基于像素拓扑特征匹配的屏幕配置离线核查识别方法与流程

本发明涉及图像识别，特别涉及一种基于像素拓扑特征匹配的屏幕配置离线核查识别方法。

背景技术：

1、当前电网主机（含安全加固主机、物理隔离主机、业务主机）安全配置核查，主要采用两类方式：

2、（1）远程登录核查：通过ssh、https、usb、串口等连接通道登录主机，读取配置文件并进行合规判断。

3、（2）人工现场核查：检查人员现场查看主机屏幕显示内容，人工比对安全规范并手动记录结果。

4、现有核查方式存在以下技术问题：

5、离线场景核查能力缺失，当网络不通、接口封堵、主机加固、无法登录时，无法自动获取配置内容，核查工作直接中断；

6、人工识别可靠性低，依赖人工肉眼识别屏幕文字，易看错、漏判、写错，核查结果真实性、一致性、可追溯性无法保证。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于像素拓扑特征匹配的屏幕配置离线核查识别方法，用以克服现有技术中存在的上述至少一个技术问题。

2、为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种基于像素拓扑特征匹配的屏幕配置离线核查识别方法，包括：

4、获取目标主机屏幕显示界面的原始图像，所述获取在所述目标主机无数据连接的状态下执行；

5、对所述原始图像进行预处理，并将所述原始图像转换为二值化图像；

6、对所述二值化图像进行字符像素矩阵分割，并基于预设的像素拓扑特征库对分割得到的各字符像素矩阵进行匹配识别，按行列顺序重组输出配置文本；其中，所述像素拓扑特征库存储有标准字符的像素拓扑特征码，所述像素拓扑特征码为表征字符形状拓扑结构的多维特征向量；

7、从所述配置文本中提取配置参数，生成结构化参数字典；

8、将所述结构化参数字典中的参数项与预设策略库中的标准参数进行比对，生成合规判定结果。

9、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述对所述二值化图像进行字符像素矩阵分割，包括：

10、对所述二值化图像逐列统计前景像素数量，生成垂直投影曲线，根据所述垂直投影曲线的第一波谷位置分割出单行文本区域；

11、对每个所述单行文本区域，逐行统计所述前景像素数量，生成水平投影曲线，根据所述水平投影曲线的第二波谷位置分割出单个字符像素矩阵；

12、根据所述字符像素矩阵的宽度对所述字符像素矩阵进行过滤，获得有效字符像素矩阵。

13、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述垂直投影曲线的第一波谷位置通过如下方式确定：

14、计算所述垂直投影曲线的各第一波谷的第一波谷深度值，根据各所述第一波谷深度值的统计特征确定第一波谷深度阈值，将所述第一波谷深度值大于所述第一波谷深度阈值的所述第一波谷作为有效行分割位置；

15、所述水平投影曲线的第二波谷位置通过如下方式确定：

16、计算所述水平投影曲线的各第二波谷的第二波谷深度值，根据各所述第二波谷深度值的统计特征确定字符像素矩阵分割阈值，将所述第二波谷深度值大于所述字符像素矩阵分割阈值的第二波谷作为有效字符像素矩阵分割位置。

17、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述多维特征向量包括所述标准字符的前景像素的连通域特征、骨架特征和逐点二值模式特征。

18、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述连通域特征通过如下方式提取：

19、采用8连通分析对所述标准字符的二值化像素矩阵进行连通域标记，获得所述标准字符的连通域信息，所述连通域信息包括连通域总数、各所述连通域的面积与质心坐标；

20、所述骨架特征通过如下方式提取：

21、采用zhang-suen并行细化算法提取所述标准字符的骨架，获得所述标准字符的骨架信息，所述骨架信息包括骨架分支节点数及各端点的坐标；

22、所述逐点二值模式特征为所述标准字符的二值化像素矩阵按行展开后形成的二值向量。

23、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述像素拓扑特征库通过如下方式构建：

24、采集目标字符集在终端等宽字体下的多个样本图像；

25、对各所述样本图像执行归一化处理，统一缩放至预设尺寸的标准像素矩阵；

26、对各所述标准像素矩阵提取对应的所述像素拓扑特征码；

27、将各所述标准字符与其对应的所述像素拓扑特征码关联存储，建立索引。

28、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述基于预设的像素拓扑特征库对分割得到的各字符像素矩阵进行匹配识别，包括：

29、将分割得到的所述字符像素矩阵归一化至与所述像素拓扑特征库相同的预设尺寸；

30、计算归一化后的所述字符像素矩阵与所述像素拓扑特征库中各标准字符的像素拓扑特征码的相似度；

31、选取所述相似度最高的标准字符作为识别结果；

32、若最高的所述相似度低于预设相似度阈值，则将所述字符像素矩阵标记为未知字符像素矩阵。

33、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述计算归一化后的所述字符像素矩阵与所述像素拓扑特征库中各标准字符的像素拓扑特征码的相似度，包括：

34、将归一化后的所述字符像素矩阵与各所述标准字符的逐点二值模式特征进行逐像素比对，统计所述字符像素矩阵与所述逐点二值模式特征之间像素值相同的像素数量，将统计得到的所述像素数量占所述预设尺寸的总像素数量的比例作为所述相似度。

35、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述从所述配置文本中提取配置参数，生成结构化参数字典，包括：

36、对所述配置文本进行分行处理，剔除注释行和空行；

37、将所述配置文本中的每一行与所述预设策略库中目标核查点对应的标准配置行进行匹配度计算，将匹配度大于或等于预设匹配度阈值的行作为配置行；

38、按预设分隔符对所述配置行进行分割，解析出各参数项及其参数值，生成所述结构化参数字典；

39、若所述配置行中包含未知字符像素矩阵的标记，则在所述结构化参数字典中添加第一状态标记；否则添加第二状态标记。

40、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述生成合规判定结果，包括：

41、若所述结构化参数字典为空，则输出不符合的判定结果；

42、若所述结构化参数字典含有所述第一状态标记，则输出待确认的判定结果；

43、若所述结构化参数字典含有所述第二状态标记，则将所述结构化参数字典中的各参数项与所述预设策略库中对应的标准参数逐项比对；

44、对于数值型参数，执行等值判定或范围判定；

45、对于开关型参数，执行存在性判定；

46、所有所述参数项均符合时，输出符合的判定结果，否则输出不符合的判定结果并列出差异项。

47、相较于现有技术，本发明至少具有如下有益效果：

48、本发明提供的基于像素拓扑特征匹配的屏幕配置离线核查识别方法通过以无数据连接方式获取目标主机屏幕原始图像，并结合预处理、基于像素拓扑特征码的字符匹配识别、参数提取及策略比对的完整闭环，实现了在离线环境下对主机配置的自动化、非侵入式核查，不仅克服了传统远程登录核查在离线场景下的能力缺失和人工核查的可靠性低、效率低等缺陷，而且通过纯像素级特征匹配避免了复杂神经网络推理，显著降低了算力需求，提升了识别精度和核查结果的客观性、可追溯性，同时方案完全自主可控，不依赖外部ocr引擎或公开字符库，具有良好的离线部署适应性。

49、第二方面，本发明提供了一种基于像素拓扑特征匹配的屏幕配置离线核查识别系统，包括：

50、图像获取模块，用于获取目标主机屏幕显示界面的原始图像，所述获取在所述目标主机无数据连接的状态下执行；

51、图像预处理模块，用于对所述原始图像进行预处理，并将所述原始图像转换为二值化图像；

52、图像识别重组模块，用于对所述二值化图像进行字符像素矩阵分割，并基于预设的像素拓扑特征库对分割得到的各字符像素矩阵进行匹配识别，按行列顺序重组输出配置文本；其中，所述像素拓扑特征库存储有标准字符的像素拓扑特征码，所述像素拓扑特征码为表征字符形状拓扑结构的多维特征向量；

53、参数提取模块，用于从所述配置文本中提取配置参数，生成结构化参数字典；

54、合规判定模块，用于将所述结构化参数字典中的参数项与预设策略库中的标准参数进行比对，生成合规判定结果。

55、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器以及至少一个存储器，其中，所述存储器上存储有计算机可读指令；所述计算机可读指令被一个或多个所述处理器执行，使得所述电子设备实现如第一方面任一实现方式中的基于像素拓扑特征匹配的屏幕配置离线核查识别方法。

56、第四方面，本发明提供了一种存储介质，其上存储有计算机可执行程序，所述计算机可执行程序用于使计算机执行如第一方面任一实现方式中的基于像素拓扑特征匹配的屏幕配置离线核查识别方法。

57、可以理解地，上述提供的第二方面的系统，第三方面的电子设备，第四方面的存储介质所能达到的有益效果，可参考第一方面及其任一种可能的设计方式中的有益效果，此处不再赘述。