自动识别技术及其应用.ppt

第4章 自动识别技术及其应用 一、概述 自动识别技术包括：光字符识别技术、条码 技术、射频识别技术、磁识别技术、语音识别技术、图 形识别技术和生物识别技术。其中光学字符识别技术、 条码识别技术、语音识别技术应用较为广泛。本章主要 介绍光学字符识别技术、语音识别技术、射频识别技术 。 自动识别技术的特点： 准确性自动数据采集，彻底消除人为错误； 高效性信息交换实时进行； 兼容性自动识别技术以计算机技术为基础，可与信 息管理系统无缝联结。 第二节 光学字符识别 一、光学字符识别的原理和方法 光学字符识别即OCR识别；（Optical Character Recognize) 模板识别原理：首先根据手写数字的特点建立模板储 存在识别装置内，再把应予以识别的字符和识别装 置内所储存的模板进行比较。 基于字符点特征的识别方法：文字是一种简单的线状 图形，对识别有价值的信息集中在文字笔道的中心 线即文字骨架上，所以我国邮政编码的识别主要采 用基于字符点特征的识别方法。 二、基于字符点特征的识别过程 1、学习阶段 （1）字形特征分析 分枝特征：端点、连点、三节点、四节点 长度特征： 方向特征：某一点的方向代表了笔记的走向，共分为八 个方向 （2）链码编制：根据字形分析得到某种字形的辨认特征后 ，需要用专门的符号将辨认特征制成一种特殊的图形， 由于这种图形是由一个个圆环符号构成，连在一起很象 一根链条，故称为链码编制。 （3）链码存储：将“0”和“1”的符号编制成记忆特征表，并 按字形粗分类的顺序存入计算机内存中，作为标准字库 使用，这一过程称为“链码存储”。 2、阅读阶段 （1）光电转换 利用光学装置和光敏器件交字符图形的光学信号 转变为模拟电信号。常用的转换装置有：光敏管 、摄像管、固体光敏集成器件、CCD等。 （2）正量储存：光电转换后的输出信息为模拟电 信号，必须将其进行模数转换才能被计算机识别 。在技术上制订一个基准电压作为阈值，采用二 值化处理方法。二值化的过程即为“正量”。这样 就将数字的光学图形转变成了一系列的“0”和“1” 电子图形，以矩阵的形式存放于计算机中。 3、识别判断阶段 （1）信息预处理 去污、平滑、细化 （2）分类 （3）跟踪抽特征 分枝特征的抽取 方向特征的抽取 长度特征的抽取 （4）顺序逻辑判断 第三节 语音识别技术 与机器进行语音交流，让机器明白你说什么 ，这是人们长期以来梦寐以求的事情。语音识别 技术就是让机器通过识别过程把语音信号转变为 相应的文本或命令的高新技术，它使人们能够甩 掉键盘，通过语音命令进行操作，因此，语音识 别正逐步成为信息技术中人机接口的关键技术。 在邮政行业，它可被广泛的应用在邮件处理中心 和其它一些信息处理场合，并会产生较好地社会 和经济效益。 一、语音识别技术简介 语音识别是一门交叉学科。语音识别过程实际 上是一种认识过程，该过程与人对语音的识别处 理过程基本上是一致的。目前主流的语音识别技 术是基于统计模式识别的基本理论，一个完整的 语音识别系统可大致分为三部分： （1）语音特征提取：操作员发出的语声波先 由话筒接收并转换为电信号再进入自动识别系统 ，经过特征分析，把言语划分成一段段具有一定 时间长度的音段序列，每一个音段的特征可以经 编写组合成便于存储和便于比较的图形，语音特 征提取就是从语音波形中提取出随时间变化的语 音特征序列。 （2）声学模型与模式匹配：声学模型通常将获取 的语音特征通过学习算法产生，它是识别系统的 底层模型，并且是语音识别系统中最关键的一部 分。声学模型的目的是提供一种有效的方法，计 算语音的特征矢量序列和每个发音模板之间的距 离。例如：邮件分拣时分拣员读出的都是收寄地 址的单呼词，并且两个单呼词之间有一定的时间 间隔，在这种情况下，就要根据语声波能量是否 有突变来判断是否有呼叫，语声特征编码也是以 整个单呼词而不是单个音节作为识别的基本单元 ，这一点和分拣机上采用的邮政编码的光学字符 识别技术是不同的。另外，声学模型的设计和语 言发音特点密切相关，必须根据不同语言的特点 、识别系统词汇量的大小决定识别单元的大小， 在识别时将输入的语音特征同声学模型进行匹配 与比较，得到最佳的识别结果。 （3）语言模型与语言处理：语言模型包括由识别 语音命令构成的语法网络或由统计方法构成的语 言模型，语言处理可以进行语法、语义分析。就 像人们听语音时，并不把语音和语言的语法结构 、语义结构分开来，因为当语音发音模糊时人们 可以用这些知识来指导对语言的理解过程，对机 器来说，识别系统也要利用这些方面的知识。语 言模型对中、大词汇量的语音识别系统特别重要 。当分类发生错误时可以根据语言学模型、语法 结构、语义学进行判断纠正，特别是一些同音字 则必须通过上下文结构才能确定词义。 二、语音识别技术在邮政领域的应用 1、在邮政生产中的应用 （1） 语音识别技术作为一项高新技术，它 可以广泛地应用在邮政领域。比如在一些小型 邮件处理中心，目前仍存在一些多席位人工分 拣机，分拣信函时需要人工输入信函的邮政编 码或格口地址代码，为了保证准确和迅速的将 信函入格，就要求分拣人员必须熟练的使用键 盘或牢记住与邮政编码相对应的格口代码，稍 有疏忽就会造成错分，因此操作人员至少要经 过三至五个月的培训才能上岗，如果利用语音 识别技术，操作员只需将邮政编码呼叫一遍即 可，并且要达到熟练分拣不必再需要大量的工 作经验，大大提高了工作效率。 （2） 语 音识别技术也可应用在近年来各一、二级中 心局引进的信函自动分拣机中。目前，各种自动分拣设 备由于受光学字符识别技术的限制，自动识别率只在 70%左右，为了提高分拣效率必须配备视屏补码系统， 也就是将机器拒识字符的图象信息送往视屏补码台，由 补码员在专用键盘上实时键入相应的数字，由于30%左 右的邮政编码需要人工输入，并且补码速度要求小于6秒 ，所以补码员的工作量和工作强度都很大，容易出现差 错，并且差错是不可挽回的，如果利用语音识别技术， 补码员只需将显示在屏幕上的数字读出即可，只要稍稍 有点责任心的就不会读错，因此，不论是哪种类型的分 拣机都可以利用语音识别技术进行改造，以适应生产的 要求。同样，在包裹、印刷品、邮袋的分拣中，操作员 也只需将邮件的地址信息用声音告诉机器，从而就可以 从机械的键盘操作中解放出来。也相应减少了错分率。 2.语音识别技术用在邮政185客户服务中心的应用 185客户服务中心实际上就是呼叫中心，它是在原 EMS特快服务热线的基础上，应用现代计算机通信技术 ，立足于邮政业务市场，为提高邮政整体服务水平而建 设的综合性服务平台，用户只需在任何地方拨打电话号 码“185”，就能享受下列服务项目：咨询服务、邮政业务 查询、公众信息服务如邮政编码、邮政网点分布信息、 鲜花礼仪信息、旅游信息、保险常识、邮政邮购商品信 息、热线电话信息等，同时，还可以接受客户请求办理 邮政业务等。呼叫中心提供的是24小时全天候服务，所 有这些信息的传递，都是通过语音沟通的，因此，语音 识别技术在这里起着举足轻重的作用，呼叫中心的重要 的一个组成部分交互式语音应答（IVR）系统就是语 音识别技术的典型应用，它给呼叫中心带来了强大的生 命力，用户通过双音频电话输入语音信息，IVR系统识别 出结果后，就向用户播放预先录制好的语音，回答用户 的问题，IVR还具有语音信箱等功能，在185客户服务中 心，有8090的呼叫不需要座席代表的干预就能完 成，从而减少了语言误解和消息失真。 第四节 射频识别技术及其在邮政物流中的应用 一、射频识别技术简介 射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification)是二 十世纪80年代出现，90年代后进入实用化阶段。 射频识别的标签与识读器之间利用感应、无线电波或微 波进行非接触双向通信，实现标签存储信息的识别和数 据交换。 射频识别技术最突出的特点是可以非接触识读（识读距 离可以从十厘米至几十米）、可识别高速运动物体、抗 恶劣环境能力强，一般污垢覆盖在标签上不影响标签信 息的识读，保密性强、可同时识别多个识别对象等，应 用领域广阔。常用于移动车辆的自动识别、资产跟踪、 生产过程控制等。由于射频标签较条码标签成本偏高， 目前在物流过程，很少象条码那样用于消费品标识，多 数用于物流器具，如可回收托盘、包装箱的标识。 二、射频识别识读器与标签之间的耦合方式 射频识别识读器与标签之间的耦合方式有三种， 静电耦合、感应耦合和微波。 静电耦合系统，识读距离在2mm以下，我们常 见的“信息钮”就是以静电耦合方式获取信息的， 可用于固定货物的巡检等。 感应耦合系统，识读器天线发射的磁场无方向性 ，可以不考虑货物上射频标签位置和方向，常用 于移动物品的识别、分拣。 微波射频识别系统，识读微波方向性很强，一般 用于高速移动物体，如运输车辆的识别等。 三、物流过程应用的射频识别 物流过程应用的射频识别一般是感应耦合方 式的系统。感应耦合射频识别系统的工作过程通 常是这样的：射频识读器的天线在其作用区域内 发射能量形成电磁场，载有射频标签的物品在经 过这个区域时被读写器发出的信号激发，将储存 的数据发送给识读器，识读器接收射频标签发送 的信号，解码获得数据，达到识别目的。由于射 频识别技术应用涉及使用频率、发射功率、标签 类型等诸多因素，目前尚没有像条码那样形成在 开环系统中应用的统一标准，因此主要是在一些 闭环系统中使用 。 四、物流中的应用 （1）智能托盘系统 系统组成中的射频识读器，安装在托盘进出仓库必经的通道口上 方，每个托盘上都安装了射频标签，当叉车装载着托盘货物通过 时，计算机通过识读器了解货物出入库情况。 叉车通过时，射频识读 器自动识读装载托盘上 的射频标签 （2）通道控制系统 这是一个汽车制造业的仓库，创造性地使用射频识别技术“红、绿信号”系统，控 制3500个仓库进出的包装箱。这些包装箱上固定着射频标签，包装箱里是需要特 殊标识的原材料。射频标签固定在包装箱上，记录着每个包装箱的唯一标识。在 包装箱进出口处安装了射频识读器，识读器天线固定在上方。当包装箱通过天线 所在处，系统将标签记录信息与主数据库信息进行比较，正确时绿色信号亮（包 装箱通过，如果不正确，则激活红色信号，同时将时间和日期记录在数据库中。 包装箱固定的射频标签 包装箱上方是识读 器天线，可识读包 装箱上固定的射频 标签 正常通过的包装箱，激 发绿色信号 不该通过的包装箱通 过时，红色信号亮 （3）气瓶防盗系统 在该系统运行的每个气瓶上都装有射频标签。装有气瓶的卡车通过 装有射频识读器的出口时，识读器可同时识别每个气瓶上的标签