本發(fā)明涉及圖像處理和識(shí)別的，具體地，涉及高溫板坯噴印字符識(shí)別系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，傳統(tǒng)字符識(shí)別技術(shù)已日臻完善，尤其在穩(wěn)定光照條件下的固定圖像識(shí)別場(chǎng)景中表現(xiàn)卓越，但在高溫板坯生產(chǎn)環(huán)境中，新生產(chǎn)的板坯因高溫產(chǎn)生的紅光干擾，使得相機(jī)捕獲的板坯號(hào)圖像模糊不清，進(jìn)而嚴(yán)重影響了板坯號(hào)的識(shí)別準(zhǔn)確性。因此，解決這一問(wèn)題對(duì)于擴(kuò)大圖像識(shí)別技術(shù)在高溫板坯生產(chǎn)等紅光干擾工業(yè)場(chǎng)景下的應(yīng)用至關(guān)重要。

2、隨著中國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)于高溫板坯字符識(shí)別技術(shù)的需求日益增長(zhǎng)。中國(guó)的鋼鐵企業(yè)正在尋求通過(guò)自動(dòng)化和智能化技術(shù)來(lái)提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，從而降低成本和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和高校正在積極開(kāi)展相關(guān)技術(shù)的研究，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、圖像處理等技術(shù)，開(kāi)發(fā)能夠在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作的字符識(shí)別系統(tǒng)。

3、在全球范圍內(nèi)，高溫板坯字符識(shí)別技術(shù)是智能制造和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)和日本等在這一領(lǐng)域擁有較為成熟的技術(shù)和產(chǎn)品。國(guó)際上的一些大型鋼鐵企業(yè)和自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商，已經(jīng)將高溫板坯字符識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化和質(zhì)量的提高。

4、在公開(kāi)號(hào)為cn117688162a的專利文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種基于ocr識(shí)別的全文檢索方法及系統(tǒng)，將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可檢索的文本數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了待入庫(kù)文件的自動(dòng)錄入以及自動(dòng)校對(duì)，完成對(duì)文本內(nèi)容的全面檢索幫助用戶快速、準(zhǔn)確地找到所需的信息，提高信息檢索的效率和準(zhǔn)確性。該發(fā)明是對(duì)傳統(tǒng)文本進(jìn)行識(shí)別，不適用于工業(yè)場(chǎng)景。

5、在公開(kāi)號(hào)為cn116824225a的專利文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種基于注意力機(jī)制的改進(jìn)手寫(xiě)體板坯號(hào)識(shí)別方法，結(jié)合復(fù)雜生產(chǎn)場(chǎng)景對(duì)手寫(xiě)體板坯號(hào)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，保證模型輸入圖片質(zhì)量；利用殘差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊提取圖片特征；雙向長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)提取基于圖像的序列特征；最后基于注意力機(jī)制捕獲序列內(nèi)的信息流，對(duì)每個(gè)字符的特征進(jìn)行整合形成文本特征向量以預(yù)測(cè)輸出序列。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)鋼板表面手寫(xiě)板號(hào)識(shí)別任務(wù)準(zhǔn)確率達(dá)到93.49％，結(jié)果表明算法可行有效，滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。該發(fā)明的識(shí)別情況可以實(shí)現(xiàn)手寫(xiě)識(shí)別，但識(shí)別不了高溫板坯，且識(shí)別率低于95％。

6、在公開(kāi)號(hào)為cn116052151a的專利文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種基于深度學(xué)習(xí)的板坯編號(hào)識(shí)別方法，包括以下步驟：獲取現(xiàn)場(chǎng)板坯行進(jìn)過(guò)程的視頻錄像，對(duì)視頻錄像進(jìn)行按幀截取獲得大量帶有板坯編號(hào)的圖像；對(duì)每張板坯圖像上的板坯號(hào)進(jìn)行標(biāo)注，制作板坯號(hào)識(shí)別模型訓(xùn)練所需的數(shù)據(jù)集；訓(xùn)練調(diào)試識(shí)別模型；現(xiàn)場(chǎng)部署識(shí)別模型，每次識(shí)別整個(gè)軌道車經(jīng)過(guò)的一段視頻，最后處理匹配結(jié)果，并得到板坯個(gè)數(shù)和對(duì)應(yīng)的板坯號(hào)。該發(fā)明是基于深度學(xué)習(xí)進(jìn)行識(shí)別，沒(méi)實(shí)現(xiàn)高溫板坯識(shí)別。

7、因此，需要提出一種新的技術(shù)方案以改善上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高溫板坯噴印字符識(shí)別系統(tǒng)和方法。

2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種高溫板坯噴印字符識(shí)別系統(tǒng)，包括：操作終端、輥道控制系統(tǒng)、過(guò)程控制系統(tǒng)、通信模塊、工業(yè)相機(jī)、圖像識(shí)別模塊和圖像處理模塊；所述操作終端、輥道控制系統(tǒng)、過(guò)程控制系統(tǒng)、通信模塊、工業(yè)相機(jī)、圖像識(shí)別模塊和圖像處理模塊之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接組成業(yè)務(wù)功能系統(tǒng)，其中：

3、所述工業(yè)相機(jī)安裝在板坯運(yùn)輸輥道上方，用于捕捉板坯噴印字符的圖像；

4、所述圖像處理模塊使用線性擴(kuò)展算法對(duì)捕捉到的圖像進(jìn)行強(qiáng)光抑制處理；

5、所述圖像識(shí)別模塊采用ocr字符識(shí)別算法對(duì)處理后的圖像進(jìn)行字符識(shí)別。

6、優(yōu)選地，所述線性擴(kuò)展算法通過(guò)拉伸圖像中低灰度和高灰度區(qū)域的間隔，并壓縮中等灰度區(qū)域，擴(kuò)展圖像的動(dòng)態(tài)范圍；使用不同快門(mén)速度捕捉多幅圖像，并從圖像中提取相同位置的細(xì)節(jié)信息，合成新的圖像。

7、優(yōu)選地，所述合成新的圖像的方法是對(duì)兩幅圖像的灰度值進(jìn)行線性加權(quán)，形成新的灰度值gf(x,y)：

8、gf(x,y)＝a1g1(x,y)+a2g2(x,y)

9、其中，a1和a2是權(quán)值，根據(jù)圖像的灰度值和預(yù)設(shè)的界限條件進(jìn)行計(jì)算。

10、優(yōu)選地，所述權(quán)值a1和a2的計(jì)算根據(jù)以下公式進(jìn)行：

11、當(dāng)[g1(x,y)+g2(x,y)]/2<＝tmin時(shí)，a1＝[g1(x,y)+g2(x,y)]/(4tmin)，a2＝1-a1；

12、當(dāng)tmin<＝[g1(x,y)+g2(x,y)]/2<＝tmax時(shí)，a1＝a2＝0.5；

13、當(dāng)[g1(x,y)+g2(x,y)]/2>＝tmax時(shí)，a2＝[256-(g1(x,y)+g2(x,y))/2]/2(256-tmax)，a1＝1-a2；

14、其中，tmin和tmax是預(yù)設(shè)的灰度閾值。

15、優(yōu)選地，所述圖像識(shí)別模塊通過(guò)ocr字符識(shí)別算法對(duì)處理后的圖像進(jìn)行字符識(shí)別，并將識(shí)別結(jié)果通過(guò)通信模塊反饋至過(guò)程控制系統(tǒng)。

16、優(yōu)選地，所述過(guò)程控制系統(tǒng)用于接收輥道控制系統(tǒng)發(fā)送的板坯到位信息，判定板坯的到位信號(hào)后，下發(fā)識(shí)別信號(hào)，并接收?qǐng)D像識(shí)別模塊的識(shí)別結(jié)果，與生產(chǎn)實(shí)績(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)判定，存儲(chǔ)識(shí)別結(jié)果和判定結(jié)果到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

17、優(yōu)選地，所述操作終端用于連接到過(guò)程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取板坯噴印字符識(shí)別結(jié)果、判定結(jié)果以及統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，并通過(guò)應(yīng)用畫(huà)面進(jìn)行展示。

18、本發(fā)明還提供一種高溫板坯噴印字符識(shí)別方法，所述方法應(yīng)用上述中的高溫板坯噴印字符識(shí)別系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟：

19、步驟s1：將工業(yè)相機(jī)安裝在板坯運(yùn)輸輥道上方，捕捉板坯噴印字符的圖像；

20、步驟s2：輥道控制系統(tǒng)將板坯移動(dòng)到固定識(shí)別位置后，發(fā)送到位信息給過(guò)程控制系統(tǒng)；

21、步驟s3：過(guò)程控制系統(tǒng)判定板坯到位后，下發(fā)識(shí)別信號(hào)，調(diào)用圖像處理模塊對(duì)捕捉到的圖像進(jìn)行處理；

22、步驟s4：圖像處理模塊使用線性擴(kuò)展算法對(duì)圖像進(jìn)行強(qiáng)光抑制處理，消除高溫板坯帶來(lái)的紅光影響；

23、步驟s5：圖像識(shí)別模塊采用ocr字符識(shí)別算法對(duì)處理后的圖像進(jìn)行字符識(shí)別，將識(shí)別結(jié)果反饋給過(guò)程控制系統(tǒng)。

24、優(yōu)選地，所述步驟s4中的線性擴(kuò)展算法的處理步驟包括：使用不同快門(mén)速度捕捉多幅圖像，提取相同位置的細(xì)節(jié)信息，并根據(jù)圖像的灰度值和預(yù)設(shè)的界限條件計(jì)算權(quán)值，對(duì)兩幅圖像的灰度值進(jìn)行線性加權(quán)，合成新的圖像。

25、優(yōu)選地，所述步驟s5中過(guò)程控制系統(tǒng)接收識(shí)別結(jié)果后，與生產(chǎn)實(shí)績(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)判定，將識(shí)別結(jié)果、判定結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，供后續(xù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及結(jié)果展示使用。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

27、1、本發(fā)明通過(guò)拉伸圖像中低灰度和高灰度區(qū)域的間隔，并壓縮中等灰度區(qū)域，有效消除了高溫板坯帶來(lái)的紅光影響，從而顯著提升了字符識(shí)別的準(zhǔn)確性，使得字符識(shí)別技術(shù)能夠在高溫紅光干擾的工業(yè)場(chǎng)景下穩(wěn)定工作，滿足了鋼鐵企業(yè)等制造行業(yè)對(duì)于高精度字符識(shí)別的需求；

28、2、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了板坯號(hào)的自動(dòng)識(shí)別，通過(guò)工業(yè)相機(jī)抓拍、圖像處理、字符識(shí)別等步驟，系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地識(shí)別出板坯號(hào)，并將識(shí)別結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)績(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)判定，減少了人工干預(yù)，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；

29、3、本發(fā)明不僅適用于高溫板坯生產(chǎn)環(huán)境，還可以推廣到其他存在強(qiáng)光干擾的工業(yè)場(chǎng)景中，通過(guò)調(diào)整線性擴(kuò)展算法的權(quán)值等參數(shù)，系統(tǒng)可以適應(yīng)不同光照條件下的圖像識(shí)別需求，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和靈活性。