圖像識別抄表系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了圖像識別抄表系統(tǒng)及方法，其包括如下步驟通過條形碼或二維碼標(biāo)記儀表，條形碼或二維碼存儲有該儀表的基本信息；通過圖像采集裝置獲取條形碼或二維碼的圖片，并通過識別該圖片獲得對應(yīng)儀表的編號和類型參數(shù)；通過圖像采集裝置以圖片的形式獲取儀表的讀數(shù)，并將該含讀數(shù)圖片傳送給中心服務(wù)器；所述中心服務(wù)器包含用于識別含讀數(shù)圖片的信息的圖像識別系統(tǒng)，圖像識別系統(tǒng)將識別后的含讀數(shù)圖片的信息存儲為計算機(jī)可識別的儀表讀數(shù)，該儀表讀數(shù)與儀表的編號和類型參數(shù)對應(yīng)，最后輸出儀表的基本信息以及讀數(shù)。
【專利說明】圖像識別抄表系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到儀表數(shù)據(jù)采集【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種圖像識別的抄表系統(tǒng)及方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]對技術(shù)生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)中的裝置或儀表的工作參數(shù)抄表是記錄系統(tǒng)工作狀態(tài)以及統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù)的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的操作中，現(xiàn)場工作人員有手動抄表和傳感器抄表兩種方式，手動抄表需要工作人員在相關(guān)儀表的顯示屏旁，讀取和記錄相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)，再在計算機(jī)系統(tǒng)中輸入進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲，手動抄表具有速度慢、容易抄錯、勞動強(qiáng)度大等缺陷；傳感器抄表在實(shí)際操作中要接入傳感器，并更換原有的非智能儀表為智能儀表，而改造儀表會導(dǎo)致停工停產(chǎn)，改造費(fèi)用大，增大了生產(chǎn)成本。
[0003]現(xiàn)有相近的技術(shù)公開的專利號為201310108618.5、專利名稱為基于二維碼技術(shù)的變電站設(shè)備智能抄表方法及抄表系統(tǒng)的發(fā)明專利，該專利文件采用的抄表技術(shù)方案為:首先讀取設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)或表計讀數(shù)，經(jīng)過一維碼變換，轉(zhuǎn)換為包含有該運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)一維圖像信號，將各個運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)一維圖像信號進(jìn)行二維碼轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換包括有多個運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)的二維圖像信號，以二維碼的形式將得到的各個運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)或讀數(shù)統(tǒng)一在二維碼顯示屏上顯示，工作人員采用二維碼讀取設(shè)備來讀取顯示在二維碼顯示屏上的二維碼圖像信號，該二維碼讀取設(shè)備采用解碼軟件對該圖像信號進(jìn)行解碼，得到對應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行表讀數(shù)。該方案需要先讀取儀表顯示的讀數(shù)，將讀數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號，然后利用軟件對這個信號再進(jìn)行解碼，這個待解的碼本身已經(jīng)存儲了儀表讀數(shù)的信息，只需要通過解碼重新獲得而已，也就是說，該專利文件中的條形碼或二維碼已經(jīng)存儲有了儀表的讀數(shù)信息，然而采用這種方式去抄表需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行幾重的轉(zhuǎn)換，比較繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)手動人工抄表的低效率，以及利用傳感器抄表高成本的技術(shù)問題，提供一種通過采集儀表讀數(shù)的圖像信息并進(jìn)行識別的圖像識別抄表系統(tǒng)及方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案:圖像識別抄表方法，包括如下步驟，
[0006]S1:通過條形碼或二維碼標(biāo)記儀表，條形碼或二維碼存儲有該儀表的基本信息；
[0007]S2:通過圖像采集裝置獲取條形碼或二維碼的圖片，并通過識別該圖片獲得對應(yīng)儀表的編號和類型參數(shù)；
[0008]S3:通過圖像采集裝置以圖片的形式獲取儀表的讀數(shù)，并將該含讀數(shù)圖片傳送給中心服務(wù)器；
[0009]S4:所述中心服務(wù)器包含用于識別含讀數(shù)圖片的信息的圖像識別系統(tǒng)，圖像識別系統(tǒng)將識別后的含讀數(shù)圖片的信息存儲為計算機(jī)可識別的儀表讀數(shù)，該儀表讀數(shù)與儀表的編號和類型參數(shù)對應(yīng)，最后輸出儀表的基本信息以及讀數(shù)。[0010]在上述步驟S4中，所述圖像識別系統(tǒng)識別圖片信息的步驟為:
[0011]S41:儀表類型和位置識別
[0012](I)輸入含有待識別儀表的圖片到圖像識別系統(tǒng)；
[0013](2)檢測圖片中是否含有儀表，如含有，找出圖像位置；
[0014](3)輸出帶識別外框的儀表位置；
[0015]S42:儀表位置校準(zhǔn)
[0016](I)輸入上述S41中(3)的儀表位置,并與中心服務(wù)器已存儲的儀表型號的標(biāo)準(zhǔn)圖像對比；
[0017](2)找出從儀表位置到標(biāo)準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)矩陣，校準(zhǔn)儀表位置；
[0018](3)將校準(zhǔn)后的儀表圖像輸出；
[0019]S43:儀表分割
[0020](I)輸入對應(yīng)儀表型號的目標(biāo)區(qū)域位置信息；
[0021](2)分割得到待識別的數(shù)顯區(qū)域/指針區(qū)域；
[0022](3)輸出待識別區(qū)域；
[0023]S44:目標(biāo)區(qū)域二值化預(yù)處理
[0024](I)輸入上述S43中(3 )的待識別區(qū)域；
[0025](2)針對該區(qū)域采取閾值化、腐蝕、膨脹、大小變換處理；
[0026](3)輸出二值化后的待識別區(qū)域；
[0027]S45:儀表讀數(shù)識別
[0028]S451:數(shù)顯型儀表數(shù)字識別
[0029](I)輸入上述S44中(3 )的待識別區(qū)域；
[0030](2)通過KNN算法對歷史圖片讀數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，形成訓(xùn)練集；
[0031](3)將待識別區(qū)域中的數(shù)字提取出來，并通過KNN算法匹配數(shù)字；
[0032](4)輸出讀數(shù)；
[0033]S452:指針型儀表斜率識別
[0034](I)輸入上述S44中(3)的二值化的待識別區(qū)域；
[0035](2)檢測出目標(biāo)區(qū)域中的直線,計算直線的斜率；
[0036](3)輸出指針?biāo)诘闹本€的斜率；
[0037]所述步驟S2中，當(dāng)該條形碼或二維碼的圖片可由圖像采集裝置識別時，則由圖像采集裝置識別該條形碼或二維碼的圖片并傳送到中心服務(wù)器存儲，反之，由圖像采集裝置將所述條形碼或二維碼的圖片傳送給中心服務(wù)器，由中心服務(wù)器識別該條形碼或二維碼的圖片并存儲。手機(jī)上和服務(wù)器識別二維碼的技術(shù)原理是一樣的，但是兩者的主要區(qū)別是手機(jī)識別二維碼只要把手機(jī)里面的邊框?qū)?zhǔn)二維碼即可；而服務(wù)器識別二維碼的技術(shù)難度在于要識別出二維碼邊框的位置，才能讀取二維碼信息。
[0038]所述中心服務(wù)器將識別好的儀表讀數(shù)傳輸給圖像采集裝置，通過圖像采集裝置將該儀表讀數(shù)顯示。
[0039]包括附帶有條形碼或二維碼的儀表，用于獲取該條形碼或二維碼的圖片和儀表讀數(shù)圖片的圖像采集裝置，包含有圖像識別系統(tǒng)的中心服務(wù)器，所述圖像采集裝置或圖像識別系統(tǒng)用于識別條形碼或二維碼的圖片，圖像識別系統(tǒng)用于識別儀表讀數(shù)圖片，所述圖像采集裝置與中心服務(wù)器相互連接。
[0040]本發(fā)明通過二維碼或條形碼的id編號標(biāo)記儀表設(shè)備，還可以附有儀表設(shè)備類型等信息(比如是某某電表)，二維碼和條形碼的作用是來識別儀表的，即是用二維碼或條形碼的編號，對應(yīng)某一個儀表，條形碼或二維碼的圖片可由圖像采集裝置識別時，則由圖像采集裝置識別該條形碼或二維碼的圖片并傳送到中心服務(wù)器存儲，反之，由圖像采集裝置將所述條形碼或二維碼的圖片傳送給中心服務(wù)器，由中心服務(wù)器識別該條形碼或二維碼的圖片并存儲；通過圖像采集裝置對待抄表儀表進(jìn)行拍照，取得圖片，再將圖片傳回到中心服務(wù)器存儲，然后由中心服務(wù)器的圖像識別系統(tǒng)識別圖片里的讀數(shù)，保存讀數(shù)，然后輸出讀數(shù)和對應(yīng)的條形碼或二維碼信息。
[0041]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0042]1、抄表效率高:直接對原有儀表拍攝、識別儀表圖片讀數(shù)、存儲數(shù)據(jù)。
[0043]2、對現(xiàn)場儀表無影響:不用更換原有的儀表。
[0044]3、識別準(zhǔn)確率高:識別準(zhǔn)確率可達(dá)99%以上。
[0045]圖像識別抄表系統(tǒng)是通過圖片識別軟件對拍攝的儀表圖片識別讀數(shù)，可實(shí)現(xiàn)快速抄表，提高信息化程度，減少手動抄表的出錯率、減少工作強(qiáng)度，也能克服傳感器抄表要更換原有儀表的缺點(diǎn)，不用對原有儀表進(jìn)行改造，從而節(jié)約成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1為圖像識別抄表方法流程圖；
[0047]圖2為圖像識別軟件流程圖；
[0048]圖3為圖像識別抄表系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0050]實(shí)施例:
[0051]請參閱圖1所示，圖像識別抄表方法，包括如下步驟，
[0052]S1:使每個現(xiàn)場儀表對應(yīng)相應(yīng)的條形碼或二維碼，條形碼或二維碼存儲有該儀表的基本信息，條形碼或二維碼可直接貼在儀表旁邊，方便掃描；條形碼或二維碼賦予現(xiàn)場儀表一個編號，對應(yīng)儀表的類型參數(shù)信息，儀表類型用于區(qū)分該儀表是數(shù)顯類儀表還是指針類儀表，本實(shí)施例中條形碼或二維可以但不限于存儲如下信息
[0053]ID: 12345674 ;地址--第x生產(chǎn)線；用能設(shè)備:印刷機(jī)；負(fù)責(zé)人:張三；電話:x等輔助信息；
[0054]S2:通過圖像采集裝置獲取條形碼或二維碼的圖片，并通過識別該圖片獲得對應(yīng)儀表的編號和類型參數(shù)；
[0055]S3:通過圖像采集裝置以圖片的形式獲取儀表的讀數(shù)，并將該含讀數(shù)圖片傳送給中心服務(wù)器；
[0056] S4:所述中心服務(wù)器包含用于識別含讀數(shù)圖片的信息的圖像識別系統(tǒng)，圖像識別系統(tǒng)將識別后的含讀數(shù)圖片的信息存儲為計算機(jī)可識別的儀表讀數(shù)，該儀表讀數(shù)與儀表的編號和類型參數(shù)對應(yīng)，最后輸出儀表的基本信息以及讀數(shù)。[0057]本實(shí)施例的圖像識別抄表系統(tǒng)包括附帶條形碼或二維碼的現(xiàn)場儀表，圖像采集裝置(其包括但不限于手機(jī)、攝像機(jī)、ipad等)，包含有圖像識別系統(tǒng)的中心服務(wù)器，通過圖像采集裝置(拍攝設(shè)備)對現(xiàn)場儀表的條形碼或二維碼進(jìn)行拍攝，條形碼或二維碼可以在拍攝設(shè)備上識別也可以在中心服務(wù)器上識別，得到現(xiàn)場儀表的編號和儀表類型參數(shù)(如果拍攝設(shè)備能上網(wǎng)并且可以存儲信息，可用拍攝設(shè)備識別條形碼或二維碼信息并把信息傳回中心服務(wù)器存儲，否則條形碼或二維碼在中心服務(wù)器上識別并存儲)；通過拍攝設(shè)備對現(xiàn)場儀表(數(shù)顯式儀表、指針式儀表)的讀數(shù)拍攝，得到的圖片通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行姆?wù)器存儲，再經(jīng)過圖像識別系統(tǒng)識別圖片讀數(shù)信息，存儲為計算機(jī)可識別的儀表讀數(shù)；如果拍攝設(shè)備可以上網(wǎng)并且可以存儲信息，中心服務(wù)器可以通過網(wǎng)絡(luò)反饋給拍攝設(shè)備，顯示識別得到的現(xiàn)場儀表編號、讀數(shù)和檢測時間等信息，檢測時間是圖像采集裝置拍攝圖像的時間。
[0058]具體的:在上述第S3的中心服務(wù)器存儲好圖片后，圖片自動導(dǎo)入圖像識別系統(tǒng)，請結(jié)合圖2所示，圖像識別系統(tǒng)識別圖片讀數(shù)，返回儀表編號、讀數(shù)、檢測時間結(jié)果，識別流程是輸入圖像_>檢測儀表型號_>用對應(yīng)數(shù)顯型或指針型儀表檢測方法進(jìn)行圖像識別，包括:圖像預(yù)處理_>用指針型或數(shù)顯型算法進(jìn)行數(shù)字識別_>輸出儀表編號、讀數(shù)、檢測時間等參數(shù)。
[0059]經(jīng)過以下的具體步驟來識別圖片讀數(shù):
[0060]S41:儀表類型和位置識別(SIFT+FLANN)
[0061](I)輸入含有待識別儀表的圖片(img)到圖像識別系統(tǒng)；
[0062](2)檢測圖片(img)中是否含有儀表，如含有，找出圖像位置；用SIFT算子檢測，F(xiàn)LANN匹配；
[0063](3)輸出帶識別外框的儀表位置；
[0064]S42:儀表位置校準(zhǔn)(findHomography+perspectiveTransform)
[0065](I)輸入上述S41中(3)的儀表位置,并與中心服務(wù)器已存儲的儀表型號的標(biāo)準(zhǔn)圖像對比；
[0066](2)使用findHomography算法找出從儀表位置到標(biāo)準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)矩陣，使用perspectiveTransform算法校準(zhǔn)儀表位置；
[0067](3)將校準(zhǔn)后的儀表圖像輸出；
[0068]S43:儀表分割(根據(jù)儀表類型定義待識別的目標(biāo)區(qū)域)
[0069](I)輸入對應(yīng)儀表型號的目標(biāo)區(qū)域位置信息；
[0070](2)分割得到待識別的數(shù)顯區(qū)域/指針區(qū)域；
[0071](3)輸出待識別區(qū)域；
[0072]S44:目標(biāo)區(qū)域二值化預(yù)處理
[0073](I)輸入上述S43中(3)的待識別區(qū)域；所說的待識別區(qū)域是一個包含儀表數(shù)字的矩形區(qū)域(矩形框);
[0074](2)針對該區(qū)域采取閾值化(adaptiveThreshold)、腐蝕(erosion)、膨脹(dilation)、大小變換(resize)處理；
[0075](3)輸出二值化后的待識別區(qū)域；其通過二值化提取出圖像中的有用信息，將其設(shè)為1，其他的設(shè)為0;
[0076]S45:儀表讀數(shù)識別[0077]S451:數(shù)顯型儀表數(shù)字識別
[0078](I)輸入上述S44中(3)的待識別區(qū)域；
[0079](2)通過KNN算法對歷史圖片讀數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，形成訓(xùn)練集；
[0080](3)將待識別區(qū)域中的數(shù)字提取出來，并通過KNN算法匹配數(shù)字；
[0081](4)輸出讀數(shù)；
[0082]上述(2)中的歷史圖片，本實(shí)施例定義為同類別設(shè)備的一系列圖片，通過KNN算法對這類設(shè)備的圖片進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，相當(dāng)于通過KNN里面的訓(xùn)練集建立一個模板庫，用于匹配識別當(dāng)前的圖片。
[0083]KNN算法的作用是對提取出來的數(shù)字進(jìn)行匹配，從而識別數(shù)字，上述(3)中，提取的算法流程是先進(jìn)行邊緣檢測，選用合適模版，如微分算子或者ROBERT算子等等，通過這些算子可以得到數(shù)字的輪廓，然后利用KNN匹配識別出數(shù)字。
[0084]S452:指針型儀表斜率識別
[0085](I)輸入上述S44中(3)的二值化的待識別區(qū)域；
[0086](2)采用Hough變換檢測出目標(biāo)區(qū)域中的直線，計算出直線的斜率；本實(shí)施例采用的Hough變換具有較高的效率；
[0087](3)輸出指針?biāo)诘闹本€的斜率。
[0088]最后進(jìn)行讀數(shù)處理，顯示與存儲，輸出儀表編號、讀數(shù)、檢測時間等參數(shù)。
[0089]對應(yīng)的如圖3所示，本實(shí)施例還提供了一種采用上述圖像識別抄表方法的圖像識別抄表系統(tǒng)，包括附帶有條形碼或二維碼的儀表，用于獲取該條形碼或二維碼的圖片和儀表讀數(shù)圖片的圖像采集裝置，包含有圖像識別系統(tǒng)的中心服務(wù)器，所述圖像采集裝置或圖像識別系統(tǒng)用于識別條形碼或二維碼的圖片，圖像識別系統(tǒng)用于識別儀表讀數(shù)圖片，所述圖像采集裝置與中心服務(wù)器相互連接。
[0090]上列詳細(xì)說明是針對本發(fā)明可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
【權(quán)利要求】
1.圖像識別抄表方法，其特征在于，包括如下步驟， S1:通過條形碼或二維碼標(biāo)記儀表，條形碼或二維碼存儲有該儀表的基本信息； 52:通過圖像采集裝置獲取條形碼或二維碼的圖片，并通過識別該圖片獲得對應(yīng)儀表的編號和類型參數(shù)； 53:通過圖像采集裝置以圖片的形式獲取儀表的讀數(shù)，并將該含讀數(shù)圖片傳送給中心服務(wù)器； 54:所述中心服務(wù)器包含用于識別含讀數(shù)圖片的信息的圖像識別系統(tǒng)，圖像識別系統(tǒng)將識別后的含讀數(shù)圖片的信息存儲為計算機(jī)可識別的儀表讀數(shù)，該儀表讀數(shù)與儀表的編號和類型參數(shù)對應(yīng)，最后輸出儀表的基本信息以及讀數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像識別抄表方法，其特征在于:在上述步驟S4中，所述圖像識別系統(tǒng)識別圖片信息的步驟為: 541:儀表類型和位置識別 (1)輸入含有待識別儀表的圖片到圖像識別系統(tǒng)； (2)檢測圖片中是否含有儀表，如含有，找出圖像位置； (3)輸出帶識別外框的儀表位置； 542:儀表位置校準(zhǔn) (1)輸入上述S41中(3)的儀表位置，并與中心服務(wù)器已存儲的儀表型號的標(biāo)準(zhǔn)圖像對比； (2)找出從儀表位置到標(biāo)準(zhǔn)位置的旋轉(zhuǎn)矩陣，校準(zhǔn)儀表位置； (3)將校準(zhǔn)后的儀表圖像輸出； S43:儀表分割 (1)輸入對應(yīng)儀表型號的目標(biāo)區(qū)域位置信息； (2)分割得到待識別的數(shù)顯區(qū)域/指針區(qū)域； (3)輸出待識別區(qū)域； S44:目標(biāo)區(qū)域二值化預(yù)處理 (1)輸入上述S43中(3)的待識別區(qū)域； (2)針對該區(qū)域采取閾值化、腐蝕、膨脹、大小變換處理； (3)輸出二值化后的待識別區(qū)域； S45:儀表讀數(shù)識別 5451:數(shù)顯型儀表數(shù)字識別 (1)輸入上述S44中(3)的待識別區(qū)域； (2)通過KNN算法對歷史圖片讀數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，形成訓(xùn)練集； (3)將待識別區(qū)域中的數(shù)字提取出來，并通過KNN算法匹配數(shù)字； (4)輸出讀數(shù)； 5452:指針型儀表斜率識別 (1)輸入上述S44中(3)的二值化的待識別區(qū)域； (2)檢測出目標(biāo)區(qū)域中的直線，計算直線的斜率； (3)輸出指針?biāo)诘闹本€的斜率。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像識別抄表方法，其特征在于:所述步驟S2中，當(dāng)該條形碼或二維碼的圖片可由圖像采集裝置識別時，則由圖像采集裝置識別該條形碼或二維碼的圖片并傳送到中心服務(wù)器存儲，反之，由圖像采集裝置將所述條形碼或二維碼的圖片傳送給中心服務(wù)器，由中心服務(wù)器識別該條形碼或二維碼的圖片并存儲。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像識別抄表方法，其特征在于:所述中心服務(wù)器將識別好的儀表讀數(shù)傳輸給圖像采集裝置，通過圖像采集裝置將該儀表讀數(shù)顯示。
5.一種采用如權(quán)利要求1所述的圖像識別抄表方法的圖像識別抄表系統(tǒng)，其特征在于:包括附帶有條形碼或二維碼的儀表，用于獲取該條形碼或二維碼的圖片和儀表讀數(shù)圖片的圖像采集裝置，包含有圖像識別系統(tǒng)的中心服務(wù)器，所述圖像采集裝置或圖像識別系統(tǒng)用于識別條形碼或二維碼的圖片，圖像識別系統(tǒng)用于識別儀表讀數(shù)圖片，所述圖像采集裝置與中心服務(wù)器相互連接。
【文檔編號】G06K9/60GK103955694SQ201410141229
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】李寶華, 羅藝, 李鑫 申請人:廣州邦訊信息系統(tǒng)有限公司