数字式电测仪表自动检定装置中的图像识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数字式电测仪表自动检定装置中的图像识别方法及装置。对于字体较小的辅助功能和单位标志，采用传统的处理方式会造成识别准确率偏低。本发明专利技术的图像识别方法，包括：将某一型号数字式多用表显示屏中的所有有效图像信息根据功能需求分割为多个块元，同时记录每个块元的位置坐标、对应的含义和块元之间的逻辑组合关系，形成该数字式多用表的图像识别模板；将多个所述的图像识别模板形成模板库；图像预处理；图像匹配识别：将矫形后的图像结合图像识别模板中的块元特征进行匹配运算，得到矫形后的图像中各块元的信息值；后续处理。本发明专利技术避免了复杂的图像分割、字符特征提取和文字识别过程，有效提高了图像识别的准确率。

【技术实现步骤摘要】
数字式电测仪表自动检定装置中的图像识别方法及装置
本专利技术涉及数字式多用表的自动检测领域，具体地说是一种数字式电测仪表自动检定装置中的图像识别方法及装置。
技术介绍
在上世纪八、九十年代，多用表主要为指针式，在九十年代后期逐步淘汰，取而代之的是基于LCD液晶显示的数字式多用表。数字式多用表又称为复用表、多用表等，是电力电子等部门不可缺少的测量仪表。数字式多用表是一种多功能、多量程的测量仪表，一般数字式多用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、交流功率、频率和电阻等项目，而每个项目又可分为多个量程。数字式多用表一般不具备通讯接口，所以，多用表的传统检测方式为通过向多用表施加相应的标准源后，由检定人员观察并人工读取多用表液晶显示屏上的显示值，然后记录当前施加的标准源数值和被检多用表的屏幕显示值，再对记录的数据进行人工的误差计算和数据修约处理，最后再将所有测试数据人工录入电脑，并生成相应的测试报告。上述检测方式效率极低，一块多用表一般具备直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、交流功率、频率和电阻等多种测量功能，而每个功能又有数个档位，如果完全依靠人工手动测试，平均每块多用表耗时2-3小时，而且人工检测存在：未能严格按照检定规程操作产生的误差、读数的误差、原始记录的误差、数据计算的错误以及有效数字、检定证书、检定结果通知书不规范等诸多弊端。想要实现对数字式多用表的自动检测，最关键的两个要素，其一为根据测试需求，自动向数字式多用表提供电压、电流、电阻等标准信号；其二为自动获取数字式多用表的读数，然后进行后续的误差计算和处理。对于向数字式多用表自动提供标准信号，根据多用表的功能和检测需求，设计一款支持直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、交流功率、频率和电阻等多种标准信号输出的可程控标准装置，通过通讯接口可有效的对其输出信号进行控制和设定。由于数字式多用表一般都不具备通讯接口，唯一的读数渠道即为其液晶显示屏。因此，想要实现自动获取数字式多用表的读数只能通过图像识别技术，通过摄像头实时获取数字式多用表显示屏的图像，进行图像识别后得到其实时读数。对没有通讯的数字式多用表实现自动检定，关键技术和难点在于对多用表的图像识别。对于图像的数字识别，交通行业的车牌识别是最为典型的应用，但数字式多用表的图像识别与车牌识别相比有较为明显的差异和自身特点，在技术实现上难度也要大得多。车牌识别系统中，车牌的尺寸、颜色、字体、比例和内容都相对统一和固定，车牌上的数字也固定不变，因此在图像分割、识别等环节处理起来相对容易。然而对于数字式多用表，LCD显示屏的表面为玻璃材质，存在严重的反光和倒影现象，给图像识别造成严重干扰；其次，市面上常见的生成厂家就有数十个，不同的型号则有数百种之多，而且这些数字式多用表的显示图像在尺寸、颜色、字体、倾斜角度、内容、布局等各个方面都千差万别。同时，数字式多用表的读数会因为输入标准信号的稳定度和数字多用表本身的测试精度、稳定度等因数而出现跳动，因此，对于数字式多用表是一种动态变化的图像识别。相对于上述难点，更麻烦的是数字多用表的显示画面中，除了大字体的主要读数外，一般都会有字体很小的功能和单位标志，如mV，V，kV，uA，mA，A，DC，AC等。这些辅助的功能和单位标志由于和主要读数相比字体太小，在识别算法处理过程中很难兼顾，容易当成杂质或者干扰信号被忽略和舍弃掉，无法有效提取。国内有研究报道采用退而求其次的办法，忽略这些辅助的功能和单位标志，只对主要读数进行识别。这样一来识别是简单了，但这些功能和单位标志是主要读数的有效且不可缺少的补充，如果不能对其进行有效识别，在主要读数的识别转换中将可能发生错误，造成读取的数字不正确。传统图像识别的一般流程如图1所示，主要包括五个步骤：图像预处理、图像分割、字符特征提取、文字识别和后续处理。如前所述，针对数字式多用表的图像特点，在这五个步骤中，图像分割、字符特征提取和文字识别三个环节难度很大，因此按传统的处理方式会造成识别准确率偏低，如果忽略辅助的功能和单位标志等信息，还会造成整个检测系统的自动化程度降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种数字式电测仪表自动检定装置中的图像识别方法及装置，其针对不具备通讯接口的数字式多用表，以避免复杂的图像分割、字符特征提取和文字识别过程，有效提高图像识别的准确率。本专利技术采用的一种技术方案为：一种数字式电测仪表自动检定装置中的图像识别方法，包括：建立模板库：将某一型号数字式多用表显示屏中的所有有效图像信息根据功能需求分割为多个独立的信息块，作为最小的图像识别单元，称为块元，同时记录每个块元的位置坐标、对应的含义和块元之间的逻辑组合关系，形成该数字式多用表的图像识别模板；将多个所述的图像识别模板形成模板库；图像预处理：包括图像的RGB转灰度、模糊、边缘检测和二值化；图像匹配识别：从预处理后的图像中提取轮廓，计算图像与模板库中图像识别模板的透视变形参数，对图像进行矫形，将矫形后的图像结合图像识别模板中的块元特征进行匹配运算，得到矫形后的图像中各块元的信息值；后续处理：根据图像识别模板中定义的块元位置坐标、块元对应的含义和块元之间的逻辑组合关系，计算得到最终的数字多用表读数，并生成识别内容文本串。进一步地，通过一个块元代表某种独立的含义。进一步地，通过多个块元的组合代表某种独立的含义，不同的块元代表不同的笔画或者状态。进一步地，所述块元具有一个显著的特性：它在图像中的出现规律为布尔型，即只有“真”和“假”两种值，分别对应“出现”和“不出现”两种状态。进一步地，所述图像信息中的所有显示内容包括辅助功能和单位标志。本专利技术采用的另一种技术方案为：一种数字式电测仪表自动检定装置中的图像识别装置，包括，模板库：将某一型号数字式多用表显示屏中的所有有效图像信息根据功能需求分割为多个独立的信息块，作为最小的图像识别单元，称为块元，同时记录每个块元的位置坐标、对应的含义和块元之间的逻辑组合关系，形成该数字式多用表的图像识别模板；将多个所述的图像识别模板形成模板库；图像预处理模块：包括图像的RGB转灰度、模糊、边缘检测和二值化；图像匹配识别模块：从预处理后的图像中提取轮廓，计算图像与模板库中图像识别模板的透视变形参数，对图像进行矫形，将矫形后的图像结合图像识别模板中的块元特征进行匹配运算，得到矫形后的图像中各块元的信息值；后续处理模块：根据图像识别模板中定义的块元位置坐标、块元对应的含义和块元之间的逻辑组合关系，计算得到最终的数字多用表读数，并生成识别内容文本串。本专利技术具有的有益效果如下：本专利技术将复杂的图像识别过程简化为对一个个块元是否存在的判断，这样，避免了复杂的图像分割、字符特征提取和文字识别过程，不用再考虑不同布局的图像分割、不同大小字体识别等极易造成常规识别方法准确率不高的技术难点，有效的提高了图像识别的准确率，实测本专利技术的图像识别方法可将数字式多用表的识别率提高到99.99%以上；同时，由于算法的复杂度降低，识别速度可以提高50%以上。附图说明图1为传统图像识别的一般流程图；图2为本专利技术实施例一的流程图；图3为本专利技术实施例二的流程图；图4为现有数字式多用表显示的图像信息图。图5为图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字式电测仪表自动检定装置中的图像识别方法，其特征在于，包括：建立模板库：将某一型号数字式多用表显示屏中的所有有效图像信息根据功能需求分割为多个独立的信息块，作为最小的图像识别单元，称为块元，同时记录每个块元的位置坐标、对应的含义和块元之间的逻辑组合关系，形成该数字式多用表的图像识别模板；将多个所述的图像识别模板形成模板库；图像预处理：包括图像的RGB转灰度、模糊、边缘检测和二值化；图像匹配识别：从预处理后的图像中提取轮廓，计算图像与模板库中图像识别模板的透视变形参数，对图像进行矫形，将矫形后的图像结合图像识别模板中的块元特征进行匹配运算，得到矫形后的图像中各块元的信息值；后续处理：根据图像识别模板中定义的块元位置坐标、块元对应的含义和块元之间的逻辑组合关系，计算得到最终的数字多用表读数，并生成识别内容文本串。

【技术特征摘要】
1.一种数字式电测仪表自动检定装置中的图像识别方法，其特征在于，包括：建立模板库：将某一型号数字式多用表显示屏中的所有有效图像信息根据功能需求分割为多个独立的信息块，作为最小的图像识别单元，称为块元，同时记录每个块元的位置坐标、对应的含义和块元之间的逻辑组合关系，形成该数字式多用表的图像识别模板；将多个所述的图像识别模板形成模板库；图像预处理：包括图像的RGB转灰度、模糊、边缘检测和二值化；图像匹配识别：从预处理后的图像中提取轮廓，计算图像与模板库中图像识别模板的透视变形参数，对图像进行矫形，将矫形后的图像结合图像识别模板中的块元特征进行匹配运算，得到矫形后的图像中各块元的信息值；后续处理：根据图像识别模板中定义的块元位置坐标、块元对应的含义和块元之间的逻辑组合关系，计算得到最终的数字多用表读数，并生成识别内容文本串。2.根据权利要求1所述的图像识别方法，其特征在于，通过一个块元代表某种独立的含义。3.根据权利要求1所述的图像识别方法，其特征在于，通过多个块元的组合代表某种独立的含义，不同的块元代表不同的笔画或者状态。4.根据权利要求1-3任一项所述的图像识别方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹成伍，李亦龙，黄恒孜，李航康，徐开，王鹏翔，
申请(专利权)人：浙江省电力试验研究院技术服务中心，
类型：发明
国别省市：浙江,33