LabVIEW OCR 實(shí)現車(chē)牌識別（實(shí)戰篇—3）

OCR（光學(xué)字符識別）是指機器自動(dòng)從圖像中識別文本字符的過(guò)程，OCR機器視覺(jué)系統可用于對被測件的識別和分類(lèi)。常見(jiàn)的識別應用包括：****品包裝標簽識別、IC芯片編碼讀取、沖壓零件上的字符識別、汽車(chē)零件編碼讀取以及車(chē)牌識別等。

OCR從本質(zhì)上可看作是目標分類(lèi)和識別的一種實(shí)際應用，因此它也包括訓練和分類(lèi)過(guò)程。

OCR訓練過(guò)程主要從圖像中提取用于字符識別的特征向量，并對各字符圖像賦予準確的字符值。具有相同字符值的字符樣本圖像構成一個(gè)字符類(lèi)（Character Class），該類(lèi)可以用其中一個(gè)最能代表該類(lèi)字符的樣本圖像來(lái)代表，稱(chēng)為參考字符（Reference Character）。字符訓練完成后，就可得到一個(gè)用于對字符進(jìn)行識別的字符集（Character Set）。

OCR對圖像中的文本進(jìn)行讀取時(shí)，會(huì )先將圖像中的各個(gè)字符圖像分割開(kāi)來(lái)，并將字符的特征向量與字符集中保存的特征向量進(jìn)行對比，選取滿(mǎn)足條件的最佳匹配向量所對應的字符值作為讀取識別結果。若有必要，也可以通過(guò)字符驗證過(guò)程對OCR的識別質(zhì)量進(jìn)行驗證。

下圖對OCR應用及OCR的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行匯總：

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字符數據集訓練

和目標分類(lèi)過(guò)程類(lèi)似，要能使OCR過(guò)程正確讀取或驗證文本，就需要先使用字符樣本對分類(lèi)器進(jìn)行訓練。訓練過(guò)程一方面從字符樣本圖像中提取字符特征，另一方面將不同字符特征與字符值（相當于類(lèi)標識）進(jìn)行關(guān)聯(lián)映射。訓練結束后，字符特征及對應的字符值連同其他與字符識別相關(guān)的信息被一并保存在字符集文件中，用于后續的文本識別過(guò)程。從分類(lèi)識別的角度來(lái)看，訓練得到的字符集文件就相當于分類(lèi)器。

字符的屬性參數決定了OCR訓練和文本讀取驗證過(guò)程以何種方式分割字符。

常用的字符屬性包括字符的邊界長(cháng)和寬，字符間距、字符占像素的多少（又稱(chēng)為字符大?。┑?。字符間距若設置得太大，則OCR過(guò)程可能會(huì )將多個(gè)字符當成一個(gè)字符。點(diǎn)陣或字段類(lèi)字符可認為是由多個(gè)元素（Element)構成。這種情況下，各元素之間的橫向或縱向間隔是較為重要的字符屬性之一。元素間的間隔若設置過(guò)大，則字符圖像可能會(huì )包含多余的圖像顆粒;而若元素間的間隔設置過(guò)小，則字符圖像可能并不完全。無(wú)論哪種情況，都會(huì )造成要識別的字符與其對應圖像不能匹配。

Nl Vision提供了兩種OCR字符集訓練方法，一是使用NI OCR訓練器應用程序離線(xiàn)完成字符集訓練，二是使用程序代碼在運行時(shí)完成字符集訓練。

下圖顯示了NI OCR訓練器（位于：National InstrumentsVisionUtilityOCR Training InterfaceOCR Training.exe）用來(lái)設置字符屬性的界面，以及兩種OCR無(wú)法正確識別字符的示例。由于示例中字符元素橫向間隔設置過(guò)小，因此點(diǎn)陣字符O和R無(wú)法被完整識別。而由于字符間隔設置過(guò)大，OCR 3個(gè)字符被當成了一個(gè)字符。

也可以在程序代碼中使用位于LabVIEW的視覺(jué)與運動(dòng)→Machine Vision→OCR函數選板的IMAQ OCR Property讀取或配置OCR的各種字符屬性信息或形態(tài)學(xué)處理參數，如下所示：

函數說(shuō)明及使用可參見(jiàn)幫助手冊： 

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識別與驗證

在OCR應用中，文字識別或驗證過(guò)程實(shí)際上就是基于訓練得到的字符集信息對字符分類(lèi)的過(guò)程。OCR的字符集既可由Nl OCR訓練器應用程序離線(xiàn)訓練得到，也可由程序代碼在運行時(shí)訓練獲得。從圖像中識別文字時(shí)，OCR程序先分割出各字符，并將其特征與字符集中的字符特征進(jìn)行對比，返回與之最接近的字符所在類(lèi)的字符值。

通過(guò)一個(gè)車(chē)牌識別實(shí)例了解OCR的應用方法，程序設計思路如下所示：

• 程序先使用IMAQOCR Read Character Set File讀取事先由NI OCR訓練器訓練得到的字符集文件TO-LlC.abc中的字符信息，然后由While循環(huán)逐一識別文件夾中的車(chē)牌圖像，從中識別車(chē)牌號碼；

• 在While循環(huán)中，程序將圖像讀入內存后，先刪除所有圖像中的疊加圖層，然后由IMAQ OCR Read Text 3從設定的ROI中識別車(chē)牌；

• IMAQ Overlay ROI可以根據識別到字符的邊界矩形，在圖像中用紅色矩形框出各字符；

• 當退出按鈕被按下時(shí)，程序退出While循環(huán)，并在釋放內存空間、丟棄OCR會(huì )話(huà)后結束程序。

程序實(shí)現如下所示：