Android平臺(tái)字體識(shí)別系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

季晨生，徐 明，王經(jīng)緯，黃 鑫，王軍明

揚(yáng)州大學(xué)信息工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225127

0 引言

如今信息技術(shù)飛速發(fā)展，中文字庫(kù)中除了錄有中國(guó)傳統(tǒng)經(jīng)典的字體外，還有專(zhuān)業(yè)廠商制作的字庫(kù)。近幾年，較大規(guī)模的西文字體識(shí)別與檢索已有成效，而識(shí)別中文字體的網(wǎng)站卻很少。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前可以下載的中文字體大概有15000多種，而字體網(wǎng)站只提供字體的預(yù)覽和下載功能，目標(biāo)性不強(qiáng)[1-2]。

當(dāng)今智能手機(jī)已經(jīng)相當(dāng)普及，全球兩大類(lèi)智能手機(jī)iphone和Android，其中安卓在中國(guó)市場(chǎng)占有率為89.9%，因此開(kāi)發(fā)基于安卓的字體識(shí)別軟件，將極大地滿(mǎn)足市場(chǎng)尤其是廣大字體愛(ài)好者的應(yīng)用需求。

1 技術(shù)原理

1.1 客戶(hù)端技術(shù)

為了減輕客戶(hù)端的運(yùn)行壓力，大部分的系統(tǒng)操作都將放在服務(wù)器端進(jìn)行，而客戶(hù)端只需進(jìn)行簡(jiǎn)單提交圖片、提交文字等操作。然后通過(guò)http方式實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸。

1.2 服務(wù)器端技術(shù)

當(dāng)用戶(hù)上傳圖片到達(dá)服務(wù)器端后，服務(wù)器端通過(guò)后臺(tái)程序，將圖片存儲(chǔ)到某一特定文件夾下，程序自動(dòng)查找到與之相匹配的文字，并將這些文字生成一個(gè)固定大小的圖片，形成RGB矩陣，再將這些矩陣進(jìn)行比較，得到相應(yīng)的匹配率。按照匹配率，對(duì)字體格式進(jìn)行排序，并將排好的數(shù)組，返回給客戶(hù)端，完成一次數(shù)據(jù)交互。因此，對(duì)于服務(wù)器端，我們要用到serverlet技術(shù)和javabean技術(shù)，將操作寫(xiě)入javabean中，用serverlet將用戶(hù)頁(yè)面與后臺(tái)邏輯操作連接起來(lái)。

1.3 相關(guān)算法介紹

1.3.1 常用的識(shí)別技術(shù)

圖像處理通常需要將圖像劃分為若干不相交的區(qū)域，圖像分割是圖像處理的基礎(chǔ)。常用的有閾值與圖像分割技術(shù)、梯度與圖像分割技術(shù)，通過(guò)閾值來(lái)對(duì)圖像進(jìn)行二值化能讓計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)量大大減少[3]。

分割后的圖像需要對(duì)鹽粒噪音和毛刺噪音進(jìn)行消除，通常采用濾波的方法，根據(jù)噪音產(chǎn)生機(jī)理的不同設(shè)計(jì)不同的濾波方法，為減少脈沖干擾，可采用中值濾波法[4]。

匹配算法主要有：基于邊緣、基于像素點(diǎn)等比較算法[5]。

1.3.2 字體識(shí)別技術(shù)

1）閾值分割技術(shù)

本程序因手機(jī)內(nèi)存限制，不能通過(guò)拖動(dòng)控制條來(lái)實(shí)時(shí)改變閾值，但是如果灰度均值偏小或者灰度均值過(guò)大時(shí)，僅用單一的閾值算法將很難得到合適的結(jié)果，所以通常采用兩種閾值：最佳閾值法和大津法，兩者相結(jié)合自動(dòng)尋找合適的閾值[6]。

設(shè)：最佳閾值法計(jì)算的閾值N，大津法計(jì)算的閾值M，平均灰度值aver，則：

2）降噪算法

由于不同型號(hào)手機(jī)攝像頭性能各異，加之拍攝手法不同，程序獲取的圖片源質(zhì)量不高，二值化后容易出現(xiàn)噪點(diǎn)現(xiàn)象，影響后期匹配算法，因此借助比較常見(jiàn)的降噪算法：中值濾波、均值濾波、對(duì)稱(chēng)近鄰均值濾波法，在處理細(xì)小噪點(diǎn)的算法中，均值濾波算法效率較高但容易降低圖片的銳度和細(xì)節(jié)，綜合效果中值濾波法更適合。

2 字體識(shí)別軟件開(kāi)發(fā)

本手機(jī)字體識(shí)別系統(tǒng)主要包括如下功能：

截圖功能、二值化處理功能、查找文字邊界、生成字庫(kù)圖片、統(tǒng)計(jì)排序功能、手機(jī)端“掃一掃”功能。通過(guò)手機(jī)攝像頭取圖并處理，將處理后的圖片和相應(yīng)的文字發(fā)送到服務(wù)器端進(jìn)行處理，服務(wù)器將查詢(xún)結(jié)果再返回給客戶(hù)端。

3 結(jié)論

經(jīng)測(cè)試，本軟件可以實(shí)現(xiàn)字體圖片獲取、上傳、識(shí)別并返回結(jié)果等相關(guān)功能。手機(jī)Android客戶(hù)端操作簡(jiǎn)單明了，產(chǎn)生的結(jié)果能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。識(shí)別字體的方法位于服務(wù)器端，方便日常的維護(hù)升級(jí)。軟件基本達(dá)到預(yù)期目的。下一步的研究工作將致力于歷史記錄、字體收藏、下載、替換等后續(xù)功能的開(kāi)發(fā)，并對(duì)算法做進(jìn)一步的改進(jìn)，以提高對(duì)于字體的識(shí)別能力，加快字體處理速度。

[1] Find-your-font in large font databases， SolliM Lenz R. ， Proceedings of the 15th Scandinavian Conference on Image analysis. Aalborg， Denmark，2007: 432–441.

[2] The snippet statistics of font recognition，Lidke J， Thurau C， Bauckhage C. ， 20th International Conference on Pattern Recognition.Istanbul， 2010:1868–1871.

[3]金立左，夏良正，楊世周. 圖象分割的自適應(yīng)模糊閾值法，中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào)，2000（5）.

[4]改進(jìn)的自適應(yīng)中值濾波算法，黃寶貴 盧振泰 馬春梅趙景秀，計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2011（7）.

[5]周瑜，劉俊濤，白翔.形狀匹配方法研究與展望，自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2012（6）.

[6]羅三定，譚曉東.圖像分割中最佳閾值集的選擇與評(píng)測(cè)，計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)，2007（6）.