基于A(yíng)RM 和Linux的字符采集與識別系統

摘要：提出了一種針對嵌入式系統的字符識別方法。介紹了一種基于ARM9處理器和嵌入式L inux 的字符圖像采集與識別系統。該系統采用嵌入式L inux操作系統, 圖像預處理和字符識別的軟件開(kāi)發(fā)可以脫離硬件。通過(guò)開(kāi)發(fā)不同的識別軟件, 系統可應用于名片識別、二維條碼識別、紙幣序列號識別等多種字符識別的場(chǎng)合, 提高了通用性。

　　傳統紙質(zhì)讀物的數字化以及諸如條碼識別等字符識別系統都離不開(kāi)圖像的讀入與識別, 然而目前廣泛使用的字符識別設備將這兩部分獨立開(kāi), 即由圖像讀入設備(如掃描儀)和安裝于計算機上的識別軟件構成, 但這樣的設備構成離不開(kāi)安裝識別軟件的計算機, 造成成本上升和使用不便。隨著(zhù)電子產(chǎn)品的普及, 具有攝像功能的電子產(chǎn)品及其上的識別軟件也可以構成一個(gè)字符識別系統, 但是這種識別系統的識別速度受到攝像頭調焦的限制, 難以廣泛應用。文中提出的便攜式字符采集和識別系統, 其硬件平臺是基于接觸式圖像傳感器( C IS) 與ARM9處理器S3C2410,軟件平臺是基于嵌入式L inux 系統, 可以克服以上兩種設備的缺點(diǎn), 同時(shí)滿(mǎn)足方便性和快速性的要求。另一方面, 由于設備基于L inux 操作系統, 使得識別軟件的開(kāi)發(fā)和擴展可以脫離硬件, 大大提高識別系統的通用性。

　　1.圖像采集模塊

　　字符識別系統主要由圖像采集模塊和圖像處理模塊組成, 其中圖像采集模塊是整個(gè)系統的硬件核心,圖像采集的質(zhì)量直接影響系統的整體性能。線(xiàn)陣C IS每次掃描得到一行像素值, 配合運動(dòng)平臺的縱向運動(dòng)可以完成一幅二維圖像的掃描。為保證圖像采集的質(zhì)量, 必須精確控制運動(dòng)平臺與C IS 之間的工作匹配, 本系統以CPLD 作為圖像采集模塊的控制核心,CIS傳感器、步進(jìn)電機、ADC 以及高速緩存FIFO 在CPLD的控制協(xié)調下完成一幅圖像的采集、模數轉換和數據緩存。系統總體結構框圖如圖1所示。

圖1系統結構框圖。

　　1.1硬件平臺

　　( 1)ARM 處理器。

　　采用三星公司的ARM9系列S3C2410A 作為處理器, 工作頻率可達203MH z, 片上資源豐富, 可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求, 為圖像處理提供運行平臺并配合CPLD 完成圖像采集模塊的邏輯和讀寫(xiě)控制。

　　( 2)圖像傳感器及運動(dòng)平臺。

　　接觸式圖像傳感器( C IS) 具有體積小、重量輕、功耗低、結構緊湊、連接方便以及無(wú)阱深等優(yōu)點(diǎn), 在掃描儀等領(lǐng)域被廣泛應用。本系統采用SV643C10型C IS, 其物理分辨率600 dpi( 236 do t /mm ) , 有效掃描寬度292mm, 共688個(gè)傳感器像素單元, 其像素輸出頻率為5MH z。

　　運動(dòng)平臺由步進(jìn)電機和光電傳感器等組成, 光電傳感器實(shí)現對進(jìn)紙的檢測, 啟動(dòng)掃描。步進(jìn)電機控制掃描件換行, 配合C IS完成圖像的采集。

　　( 3)信號調理電路。

　　信號調理電路完成對C IS 輸出模擬信號的差分、放大等, 實(shí)現降噪和電壓匹配的作用。

　　( 4)高速A /D轉換器。

　　由于C IS的像素輸出頻率高于處理器內部的A /D轉換器, 所以本系統采用高速的外部ADC 器件TLC5540, 其最大采樣率40 MB s- 1, 擁有8 位分辨率。

　　( 5)數據緩存。

　　為了實(shí)現ADC 和ARM 的速度匹配, 提高系統工作效率, 在A(yíng)DC 與ARM 處理器之間加一個(gè)F IFO 存儲器作為高速數據緩存, 選用Averlog ic公司的1 MB8 bit的AL4V8M 440。

　　( 6) CPLD模塊。

　　實(shí)現圖像采集模塊的邏輯控制。為C IS傳感器提供的時(shí)鐘信號CP 和行轉移信號SP。為ADC 提供采集時(shí)鐘, 為FIFO 提供讀寫(xiě)控制和寫(xiě)時(shí)鐘等。