[发明专利]电力电能表图像自动识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电能表自动识别技术领域，特别是涉及电力电能表图像自动识别方法。

背景技术

电力电能表从新购入，检定合格、使用现场撤回、检测记录和入库是电力营销系统电能表生命周期管理的核心步骤，工作内容包括验证电能表身份(条码识别)、自动识别电能的最终示值。电能表检测记录的准确性和正确性，决定能否检测出电能表在工作期间内是否被正确地使用以及电能表计数是否被正确地记录，能够为电力企业挽回大量的电力损失。所以改进和提高自动识别电能表条码和示值的方法，是电力营销系统急需解决的重中之重的问题。

目前，电力撤回电能表的检测记录是采用人工肉眼识别、手工录入的方式进行，这样做存在的问题和漏洞是：

1、肉眼识别和手工录入两个操作环节会因为各种客观因数和人为因数产生失误或差错，使最终录入的表数与电能表中计数不一致，造成结余电量不准确；

2、电能表入库过程中，肉眼识别只能即时检查电能表外观和识别电能表示数，不能保存电能表具外观和电能表示数照片，造成电能表外观完整状况以及电能表示数的准确性无法进行审计核实；

3、由于采用人工方式，所以，一些电力公司对电能表不做任何检测和记录，直接入库保存，直至销毁。

上述撤回电能表入库流程暴露出的问题无法通过原有方式解决，无法满足电力营销现代化的发展需求。因此电能表的自动识别技术已经成为自动抄表技术的研究热点之一，作为自动识别技术之一的图像识别技术也被广泛的应用到电能表的自动识别中。

基于图像的数字识别技术目前已经比较成熟。但对于电能表图像的自动识别系统来说，在研究过程中存在以下关键问题：

1、在获取的电能表图像中，由于光照原因和反射会造成亮度分布不均。此时，定位率和识别率会显著下降，这对于整个图像处理与模式识别过程来说，都是一个难题。

2、示值的精确定位方面，由于电能表种类繁多，各类表的示值区域特征不同，采用传统的积分投影法很难准确定位出字符，因此提高示值的定位准确率也是一个需要解决的关键问题。

3、示值识别方面，由于电能表种类繁多，示值的字符类型不一致，而且机械式电能表的示值会出现半字符的现象。一般的模板匹配法、统计特征法和结构特征法都很难取得理想的识别效果，所以这对图像的识别提出了更为苛刻的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种工作效率高，抄表收费成本低，能实现一定范围内表计图像数据的自动采集，并将相关数据实时传送到管理控制中心，在该管理控制中心服务器上进行集中处理并自动识别的流量计费表数字远传图像自动识别方法。

电力电能表图像自动识别方法，包括以下步骤：

步骤一图像预处理，图像预处理首先采用基于分段线性灰度拉伸方法对图像进行对比化增强处理；然后由于条码和示值区域的垂直纹理相对水平纹理较丰富，本发明采用Sobel算子检测表盘图像的垂直纹理，并且采用投影法初步去除背景区域；再采用膨胀算法提取垂直纹理丰富的区域；最后采用基于积分投影法的自适应阈值分割方法对图像进行二值化处理。

步骤二示值与条码的精确定位：

1、示值的精确定位，由于电能表种类繁多，各类表的示值区域特征不同，采用传统的积分投影法很难准确定位出字符，因此本发明的示值的精确定位方法在基于Sobel算子的垂直边缘检测及形态学处理等预处理的基础上，结合了复杂图像背景下基于示值间距和数字字符的长宽比特征的智能判断方法，适应不同类型电能表的示值精确定位。同时，突破传统单个完整字符定位方法，当示值处于半字符状态时能够判断该位置是否为上下两个不完整字符情况，并且根据上下半字符的比例关系选取特征信息较多的字符读数作为该位置的读数。

2、条码的精确定位根据条码区域垂直纹理较多的特征在传统的投影定位方法基础上融合了条码区域的边缘特征，对可能是条码的区域进行水平扫描，提取满足条码特征的区域，并且根据电能表条码的编码方法判断出条码类型。

步骤三条码识别，条码识别首先采用逐行扫描的方法计算出一个条码字符连续条空的宽度，然后采用归一化理论，针对不同类型的条码用相似边距离归一化的方法对字符条码进行识别。