CN103136532A - 表盘数字图像读取装置及方法 - Google Patents

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王瑞春
李世国
范金坪
张丰
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Abstract

本发明公开了一种表盘数字图像读取装置及方法，该方法包括图像采集、字符定位、字符分割、字符识别和信号发送的步骤，其通过CMOS图像传感器，抓取电能表LCD上的数字，通过DSP处理芯片处理以后，经过字符定位、字符分割、字符识别的步骤后提取成数字信号，并无线发送到监控主机上。本发明提供的表盘数字图像读取装置及方法，通过图像传感器自动读取表盘数据，并将读取的数据传送到远程监视器，通过监视器可以实时监测用户的水、电、气的消耗量以及消耗总量。远程监测主机抄表人员可以记录用户的水、电、气的消耗量，用户可以实时监测自己的能源消耗，从而采取有效办法节省能源。

Description

表盘数字图像读取装置及方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种表盘数字图像读取装置及方法。
背景技术
现在对水表、电表、气表的数据读取大部分还是人工抄表，须要抄表人对每个水表、电表、气表进行核对和手工抄数。对抄表员来说，人工抄表增加了工作量，又容易出错。对用户而言，使用现有的抄表方法，用户没法实时知道自己的水、电、气的消耗量，无法采取有效的措施节能，减少浪费。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种表盘数字图像读取装置及方法，自动读取表盘数据，并将读取的数据传送到远程监视器，通过监视器可以实时监测用户的水、电、气的消耗量以及消耗总量。
为实现上述目的，本发明提供一种表盘数字图像读取方法，包括以下步骤：
图像采集：图像传感器抓拍表盘图像，并将图像传送到DSP图像处理器，DSP图像处理器对采集的图像进行增强、恢复及变换处理：
字符定位：根据计算边缘图像的投影面积，寻找峰谷点，大致确定字符位置，再计算此连通域内的宽高比，剔除不在域值范围内的连通域，最后得到字符区域；
字符分割：把经过定位后的字符区域切分成若干个子区域，使每一个子区域包含一个字符；
字符识别：预先制定匹配样本，计算待识别字符样本与标准样本间的距离，选择距离最小的标准样本作为待识别的样本类别，将表盘图像数据转换电信号；
信号发送：将表盘图像信号转换得到的电信号通过无线发射模块发送到远程监控主机。
其中，在图像采集的步骤中，所述图像传感器是以每秒读取24帧图像的速度抓拍表盘图像。
其中，在图像采集的步骤中，所述图像传感器为CMOS图像传感器。
其中，在字符识别的步骤中，是采用神经网络作为分类器，以确定待识别样本的类别。
其中，在字符识别的步骤中，还包括消除图像中的噪声，修正图像断线或粘连现象的步骤。
为实现上述目的，本发明提供一种表盘数字图像读取装置，包括：
图像采集模块：通过图像传感器抓拍表盘图像，并将图像传送到DSP图像处理器，使DSP图像处理器对采集的图像进行增强、恢复及变换处理；
字符定位模块：用于根据计算边缘图像的投影面积，寻找峰谷点，大致确定字符位置，再计算此连通域内的宽高比，剔除不在域值范围内的连通域，最后得到字符区域；
字符分割模块：用于把经过定位后的字符区域切分成若干个子区域，使每一个子区域包含一个字符；
字符识别模块：用于预先制定匹配样本，计算待识别字符样本与标准样本间的距离，选择距离最小的标准样本作为待识别的样本类别，将表盘图像数据转换电信号；
信号发送模块：用于将表盘图像信号转换得到的电信号通过无线发射模块发送到远程监控主机。
其中，所述图像传感器是为每秒读取24帧图像的图像传感器。
其中，所述图像传感器为CMOS图像传感器。
其中，所述分类器为神经网络分类器。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的表盘数字图像读取装置及方法，通过图像传感器自动读取表盘数据，并将读取的数据传送到远程监视器，通过监视器可以实时监测用户的水、电、气的消耗量以及消耗总量。远程监测主机抄表人员可以记录用户的水、电、气的消耗量，用户可以实时监测自己的能源消耗，从而采取有效办法节省能源。
附图说明
图1是本发明表盘数字图像读取方法的流程图；
图2是本发明表盘数字图像读取装置的方框图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1，本发明的表盘数字图像读取方法，包括以下步骤：
步骤101图像采集：图像传感器抓拍表盘图像，并将图像传送到DSP图像处理器，DSP图像处理器对采集的图像进行增强、恢复及变换处理；
步骤102字符定位：根据计算边缘图像的投影面积，寻找峰谷点，大致确定字符位置，再计算此连通域内的宽高比，剔除不在域值范围内的连通域，最后得到字符区域；
步骤103字符分割：把经过定位后的字符区域切分成若干个子区域，使每一个子区域包含一个字符；
步骤104字符识别：预先制定匹配样本，计算待识别字符样本与标准样本间的距离，选择距离最小的标准样本作为待识别的样本类别，将表盘图像数据转换电信号；
步骤105信号发送：将表盘图像信号转换得到的电信号通过无线发射模块发送到远程监控主机。
在步骤101中，DSP图像处理器对采集的图像进行处理的目的是突出字符的主要特征，以便更好地提取字符区域。在步骤102中，字符定位是字符自动识别系统中的关键和难点，实际图像中的噪声、复杂的背景等干扰都会给定位增加困难。在步骤103中，字符分割把多行或多字符图像中的每个字符从整个图像中分割出来，使其成为单个字符。在步骤104中，字符识别包括字符图像预处理和特征提取。其中，字符图像预处理是对输入的字符图像进行处理，以使其变成某种特定的标准形式，使后续的特征提取和字符识别更容易进行。其主要功能有两点：一是消除图像中的噪声，修正图像断线或粘连现象；二是通过各种线性、非线性归一化方法，使变换后的图像相对稳定，便于识别；特征提取是从原始数据中抽取出用于区分不同类别的本质特征。采用神经网络作为分类器，预先制定匹配样本，使用模板匹配法，计算待识别字符样本与标准样本间的距离，选择距离最小的标准样本作为待识别的样本类别，从而将表盘图像数据转换电信号。
相较于现有技术的情况，本发明提供的表盘数字图像读取方法，通过图像传感器自动读取表盘数据，并将读取的数据传送到远程监视器，通过监视器可以实时监测用户的水、电、气的消耗量以及消耗总量。远程监测主机抄表人员可以记录用户的水、电、气的消耗量，用户可以实时监测自己的能源消耗，从而采取有效办法节省能源。
在另一实施例中，在图像采集的步骤中，所述图像传感器是以每秒读取24帧图像的速度抓拍表盘图像。
在另一实施例中，在图像采集的步骤中，所述图像传感器为CMOS图像传感器。
在另一实施例中，在字符识别的步骤中，是采用神经网络作为分类器，以确定待识别样本的类别。
在另一实施例中，在字符识别的步骤中，还包括消除图像中的噪声，修正图像断线或粘连现象的步骤。
请参阅图2，本发明提供一种表盘数字图像读取装置，包括：
图像采集模块201：通过图像传感器抓拍表盘图像，并将图像传送到DSP图像处理器，使DSP图像处理器对采集的图像进行增强、恢复及变换处理；
字符定位模块202：用于根据计算边缘图像的投影面积，寻找峰谷点，大致确定字符位置，再计算此连通域内的宽高比，剔除不在域值范围内的连通域，最后得到字符区域；
字符分割模块203：用于把经过定位后的字符区域切分成若干个子区域，使每一个子区域包含一个字符；
字符识别模块204：用于预先制定匹配样本，计算待识别字符样本与标准样本间的距离，选择距离最小的标准样本作为待识别的样本类别，将表盘图像数据转换电信号；
信号发送模块205：用于将表盘图像信号转换得到的电信号通过无线发射模块发送到远程监控主机。
在另一实施例中，所述图像传感器是为每秒读取24帧图像的图像传感器。
在另一实施例中，所述图像传感器为CMOS图像传感器。
在另一实施例中，所述分类器为神经网络分类器。
本发明将CMOS图像传感器读取装置放在仪表盘的数字可视区，CMOS图像传感器以每秒读取24帧图像的速度，将抓取的图像信号给DSP图像处理器，DSP图像处理器进行图像变换，字符分割，将处理后的图像数字和预设置的0～9的二进制的模板库比较，提取二进制的数字信号，进行优化处理以后，每秒发一组数据给无线模块。
本发明通过CMOS图像传感器，抓取电能表LCD上的数字，通过DSP处理芯片处理以后，提取数字信号，并无线发送到监控主机。经过实验表明，本发明可以实现对水表、电表、气表的表盘自动读取。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种表盘数字图像读取方法，其特征在于，包括以下步骤：
图像采集：图像传感器抓拍表盘图像，并将图像传送到DSP图像处理器，DSP图像处理器对采集的图像进行增强、恢复及变换处理；
字符定位：根据计算边缘图像的投影面积，寻找峰谷点，大致确定字符位置，再计算此连通域内的宽高比，剔除不在域值范围内的连通域，最后得到字符区域；
字符分割：把经过定位后的字符区域切分成若干个子区域，使每一个子区域包含一个字符；
字符识别：预先制定匹配样本，计算待识别字符样本与标准样本间的距离，选择距离最小的标准样本作为待识别的样本类别，将表盘图像数据转换电信号；
信号发送：将表盘图像信号转换得到的电信号通过无线发射模块发送到远程监控主机。
2.根据权利要求1所述的表盘数字图像读取方法，其特征在于，在图像采集的步骤中，所述图像传感器是以每秒读取24帧图像的速度抓拍表盘图像。
3.根据权利要求1或2所述的表盘数字图像读取方法，其特征在于，在图像采集的步骤中，所述图像传感器为CMOS图像传感器。
4.根据权利要求3所述的表盘数字图像读取方法，其特征在于，在字符识别的步骤中，是采用神经网络作为分类器，以确定待识别样本的类别。
5.根据权利要求4所述的表盘数字图像读取方法，其特征在于，在字符识别的步骤中，还包括消除图像中的噪声，修正图像断线或粘连现象的步骤。
6.一种表盘数字图像读取装置，其特征在于，包括：
图像采集模块：通过图像传感器抓拍表盘图像，并将图像传送到DSP图像处理器，使DSP图像处理器对采集的图像进行增强、恢复及变换处理；
字符定位模块：用于根据计算边缘图像的投影面积，寻找峰谷点，大致确定字符位置，再计算此连通域内的宽高比，剔除不在域值范围内的连通域，最后得到字符区域；
字符分割模块：用于把经过定位后的字符区域切分成若干个子区域，使每一个子区域包含一个字符；
字符识别模块：用于预先制定匹配样本，计算待识别字符样本与标准样本间的距离，选择距离最小的标准样本作为待识别的样本类别，将表盘图像数据转换电信号；
信号发送模块：用于将表盘图像信号转换得到的电信号通过无线发射模块发送到远程监控主机。
7.根据权利要求6所述的表盘数字图像读取装置，其特征在于，所述图像传感器是为每秒读取24帧图像的图像传感器。
8.根据权利要求6或7所述的表盘数字图像读取装置，其特征在于，所述图像传感器为CMOS图像传感器。
9.根据权利要求8所述的表盘数字图像读取装置，其特征在于，所述分类器为神经网络分类器。
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