【文章內容簡介】 i)=EB(i) i=1， 2， 3， 4.......M (式 42） 式中 Eb(i) 即自上而下掃描 i列圖像時遇到的第一個黑色像素點的 y 軸坐標。如果所在列無字符，即無黑色像素點，則該列 Eb(i)為 0。 12 根據(jù)上述定義檢測到的索書號字符的上下輪廓如圖所示。在字符間的間隔處，則在上輪 廓存在凹結構，在下輪廓存在凸結構。上輪廓的離散差分為， TDp(i)=Tp(i+1)Tp(i), i=1， 2， 3， 4.......M1 （式 43） 下 輪廓的離散差分為： BDp(i)=Bp(i+1)Bp(i), i=1， 2， 3， 4.......M1 （式 44） 如 果 TDp(j)0,TDp(j+k)0,若 k≥2,i∈ (j,j+k),TDp(i)=0,則在 [j， j+k】內必然存在唯一的凹結構， 如果 BDp(j)0,BDp(j+k)0,若 k≥2,i∈ (j,j+k),BDp(i)=0,則在 [j， j+k】內必然存在唯一的凸結構， 如圖 41 所示為二值化的索書號圖像的上輪廓和下輪廓曲線，在凹凸輪廓實際檢測時，由于字符圖像受噪聲影響，字符的部分筆劃邊緣不光滑，會檢測到一些僅有 1， 2 個象素深度或高度的假凹輪廓或假凸輪廓。為了有效抑制筆劃邊緣不光滑的干擾影響，在檢測過程中，增 加了一個約束條件，即凹輪廓的深度和凸輪廓的高度必須大于等于 3 個象素。 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000510152025303540上輪廓 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100510152025303540下輪廓 圖 41（ a) 字符串上輪廓曲線 圖 41（ b) 字符串下輪廓曲線 4． 3． 2．字符高度和寬度的近似檢測 根據(jù)上輪廓和下輪廓的定義，可以檢測到各列字符高度 H(i)： H(i)=ET(i) EB(i) （式 44） 取字符串的最大高度為字符的近似高度 Hw： Hw=max[H(i)] （式 45） 字符串圖像的上下輪廓曲線表明： (1)非粘連字符的間隔處存在鮮明的凹凸結構； (2)絕大部分粘連字符在間隔處也會同樣存在凹凸結構； (3)絕大部分水平筆劃粘連的字符至少也會存在凹結構或凸結構。因此，可以采用凹凸結構的間距近似檢測單個字符的寬度 Gw. 由于凹凸結構受字符自身形狀和粘連情況的影響，如 I， I， l(小寫 L)和 1 等字符相對較窄， 而 M， N， V， W 等字符本身包含凹凸結構，從這 些字符檢測到的問距會偏小，而水平筆劃的字 符粘連會使檢測到的間距偏大，所以取凹結構間距和凸結構間距的中間值作為單個字符的近似寬度。設 n 個凹結構的位置集合為 {CT（ 1)， CT(2)， ...CT(n)}，凸結構位置集合為 {CB(1)， CB(2)， ...CB(m)},則凹結構和凸結構的間距分別為 : DCT(i)=CT(i)CT(i1),i=2,3,.......,n （式 46） DCB(i)=CB(i)CB(i1),i=2,3,.......,m （式 47） 為了將第一個凹結構和凸結構的間距包括在內，定義第一個凹結構和凸結構的間距為： DCT(1)=CT(1)Lc （式 48） DCB(1)=CB(1)Lc （式 49） 其中 Lc 為字符串的 起始列。 13 單個字符的寬度估計值為： Gw=med{DCT(1),...DCT(1),...DCB(1),...DCB(1)} （式 410） 由于受字符形態(tài)的影響，即使相同字體的字符，其寬度也有較大的變化，如字符 1和字符“ M”的寬度，而字符的高度保持基本保持一致。因此，字符高度的檢測比寬度檢測更加準確，一般來說印刷體的字符高度和寬度之間滿足如下關系； Gw= （式 411） 因此，如果當字符因干擾嚴重而無法準確檢測到字符寬度時，根據(jù)上述 (414)式關系，建立字符 寬度檢測的約束條件： ≤Gw≤ （式 412） 即當用凹凸結構輪廓檢測的字符寬度不能滿足式 (411）的約束關系時，用式 (412)估計字符寬度。 4． 3． 3．粘連索書號的切分 索書號字符粘連的類型主要是簡單粘連。上下輪 廓的凹凸結構位置作為可能的切分列，在如 在約束條件的作用下進行切分： 同一索書號的字符尺寸大小相同，則每個字符的寬度 Lw 應該在一定范圍內，即 : ≤Lw≤ （式 413） 在上述約束條件的作用下，切分算法如下所示。切分的步驟如下： 第一步：為非粘連字符的切分。檢測上輪廓的凹結構，若第 i 個凹結構的 Tp(CT(i))=0，則 i 凹結構為非粘連字符的間隔，切分后所得的字符區(qū)域為 {Pl， P2.......Pn)。 第二步：在上述切分的基礎進行粘連字符的切分。 ．字符筆畫變形的修復 粘連字符的切分是對字符變形的糾正，但并不是正確的切分就能完全修復字符筆劃的變形。 如圖 55 所示，正確的切分后，字符“ 3”的變形。由于索書號字符串的字符筆劃寬度接近相等， 粘連筆劃切分后同樣應該滿足該條件 : Rw=min{SL/SR,SR/SL} （式 414） 若 Rw≤，若 Rw≤ ，則消除 筆劃寬度較小的筆劃。有時切分，會使上式中的 SR 或 SL 為 0，無法進行計算分析，因此，當其中任意一值為 0時，則令 Rw=1。經(jīng)過筆劃修復后，字符‘ 3’可以回復筆劃形。 實驗結果分析 字符寬度和高度的估計準確與否直接影響算法的切分結果。首先驗證算法對字符寬度和高度估計的準確性。由于不同尺寸大小、不同字符的文字筆畫粗不同，而且受文字結構自身變化的影響即使同一個文字，其字符寬度也不是保持某一個恒定的值。為此，采用 Wo+1 個像素的范圍來衡量字符寬度估計的準確性。 索書號字符的估計寬度 Gw為 22 個象素，字符串中最大字符的寬度為 28 個象 素，晟小字符的寬度為 20 個像素，字符的估計高度 Hw為 29 個象素，字符串的字符寬度均在合 理范圍內。 50 本書共有字符 377 個，若不考慮 1 和 J 等過窄字符，字符的真實寬度均在估計 范圍內。其中粘連的字符有 115 個，有 107 個準確切分，其中有 5 個字符經(jīng)過切分后的筆劃修復 回復字形， 8 個字符發(fā)生錯誤切分，切分準確率為 93% 通過實驗和分析發(fā)現(xiàn)，粘連字符發(fā)生錯誤切分的主要類型是字符 M、 N 和 l、 T 以及 7 等發(fā) 生水平筆劃粘連。在凹凸輪廓結構分析選擇切分路徑時，容易在 M 和 N 的兩邊的豎直筆劃處發(fā) 生錯誤切分。如圖所示為索書號二值圖像的部分切割的字符。 14 圖 42 字符‘ 4’ 圖 43 字符‘ 7’ 圖 44 字符‘ 3’ 15 5 字符識別 采用數(shù)字字符輪廓解構特征和統(tǒng)計特征相結合的方法，并從中選出穩(wěn)定 的局部特征，理由結夠語句識別的方法進行數(shù)字的識別，能夠實現(xiàn)不同字體索書號多種字體數(shù)字的準確識別，同事還提高了識別的速度。 字符輪廓定義 由于受噪聲和隨機污點的干擾，以及二值化和粘連字符處理會一起字符的變形。為了盡量減少這種變形對星系特征的干擾，或者從變形的字符中提取可靠的特征子女系，講字符的整體輪廓分解為底部，頂部，左側和右側 4 個方向的輪廓特征來描述，是的當其中某部位的筆畫發(fā)生變形是，不會改變或者減少對其他部位特征的影響。 左側輪廓（ LP(k),k=1,2.....M)定義為字符最左側邊界 像素點的遂平方向坐標值。 LP(i)=min｛ x/P(x,y),y=i} i=1,2.....M （式 51） 式中 P(x,y)表示圖像坐標為（ x,y）的像素點，同理，右輪廓（ RP(k),k=1,2...M) 定義為字符最右側邊界像素點的遂平方向坐標值。 RP(i)=min｛ x/P(x,y),y=i} i=1,2.....M （式 52） 相應地，頂部輪廓（ TP（ k),k=1,2.......N)定義為字符最高邊界像素點的垂直方向坐標值。底部輪廓（ BP（ k),k=1,2.......N)定義為字符最低邊界像素點的垂直方向坐標值。 TP(i)=min｛ y/P(x,y),y=j} j=1,2.....N （式 53） BP(i)=min｛ y/P(x,y),y=j} j=1,2....N （式 54） 為了描述輪廓的變化特征，定義四個方向輪廓的一階微分： LPD=LP(i+1)LP(i) RPD=RP(i+1)RP(i) （式 55） TPD=TP(j+1)TP(j) BPD=BP(j+1)BP(j) 式中 i=1,2.....M1， j=1,2....N1 結構基元 索書號印刷體數(shù)字比較簡單，可以由 5個基本基元組成，分別為：突變 (P)、豎直 (v)、左斜 (L)、右斜 (R)和圓弧 (C)。左右兩側的輪廓，結構基元按照從上到下的順序組合排列；頂部和底部輪廓的結構基元，按照從左到右的順序組合排列。以左則輪廓為例，定義上述基本單元： （ 1） 豎直 定義：假設 SL,SV和 SR分別表示某側輪廓一階微分值大于 0，等于 0，小于 0的個數(shù)，若 SR=0,SL=0,則解構為 V （ 2） 左斜 定義：假設 SL,SV和 SR 分別表示某側輪廓一階微分值大于 0，等于 0，小于 0的個數(shù)，若 SR=0,SL大于閾 值 TL,則解構為 L （ 3） 右斜 定義： 假設 SL,SV和 SR分別表示某側輪廓一階微分值大于 0，等于 0，小于 0的個數(shù)，若 SR=0,SL大于閾值 TR,則解構為 R （ 4） 圓弧 定義： 假設 SL,SV 和 SR分別表示某側輪廓一階微分值大于 0，等于 0，小于 0 的個數(shù)，若 SR大于 16 閾值 RT， SL大于閾值 LT，則解構為 C。 （ 5） 突變 連續(xù)的字符輪廓，其一階微分值的變化量比較小，而當字符輪廓不連續(xù)時，其一階微分值相對比較大。因此，定義：當輪廓的異界微分值超過 PT 時則字符輪廓有突變，即為結構 P。 基元的檢測