[发明专利]一种数字仪表读数方法及系统

权利要求书

1.一种数字仪表读数方法，其特征在于包括以下步骤：

1)获取数字仪表的表盘图像；

2)判断表盘图像是否为第一次采集，如为第一次采集，将表盘图像与存储单元内的表盘模板集进行比对，根据匹配的表盘模板裁剪得到表盘图像内的数字框；如非第一次采集，直接根据第一次匹配成功的表盘模板裁剪得到表盘图像内的数字框；

3)将数字框图像切割得到数字值图片，并对其进行二值化处理；

4)将步骤3)中得到的n*n像素的二值化数字值图片转化为n个整形数的数组，将预先得到的多个数字值模板图分别转n位整形数数组；

5)将数字值图片的数组与数字值模板图的数组进行比对，得到差异性值和重合性值，根据差异性值和重合性值得到数字值图片与数字值模板的相似度，取数字值模板图中最大相似度计算得到数字值图片中的数字；

所述步骤5)中，将经过二值化处理后的数字值二值图中挑选部分数据作为模板，将数字0-9，按照从小到大的顺序从从上到下排列，利用过渡数图来确定各个数字之间的间距，最后在9的后面再补充一张0，形成了模板图；

进行模板匹配，第一步，数组t的每一个元素对应和数组r的元素进行异或操作，t[0]异或r[0]，统计这一行不一样点的个数，计算多行像素点不一样个数之和s1，对每一行的值进行位与操作，

求出重合的黑点的个数，计算多行像素点重合点数之和s2；

第二步，t数组所有元素左移一位，重复第一步的操作；

第三步，重复第二步操作，直到t数组左移了8位，选取这8次操作中s1的最小值，s2的最大值，分别计算识别图片中黑点的总数及此时匹配位置内模板的黑点总数，选取两者黑点数之和的数作为分母ss1，用(1-s1/ss1)的结果作为识别图再模板第一个位置的差异性值P_xor1，选取两者黑点数较大者作为分母ss2，用s2/ss2的结果作为识别图与模板图重合性值P_and1，取P_xor1和P_and1的平均值作为识别图片在模板该位置的相似度P1；

第四步，从模板的第二个位置开始比对，重复前面三步，得到识别图片在模板第二个位置的相似度P2；

第五步，依次类推，得到一张识别图，在模板各个位置的相似度，选取相似度最大的位置除以模板图中单个数字图的长度，就可以得到识别结果，识别结果范围是0.0-10.5之间；

第六步，按照相同的操作，得到一张识别图在各个模板的识别结果及相似度，选取相似度最大模板的识别结果，作为最终结果。

2.根据权利要求1所述的数字仪表读数方法，其特征在于：所述步骤2)中，表盘模板集包括多个表盘模板，表盘模板的采集元素包括数字框位置、数字大小、数字间距和数字个数。

3.根据权利要求1所述的数字仪表读数方法，其特征在于：所述步骤2)中，如为第一次采集，利用Mobi leNetv2网络通过深度学习定位数字框所在位置，再将表盘图像与存储单元内的表盘模板集进行比对。

4.根据权利要求1所述的数字仪表读数方法，其特征在于：还包括步骤6)，利用MobileNetv1网络通过深度学习确定数字值图片中的数字，作为第二数字或第二过渡数字；步骤7)，将步骤5)中得到的数字，作为第一数字或第一过渡数字，和步骤6)中得到的第二数字或第二过渡数字，比对得到最终数字或过渡数字。

5.根据权利要求1所述的数字仪表读数方法，其特征在于：所述步骤3)中切割得到数字值图片时，对获取的数字框图像进行大类间方差法二值化处理，得到图像中面积最大的包围矩形，若矩形的高度和面积均在预设值内，判断得到的图像为数字值图像，切割该矩形作为数字值图片；若矩形的高度或面积不在预设值内，统计矩形内每行黑色像素点数量，若图像中间存在连续多行黑色像素点数量为零，判断得到的图像为过渡数字值图像，则将矩形的中心点和宽度不变，高度增加n个像素点进行切割；若矩形的高度或面积不在预设值内，图像中间不存在连续多行黑色像素点数量为零，则以数字框图像的中心点作为矩形的中心点，表盘模板中的数字框的高和宽作为数字框图像的高和宽，切割该矩形作为数字值图片。