[发明专利]基于图像处理的电度表

说明书

技术领域

本发明涉及图像检测领域，尤其涉及一种基于图像处理的电度表。

背景技术

现有技术中的电度表向智能化方向发展，例如提供远程抄表接口 等，但一般来看，现有技术中的电度表存在以下缺陷：电度表的测量 精度仍有待提高；电度表的功能单一，仍局限于对电力线路的检测操 作，没有充分利用电度表所占用的公共空间，例如电梯间的公共空间。

因此，本发明提出了一种新型电度表，专用于电梯间，能够提高 自身对交流电力线路电能参数的检测效率和检测精度，同时，能够对 电梯间每一个人物衣着和动作轨迹进行判断，以确定是否触发可疑人 物报警操作，从而避免居民的人身和财产受到伤害。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于图像处理的电度表， 能够充分利用电梯间的电度表设备空间，在其上集成一套识别系统， 通过衣着检测设备和人物轨迹分析设检测经过电梯间的每一个人物 目标的衣着特征和动作轨迹，在接收到衣着可疑信号且接收到轨迹可 疑信号时，发出人物可疑信号，当接收到衣着正常信号且接收到轨迹 正常信号时，发出人物正常信号，更重要的是，改造了现有技术对电 能测量的电子结构，提高电能测量的稳定性和准确性。

根据本发明的一方面，提供了一种基于图像处理的电度表，包括 衣着检测设备、人物轨迹分析设备和DSP处理芯片，衣着检测设备 和人物轨迹分析设备分别对电梯间的人物进行目标分析，DSP处理芯 片用于基于衣着检测设备和人物轨迹分析设备的输出，确定电梯间的 人物的危害程度。

更具体地，在所述基于图像处理的电度表中，包括：电流传感器， 与三相电力线路连接，用于对三相电力线路中的电流信号进行大小转 换，输出相对于三相电力线路中的电流信号较小的微电流信号；电压 传感器，与三相电力线路连接，用于对三相电力线路中的电压信号进 行大小转换，输出相对于三相电力线路中的电压信号较小的微电压信 号；抗混叠滤波电路，分别与电流传感器和电压传感器连接，用于对 接收到的微电流信号和微电压信号进行抗混叠滤波处理，以输出处理 后的微电流信号和微电压信号；三相电能计量设备，与抗混叠滤波电 路连接，基于处理后的微电流信号和微电压信号确定三相电力线路中 各相以及合相的有功功率、无功功率和视在功率；整流设备，与三相 电力线路连接，用于将三相电力线路的交流电整流为直流电；稳压设 备，与整流设备连接，用于对直流电进行稳压处理；变压设备，与稳 压设备连接，用于对稳压后的直流电进行变压处理以获得各个电子设 备所需要的工作电压，各个电子设备所需要的工作电压包括36V、12V、 5V和3.3V；日历时钟设备，包括日历时钟芯片和锂电池，日历时钟 芯片用于提供实时时钟数据，还通过同步串行接口I2C与DSP处理 芯片连接，锂电池与日历时钟芯片连接，用于在断电情况下为日历时 钟芯片提供备用电力支持；液晶显示设备，包括笔段式液晶显示驱动 器和液晶显示屏，笔段式液晶显示驱动器通过同步串行接口I2C与 DSP处理芯片连接，用于控制液晶显示屏上的显示内容；FLASH存 储设备，通过串行外设接口SPI与DSP处理芯片进行双向数据交换； 集成通信设备，与DSP处理芯片连接，包括红外发射器、红外接收 器、光耦器件、RS485驱动器和RS485通信接口，红外发射器采用 38kHz的调制光，通信速率为1200bps，红外接收器采用集电极开路 方式输出从接收到的红外光中解调出来的数字信号，RS485驱动器与 RS485通信接口连接，光耦器件用于将红外发射器和红外接收器隔离 于RS485驱动器和RS485通信接口；图像拍摄设备，设置在电度表 外框上，拍摄方向朝向电梯间，用于拍摄高清电梯间图像；复杂度检 测设备，与图像拍摄设备连接，用于接收高清电梯间图像，并基于高 清电梯间图像计算并输出图像复杂度；灰度转化设备，与图像拍摄设 备连接，用于接收高清电梯间图像，针对高清电梯间图像中的每一个 像素点，提取其R、G、B三颜色通道分量，对R、G、B三颜色通道 分量赋予不同的权重值以进行加权平均，以获得对应的灰度值，所有 像素点的灰度值组成灰度化图像；图像滤波设备，分别与复杂度检测 设备和灰度转化设备连接，用于基于图像复杂度确定选择的滤波策略， 当图像复杂度在预设复杂度范围下限以下时，选择高斯滤波策略对灰 度化图像进行滤波，当图像复杂度在预设复杂度范围上限以上时，选 择均值滤波策略对灰度化图像进行滤波，当图像复杂度在预设复杂度 范围以内时，选择中值滤波策略对灰度化图像进行滤波；全局二值化 设备，分别与复杂度检测设备和图像滤波设备连接，用于基于图像复 杂度确定全局二值化阈值的确定策略，在确定全局二值化阈值之后， 使用全局二值化阈值将灰度化图像进行二值化处理，使得处理后的二 值化图像的像素值只有0或255这二种选择，其中基于图像复杂度确 定全局二值化阈值的确定策略具体包括：当图像复杂度在预设复杂度 范围下限以下时，采用双峰法确定全局二值化阈值，当图像复杂度在 预设复杂度范围上限以上时，采用最大类间方差法确定全局二值化阈 值，当图像复杂度在预设复杂度范围以内时，采用平均值法确定全局 二值化阈值；图像校正设备，与全局二值化设备连接以接收二值化图 像，用于对二值化图像依次进行旋转校正处理、冗余裁剪处理和图像 归一化处理，以获得校正图像；人物识别设备，分别与图像校正设备 和图像拍摄设备连接以接收二值化图像和高清电梯间图像，用于基于 预设的基准人物轮廓识别出二值化图像的人物目标，并基于人物目标 在二值化图像处的位置从高清电梯间图像处分割出对应的人物目标 图像；衣着检测设备，与人物识别设备连接以接收人物目标图像，用 于基于预设的各种可疑人物衣着对人物目标图像中的人物目标的衣 着进行匹配，如果匹配成功则输出衣着可疑信号，如果匹配失败则输 出衣着正常信号；人物轨迹分析设备，与人物识别设备连接以接收人 物目标图像，用于基于预设的可疑人物动作规范对人物目标图像中的 人物目标的动作进行匹配，如果匹配成功则输出轨迹可疑信号，如果 匹配失败则输出轨迹正常信号；DSP处理芯片，分别与变压设备、日 历时钟设备、液晶显示设备、FLASH存储设备、集成通信设备和三 相电能计量设备连接，用于实现对变压设备、日历时钟设备、液晶显 示设备、FLASH存储设备、集成通信设备和三相电能计量设备的控 制；DSP处理芯片还分别与衣着检测设备和人物轨迹分析设备连接， 当接收到衣着可疑信号且接收到轨迹可疑信号时，发出人物可疑信号， 当接收到衣着正常信号且接收到轨迹正常信号时，发出人物正常信号； 其中，DSP处理芯片与日历时钟设备、液晶显示设备、FLASH存储 设备、三相电能计量设备连接、衣着检测设备和人物轨迹分析设备集 成在一块集成电路板上。