本发明属于led数码管识别领域，具体涉及一种数码管字符识别方法及装置。
背景技术：
1、led数码管是发光二极管按照一定的方式排列的数目显示器，最常见的使用途径是通过7段法组合成数字0到9，由于led数码管具有显示清晰，耗电量少，容积小，稳定性高，易与其他电路设备连接等优点，因此，广泛应用于各种显示仪器，数控设备中。在具体生产作业中，经常需要对随时对数码管上的字符串进行记录，随着出图像处理和计算机视觉领域的发展，能够逐渐通过计算机对采集的led数码管字符自动识别，这样不仅提高生产效率，也减少了人力的成本的投入；为避免计算机识别误差导致的数据记录错误，对计算机识别的准确性要求较高。
2、目前实现led数码管识别主要有两种方法：深度学习和传统图像处理方法。深度学习虽然具有很好的性能优势，但是为提高计算效率，对设备硬件要求较高，算法本身通常也较为复杂，增加了计算成本。传统的图像处理方法主要采用7段识别法，即依次匹配数码管的各段，然后统计发光的字段，最终组合形成显示的数字；这种方法虽然实现简单，但是对图像质量要求较高，字符定位稍有不准或者图像照射角度偏差较大，均会影响识别的准确性。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种数码管字符识别方法及装置，用于解决现有的数码管识别方法识别准确性受图像质量影响较大的问题。
2、为了实现上述目的，本发明提供了一种数码管字符识别方法，步骤如下：
3、1)获取设备装置上的显示屏图像，截取各个包含单个字符的图像；
4、2)对包含单个字符的图像进行图像处理，得到由字符部分和字符以外的背景部分构成的字符特征图像；
5、3)识别字符特征图像中是否存在小数点；若存在，则去除小数点后，进行步骤4)；若不存在，则直接进行步骤4)；
6、4)扫描不包含小数点的字符特征图像，确定字符部分的左上、右上和右下角点，通过仿射变换，将所述不包含小数点的字符特征图像矫正到指定的正向位置；
7、5)对矫正后的字符特征图像进行剪裁，以去除多余背景信息；对剪裁后的字符特征图像进行识别，确定该字符特征图像表示的字符内容。
8、该字符识别方法以字符的三个角点为参照，在识别前对字符图像进行矫正，避免了图像照射角度存在偏差导致字符倾斜所带来的误识别；对矫正后的字符特征图像进行剪裁去除多余背景信息，能够减少背景部分对字符部分识别的影响；并且该方法通过提取去除小数点的方式，避免在进行字符特征图像矫正时将小数点部分的像素错误识别为角点，导致矫正结果产生偏差，也避免了小数点的位置被识别为字符的一部分导致的识别误差。
9、进一步地，所述字符特征图像背景部分像素点的像素值均小于第一阈值，字符部分像素点的像素值均大于第二阈值；所述第一阈值小于第二设定阈值；
10、或者，字符特征图像字符部分像素点的像素值均小于第一阈值，背景部分像素点的像素值均大于第二阈值；所述第一阈值小于第二设定阈值。
11、进一步地，识别字符特征图像中是否存在小数点的具体方式为：
12、在字符特征图像的右下角选取设定大小的区域，统计该区域内的像素点总数目以及属于字符部分的像素点数目，根据所述属于字符部分的像素点数目占该区域内的像素点总数目的比例判断是否存在小数点。
13、进一步地，确定字符部分的左上、右上和右下角点的具体方式为：
14、从字符特征图像最上方一行像素开始，逐行从左到右搜索，将搜索到的第一个属于字符部分的像素点位置作为字符部分的左上角点；从字符特征图像最上方一行像素开始，逐行从右到左搜索，将搜索到的第一个属于字符部分的像素点位置作为字符部分的右上角点；从字符特征图像最下方一行像素开始，逐行从右到左搜索，将搜索到的第一个属于字符部分的像素点位置作为定位字符部分的右下角点。
15、进一步地，步骤4)中，在扫描前先对不包含小数点的字符特征图像进行剪裁，以去除多余背景信息。
16、进一步，进行剪裁的方式为：
17、对字符特征图像上下逐行扫描，分别确定字符特征图像中包含字符部分像素点的最上方一行和最下方一行的位置，将所述最上方一行位置以上的部分与所述最下方一行位置以下的部分裁剪去除。
18、进一步地，为使得获取的字符特征图像中字符部分和背景部分的差异更明显，降低识别时将字符部分与背景部分像素点混淆的可能性，步骤2)中图像处理的方式具体为：
19、若包含单个字符的图像为灰度图像，则直接对该图像采用gauss滤波算法，以去除图像噪声；若包含单个字符的图像为彩色图像，则先将该图像转化为灰度图像，再采用gauss滤波算法，以去除图像噪声；
20、对处理后的灰度图像进行二值化操作，将该图像按照像素值的大小分为背景部分和字符部分，将背景部分像素点的像素值重新设置为0，字符部分像素点的像素值重新设置为255；或者，将背景部分像素点的像素值重新设置为255，字符部分像素点的像素值重新设置为0；
21、对二值化后的图像进行形态学运算，对图像进行腐蚀或膨胀操作，使字符部分的边界更明显。
22、进一步地，步骤1)中，截取各个包含单个字符的图像的方式如下：
23、根据预先保存的模板图像，采用sift匹配算法在显示屏图像中搜索到所需的数码管字符所在的位置，截取该位置的字符图像，然后根据所述字符图像依次截取出单个字符图像。
24、进一步地，步骤5)中，对剪裁后的字符特征图像进行识别的方法为7段识别法。
25、本发明还提供了一种数码管字符识别装置，所述装置包括处理器，所述处理器用于执行程序指令，以实现如上述的数码管字符识别方法。该数码管字符识别装置能够实现与上述数码管字符识别方法相同的有益效果。
1.一种数码管字符识别方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的数码管字符识别方法，其特征在于，所述字符特征图像背景部分像素点的像素值均小于第一阈值，字符部分像素点的像素值均大于第二阈值；所述第一阈值小于第二设定阈值；
3.根据权利要求1所述的数码管字符识别方法，其特征在于，识别字符特征图像中是否存在小数点的具体方式为：
4.根据权利要求1所述的数码管字符识别方法，其特征在于，确定字符部分的左上、右上和右下角点的具体方式为：
5.根据权利要求1所述的数码管字符识别方法，其特征在于，步骤4)中，在扫描前先对不包含小数点的字符特征图像进行剪裁，以去除多余背景信息。
6.根据权利要求1-5任一项所述的数码管字符识别方法，其特征在于，进行剪裁的方式为：
7.根据权利要求1-5任一项所述的数码管字符识别方法，其特征在于，步骤2)中图像处理的方式具体为：
8.根据权利要求1-5任一项所述的数码管字符识别方法，其特征在于，步骤1)中，截取各个包含单个字符的图像的方式如下：
9.根据权利要求1-5任一项所述的数码管字符识别方法，其特征在于，步骤5)中，对剪裁后的字符特征图像进行识别的方法为7段识别法。
10.一种数码管字符识别装置，其特征在于，所述装置包括处理器，所述处理器用于执行程序指令，以实现如权利要求1-9任一项所述的数码管字符识别方法。
