基于matlab的侧架摇枕铸造号的识别系统

2016-03-10吴波

中国新通信 2016年1期

吴波

【摘要】针对侧架摇枕上的铸造号设计开发了一套智能识别系统。该系统将MATLAB图像处理技术引入到生产过程中。拍照装置自动采集信息，拍照成像后经过识别系统的分析、处理，最终达到对侧架摇枕铸造号的自动识别。

【关键字】 matlab 铸造号模板匹配

一、引言

侧架和摇枕是铁路工厂的主要铸钢产品，每个侧架摇枕都有自己的编号，需要工作人员手工录入，这样既费时费力也容易出错。针对这一现象设计开发了一套识别系统。该系统将MATLAB图像处理技术引入到侧架摇枕生产过程中。拍照装置自动采集铸造号信息，拍照成像后通过识别软件的分析和处理，最终实现对铸造号的自动识别。

二、系统概述

侧架摇枕铸造号识别系统围绕着侧架摇枕的铸造过程以及对铸造号识别的重要性进行设计。系统硬件由自动拍照装置和计算机等组成。采集的图像传送到系统中，系统对照片进行处理与识别，并将识别结果显示输出。

2.1 关于MATLAB

MATLAB（Matrix Laboratory）是国际上公认的最优秀的科学技术与数学应用软件之一，已经在图像处理、自动控制、模式识别等领域得到广泛的应用，对于图像的光照处理、色度处理以及四维数据等方面均有出色的处理能力。MATLAB图像识别程序是该系统核心中的核心，关系着侧架摇枕铸造号识别的正确与否。

2.2 系统的实现

一个完整的识别系统应包括图像采集、图像预处理、字符分割、字符识别等单元。对采集到的图像进行处理，再将图像中的字符分割出来进行识别，然后组成号码输出。

由于侧架摇枕的铸造号不存在背景颜色，所以处理起来比较困难，本系统主要使用阴影成像的方法来识别。其中将真彩色图转灰度图可以加快处理速度、减少占用空间。图像数据进行取反运算是想实现底片效果。使用阈值变换法把灰度图像转换成二值图像，即实现只有纯黑、纯白两种颜色的图像。

2.2.1图像处理

本系统中用到的图像处理函数：rgb2gray函数用于将一幅真彩色图转换成灰度图；imcomplement函数是对图像数据进行取反运算实现底片效果；imadjust函数是进行图像的灰度变换（调节灰度图像的亮度或彩色图像的颜色矩阵）；im2bw函数通过设置亮度阀值可以将真彩色、索引色、灰度图转换成二值图像，即只有纯黑、纯白两种颜色的图像；bwareaopen去除聚团灰度值小于p的部分，最终实现的效果如图1所示。

2.2.2图像分割

通过上面的处理，原始图像已经变得黑白分明，接下来就可以对图像进行识别了。MATLAB中图像的像素就像矩阵的像素一样，矩阵的每个元素就是一个像素。首先需要将图像中的边缘部分进行打磨，去除边缘的噪声，有利于对图像中的数字与字母部分进行提取与分割。

2.2.3图像识别

图像分割后就可以进行图像的识别了，字符识别方法主要有基于模板匹配算法和基于人工神经网络算法。基于模板匹配算法是首先将分割后的字符二值化，并将其尺寸缩放为字符数据库中模板的大小，然后与所有模板进行匹配，最后选取最佳匹配作为结果。建立数字库对该方法在侧架摇枕铸造号识别系统中很重要，数字库准确才能保证检测出的数据正确。

模板匹配实现简单。当字符较规整时，对字符图像的缺损、污迹干扰适应力强且识别率高。因此，这里将模板匹配作为侧架摇枕铸造号识别系统的主要方法。识别结果如图2所示，识别出的结果与图像上的字符相符。