CN103209211A - 一种计量表读数识别的方法、计量表自助抄表系统及其抄表方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种计量表读数识别的方法，包括区域裁剪、确认整数位和小数位界限、OCR数字图像识别和进位数字的识别等步骤。一种计量表自助抄表系统及其抄表方法，具有移动终端结合APP、具有标识信息的计量表以及云服务平台，并共同组成自助式移动互联网抄表系统，移动终端通过运行APP利用拍照对计量表非接触进行识别标识信息和识别并采集计量表读数信息，获得操作时的位置信息，通过移动终端的内置通讯功能与本系统云服务平台联网，云服务平台通过广域网与相关水、电、气、热等服务商网络中心联网并与云服务平台进行数据上传和信息交互。本发明便捷有效，不需额外增加用户的成本。

Description

一种计量表读数识别的方法、计量表自助抄表系统及其抄表方法

技术领域

本发明涉及一种计量表读数识别的方法、计量表自助抄表系统及其抄表方法。

背景技术

数字识别是基于OCR数字图像识别技术的方法，广泛应用于车牌识别、计量表读数识别等技术领域。但是该方法只能用于识别比较完整的数字，在步进式计量表识别过程中由于存在数字表盘的进位过程，使得数字的显示不完整，现有的识别方法无法准确识别该数字的数值。

另外，我国长期以来，水、电、气、热的查表方式绝大多是人工上门抄表，一方面为水、电、气、热等运营商带来人力成本居高不下、效率低，资金回收慢，另一方面也给居民生活带来诸多不便，甚至有些不法分子假冒服务人员入户进行犯罪活动，成为社会不安定因素的诱因。当前传统技术方案是卡表、有线、无线远程抄表等解决方案，但这些方案均需要硬件的大量更新、更换，投入成本巨大，而产出回报不足，因此这些方案也只在小范围使用，水、电、气、热的运营商没有动力大规模采用卡表和远程抄表方案。因此市场急需一种成本低、推广快、可快速复制的系统和方法。

发明内容

本发明目的在于针对现有远程无线（有线）抄表系统成本高的缺陷提供一种形成便捷有效、成本低廉、识别数字准确的计量表读数识别的方法、以及基于这种识别方法的计量表自助抄表系统及其抄表方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种计量表读数识别的方法，包括区域裁剪、确认整数位和小数位界限、OCR数字图像识别步骤，其特征在于：还包括进位过程的数字识别方法；

所述进位过程的数字识别方法包括下述步骤：

（1）以当前数字和进位数字滚轮之间的空白间隙为测算基点，将基点到显示窗上沿的间距与基点到显示窗下沿间距的比例定义为P；

（2）根据P的数值将进位过程分成四种状态：

A.数字完整显示，其特点是当前数字或进位数字完整，比值判断条件为P大于等于60%即当前数字显示为主，或小于等于40%即进位数字显示为主；

B.数字进位初期显示，其特点是当前数字显示为主但不能全显，进位数字显示不完整，只显示上面的部分，比值判断条件为P小于60%大于50%；

C.数字进位后期显示，其特点是进位数字显示为主但不能全显，当前数字显示不完整，只显示下面的部分，比值判断条件为P大于40%小于50%；

D.数字进位中期显示，其特点是当前数字和进位数字显示比例相等且均不完整，当前数字显示下半部分，进位数字显示上半部分，比值判断条件为P等于50%；

（3）根据上述进位过程的分类，分别对表头读数识别，识别方法为根据数字的下部形态特征将数字分为“1型”包括1、4、7，“0型”包括0、6、8，“圆形左开口型”包括3、5、9，“下平型”包括2；根据数字的上部形态特征将数字分为“1型”包括1，“0型”包括0、8、9，“弧形左开口型”包括2、3，“弧形右开口型”包括6，“上尖形”包括4，“上平型”包括5、7；先根据当前数字的下部特征进行排它处理，再根据进位数字的上部特征进行进一步排它处理，从而识别当前数字和进位数字；

A.数字完整显示的情况下，采用OCR数字图像识别技术获得该位最终读数；

B.数字进位初期显示情况下，当前数字为最终读数；

C.数字进位后期显示情况下，进位数字为最终读数；

D.数字进位中期显示情况下，根据误差最小原则，以当前数字为该位最终读数。

一种计量表自助抄表系统，其特征在于：其包括第三方应用程序APP、移动终端、云服务平台、计量表和提供商管理系统；

所述计量表为用户端步进式水、电、气、热计量表；

所述移动终端为安装有第三方应用程序APP、具有拍照和上网功能的智能移动终端；

所述第三方应用程序APP安装于所述移动终端，用于通过摄像头采集计量表图像，并采用上述计量表识别方法识别计量表读数，并将数据通过移动网络传输至所述云服务平台和提供商管理系统进行信息交互；

所述云服务平台为自助抄表系统提供可靠稳定的基础计算平台，利用云计算的基本路线包括资源池化、动态资源调度、智能化云管理来对基础设施进行合理有效利用，提供安全的、可靠的、可扩展的基础服务平台；

所述提供商管理系统是企业现有计算机服务管理系统，该系统通过互联网与云服务平台联网并交换数据。

其进一步特征在于：所述计量表上设置有计量表标识，作为用户计量表的唯一标识。

进一步的：所述计量表标识为字符代码、条码、二维码、RFID中的至少一种，信息包括用户地址、计量表出厂和安装日期、房产信息中的至少一种信息。

一种计量表自助抄表方法，包括下述步骤：

（1）用户在移动终端上安装第三方应用程序APP；

（2）运行第三方应用程序APP，通过移动终端的摄像头拍摄获取表头图像，并对图像数字通过上述计量表识别方法进行数字识别，形成读数信息；

（3）移动终端通过移动网络将拍照获取的标识信息、拍照识别的表头读数信息、原始图片信息、移动终端号码、移动终端MAC地址和移动互联网位置信息一并上传到云服务平台，云服务平台收到信息并反馈确认信息；

（4）所述云服务平台通过广域网与提供商管理系统联网，对接提供商数据库；向移动终端的第三方应用程序APP提供缴费查询、申报、投诉服务；提供标识信息管理服务，生成标识信息，认证标识信息；集成第三方支付系统，提供支付服务，支付结果返回移动终端的第三方应用程序APP。

其进一步特征在于：上述步骤（4）中所述云服务平台同时还通过移动终端的第三方应用程序APP提供增值服务扩展；包括积分服务、抽奖服务、积分换购、信息推送服务、广告服务、电子商务、第三方支付中的至少一种增值服务功能。

本发明计量表读数识别的方法克服了常规的识别方法无法识别步进式计量表进位过程中的数字的缺陷，具有识别准确，数字识别误差小的优点。

本发明自助式移动互联网抄表系统及其抄表方法的主要特征是：移动终端结合APP、具有标识信息的计量表以及云服务平台，并共同组成自助式移动互联网抄表系统，移动终端通过运行APP利用拍照对计量表非接触进行识别标识信息和识别并采集计量表读数信息，获得操作时的位置信息，通过移动终端的内置通讯功能与本系统云服务平台联网，云服务平台通过广域网与相关水、电、气、热等服务商网络中心联网并与云服务平台进行数据上传和信息交互。本发明便捷有效，不需额外增加用户的成本。

附图说明

图1为本发明计量表读数识别的方法流程图。

图2为本发明计量表自助抄表系统架构框图。

图3为本发明计量表自助抄表方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示一种计量表读数识别的方法，包括下述步骤：

1.区域裁剪：由于表头的读数区显示具有规范的大小和位数，边界为长方形并具有实线分割，在识别前在图像预处理阶段完成裁剪并过滤掉外围信息。

2.确认整数位和小数位界限：由于表头读数区的长方形外框由实线构成，而且左边的整数位边线是黑色，而小数位则是右边的红色区，分界处便是小数点的位置，通过图像处理便可判断整数区和小数区。

3.进位过程：由于表头的步进式特点，表头上的每位数字会出现如下四种情况。以当前数字和进位数字滚轮之间的空白间隙为测算基点，基点到显示窗上沿距离与到显示窗到下沿的距离比例设为P分为如下情况：

A.数字完整显示，其特点是当前数字或进位数字完整，比值判断条件为P大于等于60%（当前数字显示为主）或小于等于40%（进位数字显示为主）。

B.数字进位初期显示，其特点是当前数字显示为主但不能全显，进位数字显示不完整，只显示上面的部分，比值判断条件为P小于60%大于50%。

C.数字进位后期显示，其特点是进位数字显示为主但不能全显，当前数字显示不完整，只显示下面的部分，比值判断条件为P大于40%小于50%。

D.数字进位中期显示，其特点是当前数字和进位数字显示比例相等且均不完整，当前数字显示下半部分，进位数字显示上半部分，比值判断条件为P等于50%。

4.进位过程的数字识别：根据上面进位过程的的分类，分别阐述表头读数识别方法。

A.数字完整显示的情况下，采用OCR数字图像识别技术获得该位最终读数。

B.数字进位初期显示情况下，当前数字和进位数字均不能完全显示，首先根据当前数字的图像特征排他处理，得到下面表格：

再根据进位数字的图像特征进一步排他处理，得到下面表格：

例如当前数字特征是“0”型，那么数字有可能是0、6、8，，考虑到当前数字比进位数字少一的规律，对应的进位数字应该是1、7、9，这样通过分析进位数字上半部分显示特征可以进一步判断，如果进位数字具有“1”型特征，那么可以判定但前数字和进位数字分别为0、1；如果进位数字具有“上平型”特征，那么可以判定当前数字和进位数字分别为6、7；如果进位数字具有“0”型特征，那么可以判定当前数字和进位数字分别为8、9。依此类推我们得到下面的综合判定表格：

以误差最小原则，这种情况以当前数字为该位最终读数。

C.数字进位后期显示情况下，当前数字和进位数字均不能完全显示，采用上述的相同的两步排他判定的方法，以误差最小原则，这种情况以进位数字为该位最终读数。

D.数字进位中期显示情况下，当前数字和进位数字均不能完全显示，这种状态下，可以根据方法B判断当前数字和进位数字，也可以通过方法C判断进位数字和当前数字，以误差最小原则，以当前数字为该位最终读数。

E.由于实际拍摄角度造成的偏差均可以归纳到以上A、B、C、D几种类型处理。

如图2所示一种计量表自助抄表系统，包括第三方应用程序APP、移动终端、云服务平台、计量表、计量表标识和提供商管理系统。

所述计量表是安装在家庭或企业中的任何步进制的水、电、气、热计量表。

所述计量表标识采用条码、二维码等载体，按照水电气热等服务商按照企业自身的编码规则为每户居民的计量表编写代码，该信息是用户计量表的唯一标识信息，包含地址、计量表出厂和安装日期、房产信息等。

所述移动终端是指基于安卓系统，苹果系统、windows系统、塞班系统等，具有拍照功能和上网功能的任意移动终端。

所述第三方应用程序APP可以主动或被动下载到移动终端上，具有对水、电、气、热表头数字显示拍照功能、识别功能、特别是针对表头数字显示中的进位转角产生的畸变，通过分析当前数字和进位数字在进位过程中显示比例分为全显、进位初期、进位后期和进位中期几种情况，通过分别对当前数字和进位数字的图像特征进行分析，再通过当前数字和进位数字相差“1”的关系，进一步校验数字，从而提高识别精度，精确判断该位的真实数字；具有对标识信息扫描识别功能，标识信息可以是字符代码、条码、二维码、RFID等信息载体，该标识信息是每个计量表的唯一识别信息。APP根据目标计量表数码显示区域和尺寸的规整性和边界清晰特性具有图像裁剪、过滤无关信息、增强、补光、识别算法、数据上传、位置信息获取和上传、与云服务平台和提供商管理系统信息交互。

所述云服务平台为自助抄表系统提供可靠稳定的基础计算平台，利用云计算的基本路线包括资源池化、动态资源调度、智能化云管理来对基础设施进行合理有效利用，提供安全的、可靠的、可扩展的基础服务平台。

所述提供商管理系统是企业现有计算机服务管理系统，该系统通过互联网与云服务平台联网并交换数据。

如图3所示一种计量表自助抄表方法，包括下述步骤：

（1）用户在移动终端上安装第三方应用程序APP；

（2）运行第三方应用程序APP，通过移动终端的摄像头拍摄获取表头图像，并对图像数字通过上述计量表识别方法进行数字识别，形成读数信息；

（3）移动终端通过移动网络将拍照获取的标识信息、拍照识别的表头读数信息、原始图片信息、移动终端号码、移动终端MAC地址和移动互联网位置信息一并上传到云服务平台，云服务平台收到信息并反馈确认信息；

（4）所述云服务平台通过广域网与提供商管理系统联网，对接提供商数据库；向移动终端的第三方应用程序APP提供缴费查询、申报、投诉服务；提供标识信息管理服务，生成标识信息，认证标识信息；集成第三方支付系统，提供支付服务，支付结果返回移动终端的第三方应用程序APP。

所述云服务平台同时还通过移动终端的第三方应用程序APP提供增值服务扩展；包括积分服务、抽奖服务、积分换购、信息推送服务、广告服务、电子商务、第三方支付中的至少一种增值服务功能。

本系统和方法具有移动终端结合APP、具有标识信息的计量表以及云服务平台，并共同组成自助式移动互联网抄表系统，移动终端通过运行APP利用拍照对计量表非接触进行识别标识信息和识别并采集计量表读数信息，获得操作时的位置信息，通过移动终端的内置通讯功能与本系统云服务平台联网，云服务平台通过广域网与相关水、电、气、热等服务商网络中心联网并与云服务平台进行数据上传和信息交互。

Claims (6)

1.一种计量表读数识别的方法，包括区域裁剪、确认整数位和小数位界限、OCR数字图像识别步骤，其特征在于：还包括进位过程的数字识别方法；

所述进位过程的数字识别方法包括下述步骤：

（1）以当前数字和进位数字滚轮之间的空白间隙为测算基点，将基点到显示窗上沿的间距与基点到显示窗下沿间距的比例定义为P；

（2）根据P的数值将进位过程分成四种状态：

A.数字完整显示，其特点是当前数字或进位数字完整，比值判断条件为P大于等于60%即当前数字显示为主，或小于等于40%即进位数字显示为主；

B.数字进位初期显示，其特点是当前数字显示为主但不能全显，进位数字显示不完整，只显示上面的部分，比值判断条件为P小于60%大于50%；

C.数字进位后期显示，其特点是进位数字显示为主但不能全显，当前数字显示不完整，只显示下面的部分，比值判断条件为P大于40%小于50%；

D.数字进位中期显示，其特点是当前数字和进位数字显示比例相等且均不完整，当前数字显示下半部分，进位数字显示上半部分，比值判断条件为P等于50%；

（3）根据上述进位过程的分类，分别对表头读数识别，识别方法为根据当前数字的下部形态特征将数字分为“1型”包括1、4、7，“0型”包括0、6、8，“圆形左开口型”包括3、5、9，“下平型”包括2；根据进位数字的上部形态特征将数字分为“1型”包括1，“0型”包括0、8、9，“弧形左开口型”包括2、3，“弧形右开口型”包括6，“上尖形”包括4，“上平型”包括5、7；先根据当前数字的下部特征进行排它处理，再根据进位数字的上部特征进行进一步排它处理，从而识别当前数字和进位数字；

A.数字完整显示的情况下，采用OCR数字图像识别技术获得该位最终读数；

B.数字进位初期显示情况下，当前数字为最终读数；

C.数字进位后期显示情况下，进位数字为最终读数；

D.数字进位中期显示情况下，根据误差最小原则，以当前数字为该位最终读数。

2.一种计量表自助抄表系统，其特征在于：其包括第三方应用程序APP、移动终端、云服务平台、计量表和提供商管理系统；

所述计量表为用户端步进式水、电、气、热计量表；

所述移动终端为具有拍照和上网功能的移动终端；

所述第三方应用程序APP安装于所述移动终端，用于通过摄像头采集计量表图像，并采用权利要求1所述方法识别计量表读数，并将数据通过移动互联网传输至所述云服务平台和提供商管理系统进行信息交互；

所述云服务平台为自助抄表系统提供可靠稳定的基础计算平台，利用云计算的基本路线包括资源池化、动态资源调度、智能化云管理来对基础设施进行合理有效利用，提供安全的、可靠的、可扩展的基础服务平台；

所述提供商管理系统是水、电、气、热服务企业现有计算机服务管理系统，该系统通过互联网与云服务平台联网并交换数据。

3.根据权利要求2所述的计量表自助抄表系统，其特征在于：所述计量表上设置有计量表标识，作为用户计量表的唯一标识。

4.根据权利要求3所述的计量表自助抄表系统，其特征在于：所述计量表标识为字符代码、条码、二维码、RFID中的至少一种，标识信息包括用户地址、计量表出厂和安装日期、房产信息中的至少一种信息。

5.一种计量表自助抄表方法，包括下述步骤：

（1）用户在移动终端上安装第三方应用程序APP；

（2）运行第三方应用程序APP，通过移动终端的摄像头拍摄获取表头图像，并对图像数字通过权利要求1所述的方法进行数字识别，形成读数信息；

（3）移动终端通过移动网络将拍照获取的标识信息、拍照识别的表头读数信息、原始图片信息、移动终端号码、移动终端MAC地址和移动互联网位置信息一并上传到云服务平台，云服务平台收到信息并反馈确认信息；

（4）所述云服务平台通过广域网与提供商管理系统联网，对接提供商数据库；向移动终端的第三方应用程序APP提供缴费查询、申报、投诉服务；提供标识信息管理服务，生成标识信息，认证标识信息；集成第三方支付系统，提供支付服务，支付结果返回移动终端的第三方应用程序APP。

6.根据权利要求5所述的计量表自助抄表方法，其特征在于：所述步骤（4）中所述云服务平台同时还通过移动终端的第三方应用程序APP提供增值服务扩展；包括积分服务、抽奖服务、积分换购、信息推送服务、广告服务、电子商务、第三方支付中的至少一种增值服务功能。

Images