[發(fā)明專利]基于改進穿線法的電子式水表讀數(shù)圖像識別方法及裝置

有效

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• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN114926841B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張圓明;譚志華;霍瀟瀟;曾穗松;盧其倫;賴法全;譚金歷;雷樺
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州能源檢測研究院
• 主分類號: G06V30/146
• 分類號: G06V30/146;G06V30/148;G01F15/06;H04Q9/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬

本發(fā)明公開了一種基于改進穿線法的電子式水表讀數(shù)圖像識別方法及裝置，該方法包括輸入電子式水表讀數(shù)圖像，對圖像中的水表讀數(shù)數(shù)字采用改進穿線法識別，所述改進穿線法識別包括：先從數(shù)字的上邊界中點從上往下掃描，再分別從數(shù)字左邊界的3/4中點和左邊界1/4中點從左往右掃描，根據(jù)三次掃描的結(jié)果確定數(shù)字類型，得到被檢水表的累積流量示值。傳統(tǒng)的穿線法識別方式，需要掃描7條線，識別效率相對較低；而本申請的改進穿線法識別只需要掃描3條線，大大簡化了圖像識別算法，縮短了圖像識別算法的運行時間，提高了水表自動讀數(shù)效率，檢定效率大大提高，同時提高了讀數(shù)的質(zhì)量和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字自動識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于改進穿線法的電子式水表讀數(shù)圖像識別方法及裝置。

背景技術(shù)

水表是供水企業(yè)售水的主要計量器具，其計量準(zhǔn)確度是衡量水表質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)，將直接影響供水企業(yè)和用水戶的切身利益。水表的檢定工作是檢查水表計量準(zhǔn)確性是否合格的基本手段，包括4個檢定項目，即外觀、標(biāo)志和封印，電子裝置功能，密封性以及示值誤差。其中示值誤差檢定項目主要采用比較法開展，即基于連續(xù)性方程，流過水表的累積流量與通過計量標(biāo)準(zhǔn)器的體積量相等，從而確定水表的準(zhǔn)確度。

水表根據(jù)工作原理和結(jié)構(gòu)特征分為機械式水表、帶電子裝置的機械式水表和電子式水表三類。目前，大部分電子式水表生產(chǎn)廠家和法定計量檢定機構(gòu)采用人工操作或者半自動方式檢定水表，人工抄錄水表讀數(shù)，工作量較大；檢定人員主觀誤差難以控制，導(dǎo)致計量準(zhǔn)確性不高。在電子式水表示值誤差檢定項目的累積流量讀數(shù)環(huán)節(jié)，自動檢測方式不太理想，主要是對被檢表液晶顯示屏數(shù)字進行圖像識別，其圖像識別有三種方式：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識別方法、模板匹配識別法和穿線識別法。

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電子式水表讀數(shù)圖像識別原理為：模仿動物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的行為特征，構(gòu)造一種分布式信息處理的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)已有數(shù)字樣本設(shè)置大量節(jié)點間相互關(guān)系和參數(shù)，從而實現(xiàn)對未知數(shù)字進行處理分析。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重要特點是具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的能力，它依照預(yù)先提供的一批一一對應(yīng)的輸入－輸出數(shù)據(jù)，分析歸總目標(biāo)之間相關(guān)的規(guī)律和牽制關(guān)系，完成分析后，根據(jù)這些規(guī)律，可以輸入新的數(shù)據(jù)，完成結(jié)果推算，這一過程稱之為訓(xùn)練。由于基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字識別模型訓(xùn)練過程需要大量的先驗信息（數(shù)字樣本），比較復(fù)雜，可能會降低識別效率，且對運行設(shè)備及運算資源有一定的要求。

電子式水表讀數(shù)模板匹配識別法原理為：提取水表液晶屏數(shù)字，將待識別的數(shù)字與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模板逐個進行相似度計算，度量待識別的數(shù)字同每一個數(shù)字模板中的特征的差異，相似度越大即差異越小，取最大相似度時對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模板為最終的識別結(jié)果。由于模板匹配方法需要建立標(biāo)準(zhǔn)模板庫，工作量稍大，且要求計算待識別的數(shù)字與每個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模板的相似度，計算量較大，檢定耗時較久。

電子式水表讀數(shù)穿線識別法原理為：如圖1所示，用線穿過數(shù)碼管的七段a、b、c、d、e、f和g。當(dāng)7條掃描線a、b、c、d、e、f、g與數(shù)字字段有交點時，交點信息設(shè)置為1，無交點信息設(shè)置為0。掃描線a、b、c、d、e、f、g與每個數(shù)字字段的交點信息按照順序排列可譯成一個數(shù)字譯碼表，根據(jù)譯碼表可判斷數(shù)字類型。該方法原理較為簡單，但在方法設(shè)計上仍存在一定的冗余，檢定效率有待提高，且未考慮數(shù)碼管傾斜的情況，檢定準(zhǔn)確度較低。

綜上，電子式水表讀數(shù)現(xiàn)有的圖像識別方法還存在不足之處，讀數(shù)成功率和（或）效率還有待提高，亟需研制讀數(shù)準(zhǔn)確、效率高、抗干擾能力強的圖像識別方法和裝置，以實現(xiàn)電子式水表的高效精準(zhǔn)檢定。

專利文獻CN108764234A、CN109858480A、CN110210477A以及CN112686264A都有公開數(shù)字儀表的識別方法，但所采用的方法都比較復(fù)雜，識別效率和精確度都相對比較低。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)所存在的至少一個技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于改進穿線法的電子式水表讀數(shù)圖像識別方法及裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：