数字式仪表的数字识别方法技术

本发明专利技术提供一种数字式仪表的数字识别方法，包括：对字符图像进行预处理，进行边缘切割后获取单字符图像；计算并提取字符的宽度和高度，根据单字符图像的宽高比识别字符1；执行单字符图像的完整性判断，若字符为完整，则在单字符图像宽度的中线位置处进行纵向穿线，扫描计算单字符图像内的连通区域，根据连通区域的个数分类识别字符0、2、3、4、5、6、7、8、9。该方法通过提取不同字体的同一字符的结构特征来建立字符识别的模型，适用于多种类型的数字式仪表，识别准确率较高，鲁棒性较强。

Digital identification method of digital instrument

The invention provides a digital identification method, a digital instrument includes the character image preprocessing, edge cutting after obtaining a single character image; calculate and extract the character width and height, width and height according to the single character recognition character image 1; to determine the integrity of execution of a single character image, if the character is integrity. Then the longitudinal threading in the midline at the single character image width, scanning calculation of single character image in the connected area, according to the number of connected area classification 0, 2, 3 characters, 4, 5, 6, 7, 8, 9. The method constructs a character recognition model by extracting the structural characteristics of the same characters in different fonts, and is suitable for various types of digital instruments. The recognition accuracy is higher and the robustness is stronger.

【技术实现步骤摘要】
数字式仪表的数字识别方法
本专利技术涉及图像识别
，尤其涉及一种数字式仪表的数字识别方法。
技术介绍
目前，已广泛利用变电站轨道机器人代替人工巡检，变电站轨道机器人可用于完成变电设备的日常巡视、红外测温、设备状态检查等工作。变电站的数字式仪表形状千差万别，各种数字式仪表的数字显示部分主要采用两种显示形式：LED七段码显示形式和LCD印刷体显示形式。由于受到光线照射以及仪器设备自身因素的影响，采用数字图象处理技术对数字式仪表的读数进行自动识别，仍面临识别率差及识别效率低等问题。在本领域中，申请号为201410624087.X的中国专利提出了一种基于模板匹配的印刷体数字识别方法，通过将多种字体的数字模版图像导入数据库中，将归一化后的已分割数字图像进行二值化处理后，再将待识别数字图像与模版中对应的像素进行叠加计算，通过统计叠加到的计算结果进行数字识别。采用该专利技术所述的模版匹配的方法需要对分割到的字符图像进行归一化处理，不但对数字区域的分割要求高，而且增加了计算量。申请号为CN201310209889.X的中国专利提出了一种采用两边三宽特征的数字识别方法，通过将单个字符图像归一化到合适尺寸后，通过计算字符的左包络、右包络、头宽、腰宽与脚宽等参数来进行数字识别。采用两边三宽特征进行数字识别涉及到计算参数，对单个数字字符分割的大小有一定要求，但通常不同类型的数字式仪表所采用的印刷字体大小并不相同，因此存在适用性差的问题。综上所述，目前在数字式仪表的数字识别技术的实际应用中，存在很多中数字识别方法，但大多数字识别的方法鲁棒性较差，只能适用于单一类型的数字仪表的读数；或者，存在运算量大识别效率低等问题。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上面描述的问题。本专利技术的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的一种数字式仪表的数字识别方法。具体地，本专利技术提供能够鲁棒性强，适用于多种类型的数字仪表的读数识别的数字识别方法。根据本专利技术的第一方面，提供一种数字式仪表的数字识别方法，包括如下步骤：对字符图像进行预处理，进行边缘切割后获取单字符图像；计算并提取字符的宽度和高度，根据单字符图像的宽高比识别字符1；执行单字符图像的完整性判断，若字符为完整，则在单字符图像宽度的中线位置处进行纵向穿线，扫描计算单字符图像内的连通区域，根据连通区域的个数分类识别字符0、2、3、4、5、6、7、8、9。进一步地，所述连通区域的个数为4时，则直接识别该单字符图像为字符8。进一步地，所述连通区域的个数为1时，则直接识别该单字符图像为印刷体字符7。进一步地，所述连通区域的个数为0时，在单字符图像高度的中线位置处进行横向穿线，若纵向中线上半部左侧像素总和明显小于右侧像素总和，则识别该字符为字符7，若纵向中线上半部左侧像素总和明显大于右侧像素总和，则识别该字符为字符4。进一步地，所述连通区域的个数为3时，在单字符图像高度的中线位置处进行横向穿线，若字符连通域的质心位于半高线以上则该字符识别为字符9，若字符连通域的质心位于半高线以下则该字符识别为字符6。进一步地，所述连通区域的个数为2时，若两个连通域的质心对称分布于纵向中线两侧且纵坐标位于半高线，则识别该字符为字符0；若两个连通域的质心非对称分布于纵向中线两侧，在识别该字符为字符4；在单字符图像高度的中线位置处进行横向穿线，若两个连通域的质心在纵向中线的右侧且分别位于横向中线的上下两侧，则可识别该字符为字符3；若两个连通域的质心在纵向中线的左右两侧且两个质心分别位于横纵中线划分的四个区域中的左下部分和右上部分则识别该字符为字符2；若两个连通域的质心在纵向中线的左右两侧且两个质心分别位于横纵中线划分的四个区域中的左上部分和右下部分则识别该字符为字符5。进一步地，所述连通区域的个数为4时，则直接识别该单字符图像为字符8；所述连通区域的个数为1时，则直接识别该单字符图像为印刷体字符7；所述连通区域的个数为0时，在单字符图像高度的中线位置处进行横向穿线，若纵向中线上半部左侧像素总和明显小于右侧像素总和，则识别该字符为字符7，若纵向中线上半部左侧像素总和明显大于右侧像素总和，则识别该字符为字符4；所述连通区域的个数为3时，在单字符图像高度的中线位置处进行横向穿线，若字符连通域的质心位于半高线以上则该字符识别为字符9，若字符连通域的质心位于半高线以下则该字符识别为字符6；所述连通区域的个数为2时，若两个连通域的质心对称分布于纵向中线两侧且纵坐标位于半高线，则识别该字符为字符0；若两个连通域的质心非对称分布于纵向中线两侧，在识别该字符为字符4；在单字符图像高度的中线位置处进行横向穿线，若两个连通域的质心在纵向中线的右侧且分别位于横向中线的上下两侧，则可识别该字符为字符3；若两个连通域的质心在纵向中线的左右两侧且两个质心分别位于横纵中线划分的四个区域中的左下部分和右上部分则识别该字符为字符2；若两个连通域的质心在纵向中线的左右两侧且两个质心分别位于横纵中线划分的四个区域中的左上部分和右下部分则识别该字符为字符5。进一步地，所述预处理的步骤包括：抑制噪声处理、和/或图像白平衡处理、和/或进行数学形态学的断点连接处理。进一步地，所述方法进一步包括：所述执行单字符图像的完整性判断的步骤中，若字符为不完整，则进一步进行字符完整性填充：计算单字符图像顶部的端点个数，如果顶部端点数为2则将两个端点进行连接处理，如果顶部端点数为1则从断点处向相反方向蔓延直至到达边界处以完成字符完整性填充。进一步地，所述方法进一步包括：所述执行单字符图像的完整性判断的步骤中，若字符为不完整，则进一步进行字符完整性填充：计算单字符图像底部的端点个数，如果底部端点数为2则将两个端点进行连接处理，如果底部端点数为1则从断点处向相反方向蔓延直至到达边界处以完成字符完整性填充。与现有技术相比，本专利技术提出的基于字符特征识别数字的方法对数字式仪表都适用，通过提取不同字体的同一字符的结构特征来建立字符识别的模型，识别准确率较高，鲁棒性较强。参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本专利技术的其他特性特征和优点将变得清晰。附图说明并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。图1示例性地示出了本专利技术实施例中数字式仪表的数字识别方法流程图；图2示例性地示出了本专利技术实施例的数字式仪表的数字识别方法的具体实施流程图；图3示例性地示出了现场采集的图像中数字“3”和数字“5”的形态示意图；图4示例性地示出了数字“4”和“2”均下半部分均存在残缺的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字式仪表的数字识别方法，其特征在于，包括如下步骤：对字符图像进行预处理，进行边缘切割后获取单字符图像；计算并提取字符的宽度和高度，根据单字符图像的宽高比识别字符1；执行单字符图像的完整性判断，若字符为完整，则在单字符图像宽度的中线位置处进行纵向穿线，扫描计算单字符图像内的连通区域，根据连通区域的个数分类识别字符0、2、3、4、5、6、7、8、9。

【技术特征摘要】
1.一种数字式仪表的数字识别方法，其特征在于，包括如下步骤：对字符图像进行预处理，进行边缘切割后获取单字符图像；计算并提取字符的宽度和高度，根据单字符图像的宽高比识别字符1；执行单字符图像的完整性判断，若字符为完整，则在单字符图像宽度的中线位置处进行纵向穿线，扫描计算单字符图像内的连通区域，根据连通区域的个数分类识别字符0、2、3、4、5、6、7、8、9。2.如权利要求1所述的数字式仪表的数字识别方法，其特征在于，所述连通区域的个数为4时，则直接识别该单字符图像为字符8。3.如权利要求1所述的数字式仪表的数字识别方法，其特征在于，所述连通区域的个数为1时，则直接识别该单字符图像为印刷体字符7。4.如权利要求1所述的数字式仪表的数字识别方法，其特征在于，所述连通区域的个数为0时，在单字符图像高度的中线位置处进行横向穿线，若纵向中线上半部左侧像素总和明显小于右侧像素总和，则识别该字符为字符7，若纵向中线上半部左侧像素总和明显大于右侧像素总和，则识别该字符为字符4。5.如权利要求1所述的数字式仪表的数字识别方法，其特征在于，所述连通区域的个数为3时，在单字符图像高度的中线位置处进行横向穿线，若字符连通域的质心位于半高线以上则该字符识别为字符9，若字符连通域的质心位于半高线以下则该字符识别为字符6。6.如权利要求1所述的数字式仪表的数字识别方法，其特征在于，所述连通区域的个数为2时，若两个连通域的质心对称分布于纵向中线两侧且纵坐标位于半高线，则识别该字符为字符0；若两个连通域的质心非对称分布于纵向中线两侧，在识别该字符为字符4；在单字符图像高度的中线位置处进行横向穿线，若两个连通域的质心在纵向中线的右侧且分别位于横向中线的上下两侧，则可识别该字符为字符3；若两个连通域的质心在纵向中线的左右两侧且两个质心分别位于横纵中线划分的四个区域中的左下部分和右上部分则识别该字符为字符2；若两个连通域的质心在纵向中线的左右两侧且两个质心分别位于横纵中线划分的四个区域中的左上部分和右下部分则识别该字符为字符5。7.如权利要求1所述的数字式仪表的数字识别方法，其特征在于，所述连通区域的个数为4时，则直接识别该单字符图...

【专利技术属性】
技术研发人员：田永权，李金龙，谢蓓敏，李军良，孙立伟，谢佳男，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司检修公司，国家电网公司，上海伊探电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22