基于背景差分法的电能表图像信息采集方法技术

本发明专利技术提出了基于背景差分法的电能表图像信息采集方法，包括以下步骤：S1：通过相机获取电能表当前图像信息，并建立背景参考图像；S2：将获取的当前图像信息和背景参考图像进行差分处理；S3：对得到的图像判断其灰度差的绝对值，当绝对值超过设定的阈值时，即可判断为运动目标，之后对当前图像信息进行保存，判定为异常图像，从而对该电能表进行标记。本发明专利技术提出了基于背景差分法的电能表图像信息采集技术，使来样电能表的自动留样程序实现自动化、精准化，可有效提高劳动生产率、降低人为差错率，可对来样电能表的条码信息、电量信息和整体图像信息进行自动化采集、永久存储。永久存储。永久存储。

【技术实现步骤摘要】
基于背景差分法的电能表图像信息采集方法


[0001]本专利技术属于电能表
，具体涉及基于背景差分法的电能表图像信息采集方法。

技术介绍

[0002]当前，电力已成为使用最广泛的能源之一，电能表作为用电客户计费终端，其精准度与用户经济利益有重要且直接的影响。电能表精度校对是处理用户纠纷与疑问最常用的手段，因此电能表校对需有一套完整且严谨的流程。其中重要环节是对电表状态的拍照留样。当前，大多留样设备采用人工控制拍照，精准度低，且大多数留样设备电能表外露，存在触电风险等，此种作业方式工作效率低，且对操作人员来讲，也存在一定的人身安全隐患。

技术实现思路

[0003]为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了基于背景差分法的电能表图像信息采集方法。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]本技术方案提出了基于背景差分法的电能表图像信息采集方法，包括以下步骤：
[0006]S1：通过相机获取电能表当前图像信息，并建立背景参考图像；
[0007]S2：将获取的当前图像信息和背景参考图像进行差分处理；
[0008]S3：对得到的图像判断其灰度差的绝对值，当绝对值超过设定的阈值时，即可判断为运动目标，之后对当前图像信息进行保存，判定为异常图像，从而对该电能表进行标记。
[0009]优选的，所述S1中，使用Y,Cb,Cr模型来表示当前图像信息的颜色，将图像的亮度信息和颜色信息分离，并使用不同的分辨率进行存储，Y是图像的亮度分量，使用以下公式计算：
[0010]Y＝krR+kgG+kbB (1)
[0011]式中,R、G和B分别表示红、绿和蓝像素，
[0012]当kr＝0.299,kg＝0.587,kb＝0.114时，上式变为：
[0013]Y＝0.229R+0.587G+0.114B (2)
[0014]图像的亮度Y为图像视频帧中的对比参数，依靠各像素点的亮度Y变化进行后续移动侦测的判定。
[0015]优选的，所述S2中，使用K个高斯分布混合对背景像素进行建模，基于时间序列，每一个像素点所在的位置在整个时间序列中对应的数值构成一个分布，使用这些颜色存在时间的长短作为混合的权重，其中，背景图像的颜色持续时间最长，为每一个像素选择一个相应数目的高斯分布进行建模，采用公式：
[0016][0017]根据新获取的图像，通过上述公式(3)，对背景图像参数进行自适应更新。
[0018]优选的，获取到背景图像帧和当前视频图像帧以后，背景图像帧和当前视频图像帧对应像素点的灰度值分别记为B(x,y)和f
n
(x,y)，将两帧图像对应像素点的灰度值进行相减，并取其绝对值，得到差分图像D
n
，形式如下：
[0019]D
n
(x,y)＝|f
n
(x,y)
‑
B(x,y)| (4)
[0020]式中，B表示背景图像帧，f
n
表示当前视频图像帧；
[0021]设定阈值T，逐个对像素点进行二值化处理，得到二值化图像R
′
n
，形式如下：
[0022][0023]式中，灰度值为255的点即为运动目标点，灰度值为0的点即为背景点，对图像R
′
n
进行连通性分析，最终可得到含有完整运动目标的图像R
n
。
[0024]优选的，所述S2中，对时间上连续的两帧或三帧图像进行差分运算，不同帧对应的像素点相减，判断灰度差的绝对值，当绝对值超过设定的阈值时，即可判断为运动目标，三帧图像进行差分运算的方法包括：
[0025]D
′
n
(x,y)＝|f
n+1
(x,y)
‑
f
n
(x,y)|∩|f
n
(x,y)
‑
f
n
‑1(x,y)|
ꢀꢀ
(6)
[0026]记视频序列中第n+1帧、第n帧和第n
‑
1帧的图像分别为f
n+1
、f
n
、f
n
‑1，三帧对应像素点的灰度值记为f
n+1
(x,y)、f
n
(x,y和f
n
‑1(x,y),分别得到差分图像D
n
和D
n+1
，对差分图像D
n
和D
n+1
按照公式(6)进行计算，得到图像D
′
n
，然后再进行阈值处理、连通性分析，最终提取出运动目标。
[0027]优选的，在判决条件中加入对整体光照敏感的添加项，将判决条件修改为：
[0028][0029]式中，N
A
为待检测区域中像素的总数目，λ为光照的抑制系数，A为整帧图像，式中的添加项表达了整帧图像中光照的变化情况，如果场景中的光照变化小，则该项的值趋向于零，如果场景中的光照变化明显，则该项的值增大，导致上式右侧判决条件自适应地增大，最终的判决结果为没有运动目标。
[0030]优选的，所述S1中，建立背景更新模型，在视频图像序列中，利用已有的背景差分法和帧间差分法作为启示，将动态图像中连续两帧差图像和背景差图像直接进行处理，再将结果进行二值化处理得到运动结果，得到的运动检测图像包含了更多目标的信息，不仅包含目标轮廓而且还有目标轮廓内的目标相关点，从而将运动目标从背景图像中分离出来，最终得到视频序列图像中运动存在与否的二值化图像。
[0031]优选的，所述S3中，判断的方法包括：
[0032]S11：设定SAD阈值，读取海思输出的MD检测结果，即SAD值，运动区域个数，总报警像素数和每个运动区域的坐标信息；
[0033]S12：读取检测到的运动区域个数，若个数不为零，则进行下一步S13的判断，若个数为零则认为当前帧不存在运动物体，等待下一帧判断；
[0034]S13：判断运动区域是否在用户划定的检测框内，给出检测框内的运动区域信息，随后其他检测到的运动区域都要做相同判断；
[0035]S14：确定用户划定的检测区域内的所有运动区域后，对检测区域内的所有运动区域面积进行求和，然后求出占此检测区域面积的比值，若比值大于等于用户设定的面积占比阈值，则拍照留存，若比值小于用户设定的面积占比阈值，则不留存。
[0036]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0037]本专利技术根据申校实验室来样电能表的表计特征和处置规范要求，采用图像识别技术和动检技术，基于背景差分法提出了包含对来样电能表的自动留样程序进行自动化、精准化的处置方法，有效提高了劳动生产率、降低人为差错率，进而为提高申校留样工作的工作效率和工作质量提供可靠方案，可对申校实验室来样电能表的条码信息、电量信息和整体图像信息进行自动化采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于背景差分法的电能表图像信息采集方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过相机获取电能表当前图像信息，并建立背景参考图像；S2：将获取的当前图像信息和背景参考图像进行差分处理；S3：对得到的图像判断其灰度差的绝对值，当绝对值超过设定的阈值时，即可判断为运动目标，之后对当前图像信息进行保存，判定为异常图像，从而对该电能表进行标记。2.根据权利要求1所述的基于背景差分法的电能表图像信息采集方法，其特征在于，所述S1中，使用Y,Cb,Cr模型来表示当前图像信息的颜色，将图像的亮度信息和颜色信息分离，并使用不同的分辨率进行存储，Y是图像的亮度分量，使用以下公式计算：Y＝krR+kgG+kbB (1)式中,R、G和B分别表示红、绿和蓝像素，当kr＝0.299,kg＝0.587,kb＝0.114时，上式变为：Y＝0.229R+0.587G+0.114B (2)图像的亮度Y为图像视频帧中的对比参数，依靠各像素点的亮度Y变化进行后续移动侦测的判定。3.根据权利要求1所述的基于背景差分法的电能表图像信息采集方法，其特征在于，所述S2中，使用K个高斯分布混合对背景像素进行建模，基于时间序列，每一个像素点所在的位置在整个时间序列中对应的数值构成一个分布，使用这些颜色存在时间的长短作为混合的权重，其中，背景图像的颜色持续时间最长，为每一个像素选择一个相应数目的高斯分布进行建模，采用公式：根据新获取的图像，通过上述公式(3)，对背景图像参数进行自适应更新。4.根据权利要求3所述的基于背景差分法的电能表图像信息采集方法，其特征在于，获取到背景图像帧和当前视频图像帧以后，背景图像帧和当前视频图像帧对应像素点的灰度值分别记为B(x,y)和f
n
(x,y)，将两帧图像对应像素点的灰度值进行相减，并取其绝对值，得到差分图像D
n
，形式如下：D
n
(x,y)＝|f
n
(x,y)
‑
B(x,y)|
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)式中，B表示背景图像帧，f
n
表示当前视频图像帧；设定阈值T，逐个对像素点进行二值化处理，得到二值化图像R
′
n
，形式如下：式中，灰度值为255的点即为运动目标点，灰度值为0的点即为背景点，对图像R
′
n
进行连通性分析，最终可得到含有完整运动目标的图像R
n
。5.根据权利要求1所述的基于背景差分法的电能表图像信息采集方法，其特征在于，所述S2中，对时间上连续的两帧或三帧图像进行差分运算，不同帧对应的像素点相减，判断灰度差的绝对值，当绝对值超过设定的阈值时，即可判断为运动目标，三帧图像进行差分运算的方法包括：D
′
n
(x,y)＝|f
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟杰，胡征宇，章迅，
申请(专利权)人：杭州禾余电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：