本发明专利技术涉及一种基于图像处理的电能表读数识别设备，所述设备包括CCD摄像头、图像预处理器、图像识别器和无线通信接口，所述CCD摄像头对电能表进行拍摄以获得电能表图像，所述图像预处理器与所述CCD摄像头连接，用于对所述电能表图像进行图像预处理以获得预处理电能表图像，所述图像识别器与所述图像预处理器连接，用于对所述预处理电能表图像进行读数识别以获得电能表读数，所述无线通信接口与所述图像识别器连接以将所述电能表读数无线发送给上位机。通过本发明专利技术，不需要改造电能表即可实现对电能表读数的自动读取，即使在多雾天气下也能保证读数的精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能表领域，尤其涉及一种基于图像处理的电能表读数识别设备。
技术介绍
电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表，是专门用来计量某一时间段电能累计值的仪表。电能表可如下进行分类：按用途：有功电能表、无功电能表、最大需量表、标准电能表、复费率分时电能表、预付费电能表(分投币式、磁卡式、电卡式)、损耗电能表，按工作原理：感应式(机械式)、静止式(电子式)、机电一体式(混合式)；按接入电源性质：交流表、直流表；按结构：整体式、分体式；按接入相线：单相、三相三线、三相四线电能表；按准确级：普通安装式电能表(0.2S、0.5S、0.2.0.5.1.0、2.0级)和携带式精密电能表(0.01、0.05、0.2级)；按安装接线方式：直接接入式、间接接入式。由于电能表数量众多且读数是供电方收费的重要依据，因此，电能表读数的读取要求既高效又准确。然而现有技术中的电能表读数读取方案做不到这一点。因此，需要一种新的电能表自动抄表系统，能够把电脑表抄表操作从繁重的体力劳动中解放出来，提高抄表的速度，保证抄表的实时性能，同时对拍摄的电能表图像进行去雾霾化处理，以保障在恶劣天气下读表的准确性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于图像处理的电能表读数识别设备，引入高精度的图像采集技术、图像识别技术实现对电能表读数的准确识别，引入无线通信技术实现对电能表读数的高效传输，在此基础上，根据大气衰减模型确定雾霾对图像的影响因素，对雾霾天气下采集的电能表图像进行去雾处理，获得清晰的电能表图像，从而保障在恶劣天气下也能进行电能表读数的自动识别。根据本专利技术的一方面，提供了一种基于图像处理的电能表读数识别设备，所述设备包括CCD摄像头、图像预处理器、图像识别器和无线通信接口，所述CCD摄像头对电能表进行拍摄以获得电能表图像，所述图像预处理器与所述CCD摄像头连接，用于对所述电能表图像进行图像预处理以获得预处理电能表图像，所述图像识别器与所述图像预处理器连接，用于对所述预处理电能表图像进行读数识别以获得电能表读数，所述无线通信接口与所述图像识别器连接以将所述电能表读数无线发送给上位机。更具体地，在所述基于图像处理的电能表读数识别设备中，还包括：SD卡，与所述图像识别器连接，用于实时存储所述图像识别器输出的电能表读数；静态存储器，用于预先存储读数上限灰度阈值和读数下限灰度阈值，所述读数上限灰度阈值和所述读数下限灰度阈值用于分离出图像中的电能表读数字符；供电电源，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；去雾处理器，位于所述图像预处理器和所述图像识别器之间，用于接收所述预处理电能表图像，对所述预处理电能表图像进行去雾处理以获得去雾电能表图像，将所述去雾电能表图像输入所述图像识别器以进行读数识别以获得电能表读数；所述图像预处理器包括对比度增强处理子设备和中值滤波子设备，所述对比度增强处理子设备与所述CCD摄像头连接，用于对所述电能表图像进行对比度增强处理，获得增强电能表图像，所述中值滤波子设备与所述对比度增强处理子设备连接，基于5×5的像素滤波窗口对所述增强电能表图像进行中值滤波处理，以获得所述预处理电能表图像；所述图像识别器包括灰度化处理子设备、字符图案分割子设备和OCR识别子设备，所述灰度化处理子设备对所述去雾电能表图像进行灰度化处理以获得灰度化电能表图像，所述字符图案分割子设备与所述灰度化处理子设备和所述静态存储器分别连接，用于将所述灰度化电能表图像中灰度值在所述读数上限灰度阈值和所述读数下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个读数字符子图案，所述OCR识别子设备与所述字符图案分割子设备连接，用于对多个读数字符子图案分别进行OCR识别，获取对应的多个读数字符并组成电能表读数；所述去雾处理器包括：雾霾浓度检测子设备，位于空气中，用于实时检测电能表所在位置的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度，所述雾霾去除强度取值在0到1之间；整体大气光值获取子设备，与所述图像预处理器连接以获得所述预处理电能表图像，计算所述预处理电能表图像中每一像素的灰度值，将灰度值最大的像素的灰度值作为整体大气光值；大气散射光值获取子设备，与所述图像预处理器和所述雾霾浓度检测子设备分别连接，对所述预处理电能表图像的每一个像素，提取其R，G，B三颜色通道像素值中最小值作为目标像素值，使用保持边缘的高斯平滑滤波器EPGF(edge-preserving gaussian filter)对所述目标像素值进行滤波处理以获得滤波目标像素值，将目标像素值减去滤波目标像素值以获得目标像素差值，使用EPGF对目标像素差值进行滤波处理以获得滤波目标像素差值，将滤波目标像素值减去滤波目标像素差值以获得雾霾去除基准值，将雾霾去除强度乘以雾霾去除基准值以获得雾霾去除阈值，取雾霾去除阈值和目标像素值中的最小值作为比较参考值，取比较参考值和0中的最大值作为每一个像素的大气散射光值；介质传输率获取子设备，与所述整体大气光值获取子设备和所述大气散射光值获取子设备分别连接，将每一个像素的大气散射光值除以整体大气光值以获得除值，将1减去所述除值以获得每一个像素的介质传输率；清晰化图像获取子设备，与所述图像预处理器、所述整体大气光值获取子设备和所述介质传输率获取子设备分别连接，将1减去每一个像素的介质传输率以获得第一差值，将所述第一差值乘以整体大气光值以获得乘积值，将所述预处理电能表图像中每一个像素的像素值减去所述乘积值以获得第二差值，将所述第二差值除以每一个像素的介质传输率以获得每一个像素的清晰化像素值，所述预处理电能表图像中每一个像素的像素值包括所述预处理电能表图像中每一个像素的R，G，B三颜色通道像素值，相应地，获得的每一个像素的清晰化像素值包括每一个像素的R，G，B三颜色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值组成去雾电能表图像；其中，所述雾霾浓度检测子设备、所述整体大气光值获取子设备、所述大气散射光值获取子设备、所述介质传输率获取子设备和所述清晰化图像获取子设备集成在一块集成电路板上，并分别采用不同的FPG本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于图像处理的电能表读数识别设备，其特征在于，所述设备包括CCD摄像头、图像预处理器、图像识别器和无线通信接口，所述CCD摄像头对电能表进行拍摄以获得电能表图像，所述图像预处理器与所述CCD摄像头连接，用于对所述电能表图像进行图像预处理以获得预处理电能表图像，所述图像识别器与所述图像预处理器连接，用于对所述预处理电能表图像进行读数识别以获得电能表读数，所述无线通信接口与所述图像识别器连接以将所述电能表读数无线发送给上位机。
【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的电能表读数识别设备，其特征在于，所述设
备包括CCD摄像头、图像预处理器、图像识别器和无线通信接口，所述
CCD摄像头对电能表进行拍摄以获得电能表图像，所述图像预处理器与所
述CCD摄像头连接，用于对所述电能表图像进行图像预处理以获得预处
理电能表图像，所述图像识别器与所述图像预处理器连接，用于对所述预
处理电能表图像进行读数识别以获得电能表读数，所述无线通信接口与所
述图像识别器连接以将所述电能表读数无线发送给上位机。
2.如权利要求1所述的基于图像处理的电能表读数识别设备，其特
征在于，所述设备还包括：
SD卡，与所述图像识别器连接，用于实时存储所述图像识别器输出
的电能表读数；
静态存储器，用于预先存储读数上限灰度阈值和读数下限灰度阈值，
所述读数上限灰度阈值和所述读数下限灰度阈值用于分离出图像中的电
能表读数字符；
供电电源，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，
所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池
剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件
供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V
电压转换为3.3V电压；
去雾处理器，位于所述图像预处理器和所述图像识别器之间，用于接
收所述预处理电能表图像，对所述预处理电能表图像进行去雾处理以获得
去雾电能表图像，将所述去雾电能表图像输入所述图像识别器以进行读数
识别以获得电能表读数；
所述图像预处理器包括对比度增强处理子设备和中值滤波子设备，所
述对比度增强处理子设备与所述CCD摄像头连接，用于对所述电能表图
像进行对比度增强处理，获得增强电能表图像，所述中值滤波子设备与所
述对比度增强处理子设备连接，基于5×5的像素滤波窗口对所述增强电
\t能表图像进行中值滤波处理，以获得所述预处理电能表图像；
所述图像识别器包括灰度化处理子设备、字符图案分割子设备和OCR
识别子设备，所述灰度化处理子设备对所述去雾电能表图像进行灰度化处
理以获得灰度化电能表图像，所述字符图案分割子设备与所述灰度化处理
子设备和所述静态存储器分别连接，用于将所述灰度化电能表图像中灰度
值在所述读数上限灰度阈值和所述读数下限灰度阈值之间的像素识别并
组成多个读数字符子图案，所述OCR识别子设备与所述字符图案分割子
设备连接，用于对多个读数字符子图案分别进行OCR识别，获取对应的
多个读数字符并组成电能表读数；
所述去雾处理器包括：
雾霾浓度检测子设备，位于空气中，用于实时检测电能表所在位
置的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度，所述雾霾去除强度取
值在0到1之间；
整体大气光值获取...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐晶，
申请(专利权)人：徐晶，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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