[发明专利]一种数字仪表读数方法及系统

说明书

本发明公开了一种数字仪表读数方法，包括以下步骤：1）获取表盘图像；2）判断是否为第一次采集，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，根据表盘模板裁剪得到表盘图像内的数字框；3）切割得到数字值图片，并进行二值化处理；4）n*n像素的二值化数字值图片转化为n个整形数的数组，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，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。本发明图片上传速度快，不会占用大的通讯流量，处理工作量少，识别实时性高，识别结果准确。

技术领域

本发明属于智读表领域，尤其是涉及一种数字仪表读数方法及系统。

背景技术

目前智读表领域对计数器上的数字采用摄像直读的方式，经过了几十年的发展，识别的准确度仍然是个挑战。市面上大多数抄表系统提高识别精确度都是从装置的外部环境入手，但是外部环境的优化存在一定的局限性。其中识别方法的科学设计可以从根本上解决部分识别度不高的问题。

中国专利109145912公开了《一种数字仪表读数自动识别方法》，其克服了人工记录的弊端，具有识别准确率高、对不完整数字识别效果好以及算法简单等优点。但是该方法每次上传均为完整表盘图片，占用了较大的通讯流量，图片上传速度减慢；上传后再用最大类间方差法分割出数字仪表读数与背景，此方法对于图像噪声和光照不均匀性十分敏感，在这种情况下，不能很好分割数字读数和背景；该专利方法识别过渡数字时，将过渡图片分割为两部分，高度较大的那部分为待识别区域，将待识别区域的数字进行特征匹配，此处存在一个问题，举例说明：5和6下半部分识别时，如果拍摄角度倾斜，6数字下半部分的圆圈左边可能会缺失，导致6数字识别为5，识别效果差。

中国专利108256565公开了《一种基于交叉熵相异度的自适应模版匹配》，其利用匹配模板根据差异度变换它的平移量，在保障匹配精度的同时有效地提高匹配速度。但是该方法要在普通的计算方法上增加实时计算量，在仪表盘上的数字过渡简单的单片机上，无法跑通如此大的计算量。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种计算量小、读数结果准确的数字仪表读数方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数字仪表读数方法，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。

作为优选，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。

作为优选，所述步骤2)中，如为第一次采集，利用MobileNetv2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。

作为优选，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第二数字或第二过渡数字；步骤7)，将步骤5)中得到的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。