基于图像处理的机车车号识别方法和装置

摘要

本发明公开了一种基于图像处理的机车车号识别方法和装置，用于解决机车车号识别速度慢，识别度不高的问题。其原理为：通过处理背景图像，快速排除采集图像数据中的干扰数据，直至识别出所述机车的完整车号。在这个机车车号识别过程中只对每节机车对应的视频流识别有效图像，因此识别速度、识别度相比现有技术更高。

权利要求

1.一种基于图像处理的机车车号识别方法，其特征在于，包括：查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像；

启用车号识别程序，自该帧图像在所述过车视频流中的位置开始向所述过车视频流中机车机尾侧/机头侧进行车号识别，直到识别出所述机车的完整车号；

所述查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像的方法包括：按照二分法查找所述图像；

按照二分法查找所述图像的步骤包括：

选取各节机车所在过车视频流的始帧或末帧图像，作为锚图像；

将对所述机车所在过车视频流进行二分法查找的图像与所述锚图像相比较，在所述图像与所述锚图像满足预设条件时，停止查找，所述图像即为靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车车号识别方法，其特征在于：启用所述车号识别程序进行车号识别时，其识别方式具体包括：对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。

3.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车车号识别方法，其特征在于：启用所述车号识别程序进行车号识别时，其识别方式具体包括：先对所述过车视频流中的图像依序跳帧识别，在识别到所述图像中包含字符时，再对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。

4.一种基于图像处理的机车车号识别装置，其特征在于，包括：图像处理模块，用于查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像；

车号识别模块，启用车号识别程序，自该帧图像在所述过车视频流中的位置开始向所述过车视频流中机车机尾侧/机头侧进行车号识别，直到识别出所述机车的完整车号；

所述图像处理模块具体用于：按照二分法查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像；

所述图像处理模块具体包括：

锚图像确定单元，用于选取各节机车所在过车视频流的始帧或末帧图像，作为锚图像；

图像查找单元，将对所述机车所在过车视频流进行二分法查找的图像与所述锚图像相比较，在所述图像与所述锚图像满足预设条件时，停止查找，所述图像即为靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像。

5.根据权利要求4所述的基于图像处理的机车车号识别装置，其特征在于：在所述车号识别模块用于启用所述车号识别程序进行车号识别时，其识别方式具体包括：对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。

6.根据权利要求4所述的基于图像处理的机车车号识别装置，其特征在于：在所述车号识别模块用于启用所述车号识别程序进行车号识别时，其识别方式具体包括：先对所述过车视频流中的图像依序跳帧识别，在识别到所述图像中包含字符时，再对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。

说明书

基于图像处理的机车车号识别方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及铁路机车车号识别技术领域，特别是涉及一种基于图像处理的机车车号识别方法和装置。

背景技术

[0002] 目前铁路管理中，采用机务专业车号自动识别系统中来进行过车管理，其工作原理为：机车通过指定位置，触发车轮传感器，过车信号接收板卡接收来车信号并传递给机务站的主机。主机向相机和灯光发送控制指令，相机开始拍照采图。主机中包含车号识别算法的软件对采集到的图片进行智能识别并对识别结果进行统计，根据统计结果得到对应车号。

[0003] 机务站的主机要对采集到的视频流执行车号识别算法，但是所采集到的视频流中的图像并非全部都是有效的车号图像，并且无效的视频图像占整个视频流的绝大部分，从而导致车号识别的时间较长，效率不高。

发明内容

[0004] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于图像处理的机车车号识别方法和装置，用于解决车号识别设备在车号识别过程中识别速度不高的问题，以及其它相关技术问题。

[0005] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案：

[0006] 根据本发明的第一方面：

[0007] 一种基于图像处理的机车车号识别方法，包括：查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像；启用车号识别程序，自该帧图像在所述过车视频流中的位置开始向所述过车视频流中机车机尾侧/机头侧进行车号识别，直到识别出所述机车的完整车号。

[0008] 进一步地，所述查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像的方法包括：按照二分法查找所述图像。

[0009] 进一步地，按照二分法查找所述图像的步骤包括：选取各节机车所在过车视频流的始帧或末帧图像，作为锚图像；将对所述机车所在过车视频流进行二分法查找的图像与所述锚图像相比较，在所述图像与所述锚图像满足预设条件时，停止查找，所述图像即为靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像。

[0010] 进一步地，启用所述车号识别程序进行车号识别时，其识别方式具体包括：对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。

[0011] 进一步地，启用所述车号识别程序进行车号识别时，其识别方式具体包括：先对所述过车视频流中的图像依序跳帧识别，在识别到所述图像中包含字符时，再对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。

[0012] 根据本发明的另一方面

[0013] 还提供了一种基于图像处理的机车车号识别装置，包括：图像处理模块，用于查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像；车号识别模块，启用车号识别程序，自该帧图像在所述过车视频流中的位置开始向所述过车视频流中机车机尾侧/机头侧进行车号识别，直到识别出所述机车的完整车号。

[0014] 进一步地，所述图像处理模块具体用于：按照二分法查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像。

[0015] 进一步地，所述图像处理模块具体包括：锚图像确定单元，用于选取各节机车所在过车视频流的始帧或末帧图像，作为锚图像；图像查找单元，将对所述机车所在过车视频流进行二分法查找的图像与所述锚图像相比较，在所述图像与所述锚图像满足预设条件时，停止查找，所述图像即为靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像。

[0016] 进一步地，在所述车号识别模块用于启用所述车号识别程序进行车号识别时，其识别方式具体包括：对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。

[0017] 进一步地，在所述车号识别模块用于启用所述车号识别程序进行车号识别时，其识别方式具体包括：先对所述过车视频流中的图像依序跳帧识别，在识别到所述图像中包含字符时，再对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。

[0018] 本发明具有以下有益效果：通过图像处理来找到视频流中靠近机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像，以该帧图像为参考，快速排除采集图像数据中的干扰数据，然后启用车号识别程序来进行车号识别，在这个机车车号识别过程中只对每节机车对应的视频流识别有效图像，因此识别速度、识别度相比现有技术更高。

附图说明

[0019] 图1显示为本发明基于图像处理的机车车号识别方法在一实施例中的流程图一。

[0020] 图2显示为根据本发明的一段过车视频流的图像组成示意图。

[0021] 图3显示为本发明基于图像处理的机车车号识别方法在另一实施例中的流程图二。

[0022] 图4显示为本发明基于图像处理的机车车号识别装置的结构框图一。

[0023] 图5显示为本发明基于图像处理的机车车号识别装置的结构框图二。

[0024] 附图标号说明

[0025] 400        装置

[0026] 410        图像处理模块

[0027] 411        图像查找单元

[0028] 412        图像识别单元

[0029] 420        图像识别模块

[0030] S101～S102 步骤

[0031] S201～S202 步骤

具体实施方式

[0032] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0033] 见图1，本实施例提供了一种基于图像处理的机车车号识别方法的流程图，如图所示，所述机车图像识别方法具体包括以下步骤：

[0034] S101，查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像；

[0035] S102，启用车号识别程序，自该帧图像在所述过车视频流中的位置开始向所述过车视频流中机车机尾侧/机头侧进行车号识别，直到识别出所述机车的完整车号。

[0036] 通过启用车号识别程序对靠近机头侧/机尾侧的背景图像开始进行车号识别，这样只需要对机车对应视频流中的部分图像(即有效图像)进行识别即可识别出完整的车号，相比现有技术中对机车对应视频流做逐一识别的方法，本发明识别速度更快。

[0037] 上述过车视频流，也简称视频流，是指列车经过时，通过视频采集设备对经过列车进行视频图像采集所得到的视频数据。具体的，所述视频数据包括按照时间顺序排列的多帧图像，在所述多帧图像中，有部分图像的内容为机车车身，有部分图像的内容为背景，有部分图像的内容为机车车身和背景的组合。

[0038] 见图2，为根据本发明的一段过车视频流的图像组成示意图，如图所示，横坐标表示时间T(time)；纵坐标表示帧图像F(frame)，显然一段视频流是由许多帧的图像按时间顺序排列。为便于说明，图2中仅给出了两节机车的视频流的图像组成分析图，T1表示对第一节机车获取的视频流数据，T2表示对第二节机车获取的视频流数据。

[0039] 具体的，上述对视频流的划分是以一节机车视频采集结束、对下一节机车视频采集开始为参考依据，来进行每节机车过程视频流的划分。例如，一段视频流可以包括：在一节机车开始经过视频流数据采集设备到下一节机车刚好到达视频流数据采集设备前这段时间内的所采集到的视频。

[0040] 更具体的来说，如果以列车头部的机车刚好到达或经过视频数据采集设备时开始视频数据采集，那么在t1时刻所获取到的视频流所在多帧图像的内容只含有机车车身；而如果以列车头部的机车靠近视频数据采集设备时开始视频数据采集，那么在t1时刻所获取到的视频流所在多帧图像的内容还应该含有背景图像。显然，图2中所获取的视频流属于前者类型的视频流。

[0041] 具体的，在T1时间所获取的视频流中，依据其中各帧图像所包含的内容，可进一步分为：在t1时间内获取的图像内容包括机车车身的多帧图像和在t2时间内获取的图像内容包括背景的多帧图像。

[0042] 当然，在t1时间内所获取的多帧图像中，还可进一步分为：内容包含机车车号字符的多帧图像t1a和t1b，以及内容不包含机车车号字符的多帧图像t1c。

[0043] 基于上述对视频流的分析可知，只有t1时间内获取的内容包含机车车号字符的多帧图像t1a和t1b才有进行车号识别的必要。现有车号识别效率不高的原因就是对t1a和t1b之外的图像也进行了逐一识别。

[0044] 本发明的原理在于：先找到靠近每节机车机尾侧的背景图像，即在机车全部经过视频数据采集设备后至下一节机车到达视频数据采集设备时期间视频数据采集设备所采集到的视频流数据中的其中一帧内容为背景的图像；由于上述背景图像距离内容包含机车车号字符的多帧图像t1b最近，再以所述背景图像为车号识别的起点，朝内容包含机车车号字符的多帧图像t1b侧对图像进行识别，直到识别出完整的车号为止。由此可知，本发明只需对其中部分图像进行识别，即可识别出机车的完整车号，在识别效率上远远高于现有车号的识别方法。

[0045] 显然，也可以先找到靠近每节机车机头侧的背景图像，然后朝内容包含机车车号字符的多帧图像t1a侧对图像进行识别，直到识别出完整的车号为止。

[0046] 在一优选方案中，所述查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像的方法包括：按照二分法查找所述图像。

[0047] 在一优选方案中，见图3，按照二分法查找所述图像的步骤包括：

[0048] S201，选取各节机车所在过车视频流的始帧或末帧图像，作为锚图像；

[0049] S202，将对所述机车所在过车视频流进行二分法查找的图像与所述锚图像相比较，在所述图像与所述锚图像满足预设条件时，停止查找，所述图像即为靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像。

[0050] 其中，锚图像是指用于进行比对的标准图像。

[0051] 其中，在找到一帧内容包括背景的图像后，再启用车号识别程序来进行车号识别，具体的，如果该帧图像处于视频流中机车的机头侧，那么则以该帧图像为起点向机尾侧方向的图图像执行车号识别；同理，如果该帧图像处于视频流中机车的机尾侧，那么则以该帧图像为起点向机头侧方向的图像执行车号识别。

[0052] 在一优选方案中，在启用车号识别程序对所述过车视频流进行车号识别的方式具体包括：对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。这样从上述该帧图像开始至识别出完整的车号，车号识别程序只需要识别较少数量的图像，因此识别速度现有技术更快。

[0053] 在另一优选方案中，在启用车号识别程序对所述过车视频流进行车号识别的方式具体包括：先对所述过车视频流中的图像依序跳帧识别，在识别到所述图像中包含字符时，再对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。由于从上述查找到的内容包括背景的该帧图像开始至识别出完整的车号对应图像之间，仍旧包括较多的无效图像，例如还存在一些内容仅为车身的图像，通过这种跳帧识别可以进一步缩减车号识别程序所要识别的图像数量。

[0054] 见图4，本实施例还提供了一种用于实现上述方法的装置的结构框图一，如图所示，该装置400包括图像处理模块410和车号识别模块420，图像处理模块410用于查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像；车号识别模块420，启用车号识别程序，自该帧图像在所述过车视频流中的位置开始向所述过车视频流中机车机尾侧/机头侧进行车号识别，直到识别出所述机车的完整车号。

[0055] 优选地，所述图像处理模块410具体用于：按照二分法查找过车视频流中靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像。

[0056] 优选地，见图5，所述图像处理模块410具体包括：锚图像确定单元411，用于选取各节机车所在过车视频流的始帧或末帧图像，作为锚图像；图像查找单元412，将对所述机车所在过车视频流进行二分法查找的图像与所述锚图像相比较，在所述图像与所述锚图像满足预设条件时，停止查找，所述图像即为靠近各节机车机头侧/机尾侧的内容包含背景的一帧图像。

[0057] 优选地，在所述车号识别模块用于启用所述车号识别程序进行车号识别时，其识别方式具体包括：对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。

[0058] 优选地，在所述车号识别模块用于启用所述车号识别程序进行车号识别时，其识别方式具体包括：先对所述过车视频流中的图像依序跳帧识别，在识别到所述图像中包含字符时，再对所述过车视频流中的图像进行逐帧识别。

[0059] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。