[發明專利]基于視覺的數字儀表識別系統及其識別方法

有效

• 申請號: 201410216754.0
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN103984930B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 徐貴力;李旭;劉常德;任強
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京茵默維電子科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/54
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種基于視覺的數字儀表識別系統及其識別方法,包括數字儀表、用于采集數字儀表的表盤圖像的攝像機和用于圖像數字識別的PC機，攝像機通過USB接口或圖像采集卡與PC機相連。攝像機采集數字儀表圖像上傳至PC機，PC機負責對源圖像依次進行圖像預處理、圖像字符分割、字符傾斜校正操作，最后采用BP神經網絡模板進行字符識別。本發明中字符識別根據七段數碼管的結構特征進行七處特征掃描，能夠用較小的計算量來達到很高的識別率；對字符圖像進行了字符傾斜校正，利于識別部分特征提取與模板匹配，提高了字符識別的準確率；采用了具有在線訓練功能的基于BP神經網絡的識別方法，增強了識別算法的穩定行和提高了魯棒性。

技術領域

本發明涉及一種基于視覺的數字儀表識別系統其識別方法，屬于圖像識別技術領域。

背景技術

圖像處理的用處很多，除了對視覺效果的增強，更多的時候還是用于圖像識別。隨著科技的數字化，智能化的發展，圖像識別被越來越多的運用到工業、軍事、日常生活之中。圖像處理作為一門新興的學科，發展十分迅速。

在工業生產，日常生活中，數字儀表以其精度高，便于讀寫等優勢，被廣泛運用于各個領域之中。對于儀表數據，目前主要有以下兩種處理方式：

(1)傳統的人工手動記錄。對于很多老式儀表或者缺少數據輸出接口的儀表，需要花費大量人工對其數據進行記錄，然后再逐處理。在條件惡劣、人員稀少或者數據量大的工作環境中，其準確率和工作效率很難得到保證。

(2)先進的數字接口輸出。隨著科技的發展，有的儀表不光有數字顯示，同時還有數據接口，當儀器工作是產生的大量數據可以通過數據接口經行傳輸，但是這無疑增加了儀表的成本，同時對于不同的儀器設備的數字接口，數據處理終端需要對應的接口驅動、工作軟件來維持數據的正常接收，不同型號的儀器之間很難互相通信。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種基于視覺的數字儀表識別系統，具有數字識別準確率高、識別算法簡單、的特點。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：基于視覺的數字儀表識別系統，包括數字儀表、用于采集數字儀表的表盤圖像的攝像機和用于圖像數字識別的PC機，所述攝像機與PC機相連。

所述PC機上連接有輔助光源。輔助光源可以有效降低外界光照變化帶來的影響。

所述輔助光源為白熾燈。白熾燈的光照顏色區分度較小，保證源圖像采集質量。

所述攝像機通過USB2.0接口或者圖像采集卡與PC機相連。

所述攝像機為CCD攝像機。CCD攝像機本身的惰性很小，其動態分辨率高于攝像管，對于程序優化方面要求相對高分辨率的攝像機較低，可快速加載圖像處理算法。

所述數字儀表的儀表顯示采用七段數碼管。數碼管具有顏色，亮度明顯、字符顯示清晰、字符特征點比較統一的特點，在識別程序的設計上可以提供很大方便。

與現有技術相比，本發明提供的基于視覺的數字儀表識別系統所產生的有益效果是：實現數字儀表的數據自動識別、記錄，取代人工手動記錄，即便在現場環境相對惡劣的情況下，仍能準確、及時的將數據信息傳輸至PC機，當有大量數據采集時，可顯著提高數字儀表記錄工作的工作效率；通過攝像機進行圖像采集，攝像機通過USB接口或者圖像采集卡與PC機相連，解決了數字接口匹配的技術問題。

本發明的另一目的在于提供一種基于視覺的數字儀表識別方法，包括如下步驟：

步驟一：圖像采集：攝像機捕捉數字儀表表盤的圖像，并將所述圖像作為源圖像上傳至PC機；