸鲜鲎址M(jìn)行拼接， 將所得字符串同結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存的藥品國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)進(jìn)行比較，如果正 確匹配，則繼續(xù)后續(xù)的人工或自動(dòng)藥品配制環(huán)節(jié)；如果匹配錯(cuò)誤，則報(bào)錯(cuò)分煉裝置報(bào)警，并 將錯(cuò)誤藥品剔除掉。同批安瓶藥品的所有安瓶藥品識(shí)別均按照(3)、（4)步驟依次重復(fù)進(jìn)行。
[0127] 本實(shí)用新型還提供了一種圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別方法下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn) 行說明。
[0128] 參閱圖4,本【實(shí)用新型內(nèi)容】所述的圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別方法，包括W下步 驟：
[0129] 1)用四只電荷禪合元件CCD相機(jī)圍繞安瓶采集四張圓柱曲面圖像A、B、C、D。
[0130] 2)裁剪圖像A、B、C、DW去除圖像邊緣大部分多余的背景信息，再進(jìn)行灰度變換和 二值化處理，得到圖像A1、B1、C1、D1;
[0131] 3)設(shè)定一根長(zhǎng)度為安瓶高度的1/2的豎直虛擬線段，使該線段在圖像A1、B1、C1、D1 中自左向右自上而下移動(dòng)，比對(duì)線段左右兩側(cè)的像點(diǎn)值是否全部或大部分發(fā)生越變，據(jù)此 確定出圖像A1、B1、C1、D1中安瓶左右輪廓邊界；
[0132] 4)依據(jù)步驟3)所求出的安瓶左右輪廓邊界，根據(jù)小孔成像模型，確定安瓶直徑，具 體計(jì)算公式如下:參閱圖5
[0133]
[0134] R為待求安瓶半徑，L為識(shí)別區(qū)中屯、點(diǎn)（安瓶圓屯0到鏡頭焦點(diǎn)距離，η是安瓶左右輪 廓間的橫向像素個(gè)數(shù)，S是像素點(diǎn)的幾何尺寸，d是鏡頭焦距到電荷禪合元件CCD相機(jī)成像面 S的距離。
[0135] 5)將圖像41、81、(：1、01中安瓶左右輪廓范圍內(nèi)的圖像內(nèi)容按照?qǐng)A柱面展平公式展 開得到圖像A2、B2、C2、D2，算法的原理圖參閱圖5，具體公式如下：
[0141]其中arc表示與距離安瓶軸線第η與n+1像素點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的微元圓弧長(zhǎng)度，R表示安瓶 半徑，η表示該像素點(diǎn)距離中屯、線上像素點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)，S表示像素點(diǎn)的幾何尺寸，L為識(shí)別區(qū)中 屯、點(diǎn)（安瓶軸線巧Ij鏡頭焦點(diǎn)距離，d是鏡頭焦距到電荷禪合元件CCD相機(jī)成像面的距離。列 像點(diǎn)橫向加寬倍數(shù)ratio是將圖像中安瓶軸線兩側(cè)的列像點(diǎn)橫向加寬倍數(shù)。具體的是分別 將圖像41、81、(：1、01的每列都切分成單列，每列像點(diǎn)在通過相應(yīng)的列像點(diǎn)橫向加寬倍數(shù) rat io放大后再拼接到一起，即得到所需的圓柱面展開圖像A2、B2、C2、D2;
[0142] 6)在經(jīng)過步驟5)展平后的圖像42、82八2、02中捜尋"國(guó)藥準(zhǔn)"、"國(guó)藥準(zhǔn)字"或者"藥 準(zhǔn)字"Ξ種作為國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)標(biāo)識(shí)特征的字符組合，查詢到任意上述字符組合后，記錄"國(guó) 藥準(zhǔn)"、"國(guó)藥準(zhǔn)字"或者"藥準(zhǔn)字"Ξ種字符組合所在的圖像42、82八2、02的像素行區(qū)間；在 該字符組的鄰近右側(cè)識(shí)別并記錄W-位大寫英文字母開頭，后接數(shù)字的個(gè)數(shù)為C1的字符 串。
[01創(chuàng) 7)根據(jù)步驟6)中的所記錄的"國(guó)藥準(zhǔn)"、"國(guó)藥準(zhǔn)字"或者"藥準(zhǔn)字"立種字符組合所 在的圖像A2、B2、C2、D2的像素行區(qū)間，再依次在圖像B2、C2、D2、A2中，從左側(cè)查詢"字"+9位 字符串、9位字符串或者部分字符串，記錄該個(gè)數(shù)為C2的字符串；
[0144] 8)根據(jù)步驟6)查詢到的字符結(jié)果，推斷國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)字符為"前C1位+未知的后 (9-C1)位"，根據(jù)步驟7)查詢到的字符結(jié)果，推斷國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)字符為"未知的前(9-C2)位+ 后C2位"。在前述兩個(gè)都為9位的字符串當(dāng)中的第（10-C2)到C1是重疊的位數(shù)，同時(shí)也作為校 驗(yàn)位。確定校驗(yàn)位正確后，所得出的"步驟6)中的第1到C1位字符+步驟7)中的第C1+C2-8到 第C2位字符"的字符串即為最終所要識(shí)別的安瓶藥品標(biāo)簽上的國(guó)藥準(zhǔn)字批號(hào)。
[0145] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于圖像識(shí)別技術(shù)的安瓶藥品識(shí)別系統(tǒng)及方法，克服了 傳統(tǒng)人工配發(fā)藥品過程中易發(fā)的藥品識(shí)別易疲勞及錯(cuò)誤率高的缺點(diǎn)，并且相比較于條形碼 技術(shù)及射頻識(shí)別技術(shù)而言具有更簡(jiǎn)單的操作和更高的費(fèi)效比；利用自動(dòng)傳送排列裝自動(dòng)進(jìn) 行藥品排序依次進(jìn)入識(shí)別區(qū)，應(yīng)用圖像采集與處理單元對(duì)藥品安瓶的輪廓及標(biāo)簽信息進(jìn)行 動(dòng)態(tài)采集、處理、識(shí)別，通過將安瓶輪廓與安瓶標(biāo)簽圖像特征信息依次同數(shù)據(jù)信息庫(kù)進(jìn)行匹 配，識(shí)別速度快，準(zhǔn)確率高，具有較高的推廣使用價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于：由系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)、傳送排列裝置、圖 像采集與處理裝置和報(bào)錯(cuò)分揀裝置組成； 所述傳送排列裝置位于所述圓柱表面的文字識(shí)別系統(tǒng)的最前端，所述傳送排列裝置中 的運(yùn)動(dòng)控制器與系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)相連接； 所述圖像采集與處理裝置與系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)連接構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò)； 所述報(bào)錯(cuò)分揀裝置與所述系統(tǒng)主控制計(jì)算機(jī)相連接； 所述報(bào)錯(cuò)分揀裝置中的報(bào)錯(cuò)控制器與圖像集采與處理裝置中的識(shí)別區(qū)位置傳感器相 連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于： 所述傳送排列裝置還包括漸縮口閘門和傳送帶； 所述漸縮口閘門由底板（1)、兩塊支座(2;9)、兩塊形狀對(duì)稱的斜坡面閘門滑塊(6;7)、 絲杠(4)、兩根圓柱型導(dǎo)軌(3;5)和步進(jìn)電機(jī)(8)組成； 所述底板(1)與兩塊支座(2;9)固定連接； 所述兩根圓柱型導(dǎo)軌(3;5)平行固定在兩塊支座(2;9)上端； 所述的絲杠(4)軸向固定在兩塊支座（2;9)上端，并且與兩根圓柱型導(dǎo)軌（3;5)平行等 尚； 兩根圓柱型導(dǎo)軌(3;5)的軸線與絲杠(4)軸線平行，絲杠(4)位于兩根圓柱型導(dǎo)軌(3;5) 中間； 所述步進(jìn)電機(jī)(8)固定在支座（9)上端，步進(jìn)電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)子與絲杠(4)做同軸剛性連 接； 所述的斜坡面閘門滑塊(6;7)各自的半圓柱開口導(dǎo)向面與兩根圓柱型導(dǎo)軌（3;5)相配 合構(gòu)成滑動(dòng)副，斜坡面閘門滑塊(6;7)的內(nèi)螺紋同絲杠螺紋相配合構(gòu)成螺旋傳動(dòng)副，斜坡面 閘門滑塊(6;7)在絲杠(4)轉(zhuǎn)動(dòng)以及兩根圓柱型導(dǎo)軌(3;5)導(dǎo)向作用下始終沿著導(dǎo)軌(3;5) 做相互靠近或者遠(yuǎn)離的方向移動(dòng);斜坡面閘門滑塊(6)活動(dòng)安裝在絲杠(4)右半段，斜坡面 閘門滑塊(7)活動(dòng)安裝在絲杠(4)左半段； 兩塊形狀對(duì)稱的斜坡面閘門滑塊(6;7)活動(dòng)安裝在絲杠(4)和兩根圓柱型導(dǎo)軌（3;5) 上;兩塊形狀對(duì)稱的斜坡面閘門滑塊(6;7)沿著兩根圓柱型導(dǎo)軌(3;5)做反方向的移動(dòng)； 所述絲杠(4)的左半段與右半段旋向相反，相反的絲杠旋向使得絲杠在旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩塊斜 坡面閘門滑塊(6;7)相互靠近或者遠(yuǎn)離的方向移動(dòng)； 絲杠(4)在步進(jìn)電機(jī)(8)驅(qū)動(dòng)下做同步回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，受絲杠(4)的驅(qū)動(dòng)，兩塊形狀對(duì)稱的斜 坡面閘門滑塊(6;7)沿著兩根圓柱型導(dǎo)軌(3;5)做平移運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)閘門開合;漸縮口最 大開度由兩塊支座(2; IO)間距所限制。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于： 所述兩塊形狀對(duì)稱的斜坡面閘門滑塊(6;7)由直角三棱柱和上端與絲杠(4)和兩根圓 柱型導(dǎo)軌(3;5)配合的長(zhǎng)方體安裝塊組成;其中直角三棱柱端面非直角邊對(duì)應(yīng)的棱柱面為 導(dǎo)向斜坡面;關(guān)于絲杠軸線垂直平分面對(duì)稱安裝的兩塊斜坡面閘門滑塊(6;7)安裝好之后 形成喇叭口 Θ，從而引導(dǎo)安瓶藥品運(yùn)動(dòng)到閘門口處;直角三棱柱的高度高于全部待識(shí)別安瓶 的最大高度，從而保證所有待識(shí)別安瓶的正常通過;長(zhǎng)方體安裝塊開設(shè)一個(gè)內(nèi)螺紋孔，用于 與絲杠(4)配合，長(zhǎng)方體安裝塊在內(nèi)螺紋孔的兩側(cè)還開設(shè)有半圓柱面開口，用于與兩根圓柱 型導(dǎo)軌(3;5)配合。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于： 所述傳送帶寬度值小于或等于150mm，長(zhǎng)度為1000 mm至1500mm，速度為20mm/s至40mm/ S ;傳送帶表面光滑平整，允許安瓶能相對(duì)于傳送帶表面產(chǎn)生一定平移滑動(dòng);在傳送帶的輸 送端到漸縮口閘門的范圍內(nèi)的傳送帶兩側(cè)設(shè)有隔離板； 漸縮口閘門位于傳送帶輸送端IOcm至30cm處，容納預(yù)先放置好的安瓶;漸縮口閘門橫 跨在傳送帶上，并且與傳動(dòng)帶間垂直間隙小于或等于5mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于： 圖像采集與處理裝置還包括識(shí)別區(qū)位置傳感器、圖像采集相機(jī)組、四通道圖像采集卡、 圖像處理計(jì)算機(jī)； 所述圖像采集相機(jī)組由四個(gè)電荷耦合元件CCD相機(jī)組成，所述圖像采集相機(jī)組以四個(gè) 電荷耦合元件CCD相機(jī)作為正方形的四個(gè)頂點(diǎn)排列在中心線兩側(cè)，電荷耦合元件CCD相機(jī)鏡 頭光心間的對(duì)角連線交點(diǎn)為識(shí)別區(qū)的中心點(diǎn)，在安瓶抵達(dá)識(shí)別中心點(diǎn)時(shí)，開始圓柱表面圖 像的環(huán)繞采集；四臺(tái)電荷耦合元件CCD相機(jī)四路圖像數(shù)據(jù)通過一根電纜線經(jīng)過圖像傳感器 與采集系統(tǒng)連接接口連接到四通道圖像采集卡上，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無損高速傳輸； 所述識(shí)別區(qū)位置傳感器正對(duì)識(shí)別中心點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)安瓶是否抵達(dá)和離開識(shí)別區(qū)；設(shè)定 光導(dǎo)通時(shí)傳感器輸出為低電平，當(dāng)檢測(cè)到安瓶邊緣抵達(dá)識(shí)別區(qū)中心點(diǎn)位置時(shí)，識(shí)別區(qū)位置 傳感器輸出上升沿電平，此時(shí)電荷耦合元件CCD相機(jī)被觸發(fā)拍照；當(dāng)檢測(cè)安瓶邊緣離開識(shí)別 中心點(diǎn)時(shí)，識(shí)別區(qū)位置傳感器輸出下降沿電平，終止相機(jī)拍照；識(shí)別區(qū)位置傳感器通過USB 接口連接到圖像處理計(jì)算機(jī)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓柱表面文字識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于： 所述報(bào)錯(cuò)裝置還包括報(bào)警器、指示燈和直流推力電磁鐵； 所述報(bào)警器，用于發(fā)生藥品錯(cuò)誤及系統(tǒng)故障時(shí)發(fā)出警報(bào)聲； 所述指示燈包括紅、黃、綠三種顏色，用于分別提示藥品錯(cuò)誤、系統(tǒng)故障、系統(tǒng)正常且藥 品正確三種工況； 所述直流推力電磁鐵的鐵芯末段安裝塑料推板，矩形塑料推板長(zhǎng)度方向與傳送帶平 行。
【文檔編號(hào)】G06K9/32GK205486182SQ201620065067
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月22日
【發(fā)明人】鞏明德, 張顯明, 胡孔明
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)