基于可穿戴計(jì)算機(jī)設(shè)備的字符快速識(shí)別系統(tǒng)及其識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可穿戴計(jì)算機(jī)設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種基于可穿戴計(jì)算機(jī)的字符 快速識(shí)別系統(tǒng)及其識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 可穿戴計(jì)算機(jī)是一種新型的個(gè)人移動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)，具有非限制性、非獨(dú)占性、可觀 性、可控性、環(huán)境感知性和交流性的特點(diǎn)?？纱┐饔?jì)算機(jī)通過穿戴在使用者身上，與人體緊 密結(jié)合，感知人體的物理活動(dòng)，為用戶提供準(zhǔn)確地、個(gè)性化的信息服務(wù)?？纱┐饔?jì)算機(jī)在日 常生活、醫(yī)療和工業(yè)等領(lǐng)域有著重要的用途。
[0003] 雖然，石欣、張濤在《儀器儀表學(xué)報(bào)》2012年3月發(fā)表的論文《一種可穿戴式跌倒 檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)了一種基于壓力傳感器的便攜裝置對(duì)人體跌倒活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)。鄧翔、佃 松宜、翁桃在《傳感器與微系統(tǒng)》2013年2月發(fā)表的論文《基于FSR的可穿戴式足底壓力檢 測(cè)系統(tǒng)》提出了一種可穿戴式足底壓力檢測(cè)系統(tǒng)。這些已經(jīng)研發(fā)的可穿戴計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要 用于測(cè)量人體跌倒和足底壓力等參數(shù)變量，而不具有字符識(shí)別功能。
[0004] 因此，目前亟需一種適用于可穿戴計(jì)算機(jī)的字符識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)采集 圖像數(shù)據(jù)，應(yīng)用低功耗的紫蜂無線通訊技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，快速、準(zhǔn)確地識(shí)別英文字母和阿 拉伯?dāng)?shù)字等字符，為用戶提供高質(zhì)量的信息服務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決了可穿戴計(jì)算機(jī)的無線傳輸和字符快速識(shí)別問題，提高了字符識(shí)別的 計(jì)算速度和準(zhǔn)確率，提出了一種可穿戴計(jì)算機(jī)的字符快速識(shí)別系統(tǒng)及其識(shí)別方法。本發(fā)明 將紫蜂無線通訊技術(shù)與可穿戴計(jì)算機(jī)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)的無線傳輸和字符識(shí)別功 能。
[0006] 本發(fā)明提出了一種基于可穿戴計(jì)算機(jī)設(shè)備的字符快速識(shí)別系統(tǒng)，包括：圖像數(shù)據(jù) 采集單元、字符識(shí)別單元和字符顯示單元，所述圖像數(shù)據(jù)采集單元、所述字符識(shí)別單元和所 述字符顯示單元設(shè)置在可穿戴計(jì)算機(jī)設(shè)備上；所述圖像數(shù)據(jù)采集單元與所述字符識(shí)別單元 之間采用紫蜂無線通訊協(xié)議通信，所述圖像數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集圖像數(shù)據(jù)并通過紫蜂無 線通訊協(xié)議將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給所述字符識(shí)別單元；所述字符識(shí)別單元與所述字符顯示單元 連接，所述字符識(shí)別單元用于計(jì)算和識(shí)別所述圖像數(shù)據(jù)中的字符識(shí)別結(jié)果，并將所述字符 識(shí)別結(jié)果發(fā)送至所述字符顯示單元；所述字符顯示單元接收所述字符識(shí)別結(jié)果后顯示相應(yīng) 的字符。
[0007] 本發(fā)明所述字符快速識(shí)別系統(tǒng)中，所述圖像數(shù)據(jù)采集單元包括成像模塊、視頻信 號(hào)處理模塊和第一紫蜂無線通訊模塊；所述成像模塊與所述視頻信號(hào)處理模塊連接，所述 成像模塊采集圖像后，所述視頻信號(hào)處理模塊生成圖像數(shù)據(jù)；所述視頻信號(hào)處理模塊與所 述第一紫蜂無線通訊模塊連接，通過紫蜂無線通訊協(xié)議將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給所述字符識(shí)別單 J Ll 〇
[0008] 本發(fā)明所述字符快速識(shí)別系統(tǒng)中所述字符識(shí)別單元包括第二紫蜂無線通訊模塊 和處理模塊；所述處理模塊與所述第二紫蜂無線通訊模塊連接，所述第二紫蜂無線通訊模 塊通過紫蜂無線通訊協(xié)議從所述圖像數(shù)據(jù)采集單元接收所述圖像數(shù)據(jù)后傳輸給所述處理 模塊；所述處理模塊配置有字符模板庫，通過計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù)中的字符結(jié)構(gòu)，并將所述字 符結(jié)構(gòu)與所述字符模板庫相比較，獲得字符識(shí)別結(jié)果發(fā)送至所述字符顯示單元。
[0009] 本發(fā)明所述字符快速識(shí)別系統(tǒng)中所述字符顯示單元包括圖像加速模塊和顯示模 塊；所述圖像加速模塊與所述顯示模塊相連，其用于對(duì)所述字符識(shí)別結(jié)果的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行 快速處理，所述顯示模塊顯示對(duì)應(yīng)的字符。
[0010] 本發(fā)明還提出了一種字符快速識(shí)別方法，利用所述字符快速識(shí)別系統(tǒng)，包括如下 步驟：
[0011] 步驟一：所述圖像數(shù)據(jù)采集單元采集圖像數(shù)據(jù)，通過紫蜂無線通訊協(xié)議將圖像數(shù) 據(jù)發(fā)送給所述字符識(shí)別單元；
[0012] 步驟二：所述字符識(shí)別單元計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù)中像素點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)三色的數(shù)值；
[0013] 步驟三：根據(jù)所述數(shù)值計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù)中各像素點(diǎn)的灰度值；
[0014] 步驟四：比較所述灰度值與灰度閾值，灰度值高于或低于灰度閾值的像素點(diǎn)在所 述圖像數(shù)據(jù)中形成字符結(jié)構(gòu)；
[0015] 步驟五：所述字符識(shí)別單元將所述字符結(jié)構(gòu)在所述字符模板庫中進(jìn)行比對(duì)，得到 匹配度最高的字符生成字符識(shí)別結(jié)果；
[0016] 步驟六：所述字符顯示單元顯示所述字符識(shí)別結(jié)果所對(duì)應(yīng)的字符。
[0017] 本發(fā)明所述字符快速識(shí)別方法中，所述步驟四中，所述灰度閾值采用自適應(yīng)優(yōu)化 方法計(jì)算得到，包括如下步驟：
[0018] 步驟一：計(jì)算對(duì)應(yīng)圖像的灰度值的最大值rmax;
[0019] 步驟二：計(jì)算對(duì)應(yīng)圖像的灰度值的最小值rmin;
[0020] 步驟三：計(jì)算灰度閾值T，T = (rmax+rmin) /2, T的取值范圍為[0, 255]。
[0021] 此方法可以根據(jù)對(duì)應(yīng)圖像的不同自適應(yīng)計(jì)算最佳的灰度閾值。
[0022] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0023] 本發(fā)明的可穿戴計(jì)算機(jī)的字符快速識(shí)別系統(tǒng)，具有低功耗、無線圖像數(shù)據(jù)傳輸、識(shí) 別速度快、識(shí)別準(zhǔn)確率高、可擴(kuò)展性高等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明基于可穿戴計(jì)算機(jī)的字符快速識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 如圖1所示，本發(fā)明基于可穿戴計(jì)算機(jī)設(shè)備的字符快速識(shí)別系統(tǒng)，包括：圖像數(shù)據(jù) 采集單元1、字符識(shí)別單元2和字符顯示單元3,圖像數(shù)據(jù)采集單元1、字符識(shí)別單元2和字 符顯示單元3設(shè)置在可穿戴計(jì)算機(jī)設(shè)備上。圖像數(shù)據(jù)采集單元1與字符識(shí)別單元2之間采 用紫蜂無線通訊協(xié)議通信，圖像數(shù)據(jù)采集單元1實(shí)時(shí)采集圖像數(shù)據(jù)并通過紫蜂無線通訊協(xié) 議將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給字符識(shí)別單元2。字符識(shí)別單元2與字符顯示單元3連接，字符識(shí)別單 元2用于計(jì)算和識(shí)別圖像數(shù)據(jù)中的字符識(shí)別結(jié)果，并將字符識(shí)別結(jié)果發(fā)送至字符顯示單元 3。字符顯示單元3接收字符識(shí)別結(jié)果后顯示相應(yīng)的字符。
[0026] 以下對(duì)各單元的結(jié)構(gòu)和功能做詳細(xì)說明。
[0027] 圖像數(shù)據(jù)采集單元1包括成像模塊11、視頻信號(hào)處理模塊12和第一紫蜂無線通訊 模塊13。成像模塊11與視頻信號(hào)處理模塊12連接，成像模塊11采集圖像后，視頻信號(hào)處 理模塊12生成圖像數(shù)據(jù)。視頻信號(hào)處理模塊12與第一紫蜂無線通訊模塊13連接，通過紫 蜂無線通訊協(xié)議將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給字符識(shí)別單元2。更為具體地，本【具體實(shí)施方式】中，成像 模塊11采用型號(hào)為Sony 673的C⑶芯片，視頻信號(hào)處理模塊12采用型號(hào)為Sony 4140的 視頻信號(hào)處理器芯片，經(jīng)成像模塊11和視頻信號(hào)處理模塊12所獲得的圖像數(shù)據(jù)的最大有 效像素為57萬，水平清晰度為700電視線。第一紫蜂無線通訊模塊13采用紫蜂無線通訊 芯片 CC2530。
[0028] 字符識(shí)別單元2包括第二紫蜂無線通訊模塊21和處理模塊22。處理模塊22與 第二紫蜂無線通訊模塊21連接，第二紫蜂無線通訊模塊21通過紫蜂無線通訊協(xié)議從圖像 數(shù)據(jù)采集單元1接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)后傳輸給處理模塊22。處理模塊22配置有字符模板庫，通 過計(jì)算圖像數(shù)據(jù)中的字符結(jié)構(gòu)，并將字符結(jié)構(gòu)與字符模板庫相比較，獲得字符識(shí)別結(jié)果發(fā) 送至字符顯示單元3。更為具體地，本【具體實(shí)施方式】中，處理模塊22選用Intel Z510處理 器，第二紫蜂無線通訊模塊21選用紫蜂無線通訊芯片CC2