CN110334647A - 一种基于图像识别的参数格式化方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于数据信息处理技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的参数格式化方法。在电力行业中，通常为了便于管理而建立电力设备台账，传统上采用人工巡检并抄录的方式，效率低下且容易出错，数据往往不全。本申请提供一种基于图像识别的参数格式化方法，基于图像识别技术，采用人工智能以及大数据等技术手段，对电力设备铭牌进行信息识别并整理为标准的格式化数据，从而更加高效准确地完成了电力设备台账的建立工作。本申请能够大幅降低人力成本，经济实用，同时兼具高效性和准确性，适于在电力行业推广应用。

Description

一种基于图像识别的参数格式化方法

技术领域

本申请涉及数据信息处理技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的参数格式化方法。

背景技术

在电力行业，各种电力设备在安装的时候都附有设备铭牌，设备铭牌上记录着设备名称、设备生产厂家和设备规格型号等相关参数信息。由于历史的原因，设备铭牌绝大部分是机械铭牌而非电子铭牌，设备铭牌上的信息是压刻或印刷上去的。在传统电力系统中，电力设备台账的建立和校核通常采用人工巡检并抄录的方式，即通过人工录入系统，完成审核流程后建立设备台账。

目前人工智能在图像识别方面已经有很广泛的应用，尤其在图像识别、人脸识别等方面，该技术已开始在许多场景中得到产业应用。随着电力行业的大力发展，借助于图像识别等人工智能技术以辅助电网数据质量治理和设备台账建立成为一种趋势。然而，目前常见的图像识别技术仅限于识别具有标准格式、固定参数的图像，且对于图像的清晰度和规格等要求较高。另外，电力设备存在种类繁多、型号多种多样、参数众多等特点，不同种类的设备参数描述可能完全不同，现有图像识别技术虽能识别铭牌信息，但未能进一步将所识别的信息处理为标准的格式化数据。

随着智能电网的发展，电力设备的数据量与日俱增，原有的人工建立设备台账的方式存在人员工作量大、准确性可靠性不高、数据质量不高影响数据分析应用等诸多弊端。而基于图像识别的数据采集方式还无法满足电力行业建立设备台账的需求，获取的设备铭牌信息零散化、杂乱无章，未能达到高效、精准和完整性的要求。

为了克服电力设备台账人工录入以及图像识别的不足，提升电力设备信息数据质量和数据管理水平，更加高效和精准的建立电力设备台账，在原有的图像识别技术的基础之上，采用人工智能和大数据等技术手段，针对数量庞大、规格各异的电力设备，对设备铭牌进行识别和处理，获得预设的标准化与格式化数据。

发明内容

本申请提供了一种基于图像识别的参数格式化方法，以解决建立电力设备台账效率不高、准确性差的问题。

本申请所采用的技术方案如下：

一种基于图像识别的参数格式化方法，包括以下步骤：

交互模块采集铭牌图片信息，将铭牌图片信息上传至处理模块；

处理模块对铭牌图片信息进行倾斜矫正、局部二值化以及去边框处理，获得预处理图片信息；

处理模块对预处理图片信息进行定位切割，获得按坐标区分的子图片信息集；

处理模块对子图片信息集进行图像信息识别以及格式化处理，获得格式化参数集；

处理模块将格式化参数集输出至交互模块，交互模块显示格式化参数集。

可选的，所述处理模块对子图片信息集进行格式化处理的步骤包括：

处理模块对子图片信息集进行图像信息识别，并根据每个子图片信息的右上角坐标的纵坐标值判断子图片信息是否属于同一行，若属于同一行，则将子图片信息的图像信息识别参数列为同一行参数子集，根据所有同一行参数子集，获得按行区分的参数集；

处理模块针对按行区分的参数集，根据每个子图片信息的右上角坐标的横坐标值进行前后排序，获得每一行顺序排列的参数集；

处理模块根据预存的厂家名称、设备名称、参数名称以及与参数名称相符的参数单位信息，判断每一行顺序排列的参数集中每个参数的信息是否属于预存的厂家名称和设备单位信息，若属于，则处理模块将厂家名称列为一个格式化参数，将设备名称列为一个格式化参数；处理模块进一步判断每一行顺序排列的参数集中每个参数的信息是否属于预存的参数名称以及与参数名称相符的参数单位信息，若属于，则处理模块将同一行顺序排列的参数名称、处理模块图像信息识别出的参数数值信息以及与参数名称相符的参数单位信息列为一个格式化参数，将其余参数列为一个格式化参数，处理模块根据所有格式化参数，获得格式化参数集。

可选的，所述处理模块对铭牌图片信息进行倾斜矫正为处理模块将铭牌图片信息进行平面角度调整，获得符合预设角度的铭牌图片信息。

可选的，所述局部二值化为处理模块将铭牌图片信息进行像素处理，提高铭牌图片信息的分辨率和清晰度。

可选的，所述去边框为处理模块去除铭牌图片信息中除铭牌以外的冗余图片信息。

可选的，所述定位采用四点坐标定位，所述四点坐标为单个参数的矩形区域的四个顶点坐标。

可选的，所述切割为处理模块将铭牌图片信息进行裁剪分割，得到只包含单一参数属性的各子图片信息。

可选的，所述交互模块显示格式化参数集步骤中，所述交互模块以表格形式显示格式化参数集。

本申请的有益效果如下：

本申请的基于图像识别的参数格式化方法，基于图像识别的技术，将电力设备铭牌图片信息进行预处理，按参数属性切割成子图片信息集，进而识别子图片信息集中的信息，获得格式化参数集。极大的提高了建立电力设备台账的效率和准确度，可处理数量庞大、规格各异的电力设备，适用性很广。另外，将格式化参数集显示在交互模块上并以表格形式输出，提升了可视化水平，增加了可操作性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的流程图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

参见图1，为本申请一种基于图像识别的参数格式化方法的流程图。

本申请提供的一种基于图像识别的参数格式化方法，包括以下步骤：

S101,交互模块采集铭牌图片信息，将铭牌图片信息上传至处理模块；

S102,处理模块对铭牌图片信息进行倾斜矫正、局部二值化以及去边框处理，获得预处理图片信息；

S103,处理模块对预处理图片信息进行定位切割，获得按坐标区分的子图片信息集；

S104,处理模块对子图片信息集进行图像信息识别以及格式化处理，获得格式化参数集；

S105,处理模块将格式化参数集输出至交互模块，交互模块显示格式化参数集。

本实施例中，交互模块具备采集铭牌图片信息的功能，因此交互模块具备拍照和存储图片的功能；交互模块将铭牌图片信息上传至处理模块，完成了铭牌图片的录入；处理模块对铭牌图片信息进行倾斜矫正，是为了更好的后期识别图片的准确率，由于文字本身具有一定的方向性，所以对铭牌图片信息进行角度调整，调整至便于图像识别的角度，确保更高的准确性。进行局部二值化，实质是调整铭牌图片信息的像素，包括调整像素的亮度、灰度以及色彩度等，目的是为了获得更易于识别的图片，进一步避免后期错误识别或者不识别，提高识别效率和准确性；去边框处理的效果是去除了冗余的图片杂质部分，本申请需要的数据信息始终围绕铭牌，因此，在实际拍照时，可能将与铭牌无关的内容也摄入其中，这会对后期识别形成干扰，降低识别的效率。

上述实施例中，处理模块对预处理图片信息进行定位，是为了后期更准确的切割，定位的对象是铭牌图片信息中的单个参数区域，每个参数单独被定位，避免切割的混乱，也防止后期进行识别时各参数之间相互干扰；定位后进行切割，得到按定位坐标区分的子图片信息集，为格式化处理做好准备；处理模块根据每个子图片信息集的右上角坐标的纵坐标值判断是否属于同一行，获得分行的信息集；针对同一行的信息集，根据右上角坐标的横坐标值进行前后排序，获得每一行顺序排列的多个格式化参数；进一步判断每个格式化参数的内容是否属于电力设备单位参数，将内容为单位的信息集与前一信息集合并形成一个格式化参数；处理模块格式化处理后获得格式化参数集，再将格式化参数集在交互模块上显示，提升了可视化水平，增强可操作性。

可选的，上述处理模块对子图片信息集进行格式化处理的步骤包括：

处理模块对子图片信息集进行图像信息识别，并根据每个子图片信息的右上角坐标的纵坐标值判断子图片信息是否属于同一行，若属于同一行，则将子图片信息的图像信息识别参数列为同一行参数子集，根据所有同一行参数子集，获得按行区分的参数集；

处理模块针对按行区分的参数集，根据每个子图片信息的右上角坐标的横坐标值进行前后排序，获得每一行顺序排列的参数集；

处理模块根据预存的厂家名称、设备名称、参数名称以及与参数名称相符的参数单位信息，判断每一行顺序排列的参数集中每个参数的信息是否属于预存的厂家名称和设备单位信息，若属于，则处理模块将厂家名称列为一个格式化参数，将设备名称列为一个格式化参数；处理模块进一步判断每一行顺序排列的参数集中每个参数的信息是否属于预存的参数名称以及与参数名称相符的参数单位信息，若属于，则处理模块将同一行顺序排列的参数名称、处理模块图像信息识别出的参数数值信息以及与参数名称相符的参数单位信息列为一个格式化参数，将其余参数列为一个格式化参数，处理模块根据所有格式化参数，获得格式化参数集。

本实施例中，处理模块对子图片信息集进行格式化处理主要分为三个步骤，具体方法如下：

步骤一：分行

处理模块对子图片信息集进行图像信息识别，并根据每个子图片信息的右上角坐标的纵坐标值判断子图片信息是否属于同一行，若属于同一行，则将子图片信息的图像信息识别参数列为同一行参数子集，根据所有同一行参数子集，获得按行区分的参数集；

处理模块通过深度神经网络学习训练，预设标准行距值，若任意两个子图片信息的右上角坐标的纵坐标值相差小于预设标准行距值，则认为这两个子图片信息属于同一行；

对比所有相邻的两个子图片信息的右上角坐标的纵坐标值，判断是否属于同一行；依次遍历所有子图片信息集，获得按行区分的参数集。

步骤二：排序

处理模块针对按行区分的参数集，根据每个子图片信息的右上角坐标的横坐标值进行前后排序，获得每一行顺序排列的参数集；

步骤三：合并

处理模块根据预存的厂家名称、设备名称、参数名称以及参数单位信息，判断每一行顺序排列的参数集中每个参数的信息是否属于预存的厂家名称和设备单位信息，若属于，则处理模块将厂家名称列为一个格式化参数，将设备名称列为一个格式化参数，将处理模块图像信息识别出的参数数值信息与同一行顺序排列的参数单位信息合并为一个格式化参数，将其余参数列为一个格式化参数，处理模块根据所有格式化参数，获得格式化参数集。

在步骤三中，预先将电力设备相关的厂家名称、设备名称、参数名称以及参数单位信息固化到处理模块中，其中，参数单位如kA、kV、Hz、MPa等。合并的目的是为了防止误识别，当铭牌的参数数值与参数单位相距较远时，处理模块会将其识别为两个单独的参数，造成格式化参数的混乱，因此，在实际应用中，设定一个间距阈值，当两个参数之间的间距超出阈值时，识别为两个单独的参数，当两个参数之间的间距小于或等于阈值时，识别为一个参数。由于铭牌的种类繁多，书写样式也各不一样，此方法能有效减少处理模块对铭牌的错误识别概率。

可选的，上述处理模块对铭牌图片信息进行倾斜矫正为处理模块将铭牌图片信息进行平面角度调整，获得符合预设角度的铭牌图片信息。

本实施例中，由于铭牌图片具有平面特征，在平面内进行角度调整，旋转角度使铭牌图片处于有利于图像识别的角度，提高识别准确性。

本实施例中倾斜校正是指将倾斜的铭牌图片调整角度为水平。水平是指文字从左至右书写的方向调整为水平。基本的思路是检测铭牌的边缘直线，而后根据边缘直线的斜率旋转图片。使用OpenCv，主要的算法事项是从含有噪声的直线簇中提取出直线中相互垂直的直线。

可选的，上述局部二值化为处理模块将铭牌图片信息进行像素处理，提高铭牌图片信息的分辨率和清晰度。

本实施例中，局部二值化处理为常规的图片处理技术，其本质是进行图片的像素调整，包括但不限于调整亮度、灰度以及色彩度等，目的是为了提高铭牌图片信息的分辨率和清晰度，而较高的分辨率和清晰度是准确识别的前提。

图片或图像的二值化处理：用于将设备铭牌和技术规格说明书图像上的像素点的灰度值设置为0或255，其目的是增强图像中参数和背景的区别度，以区分背景和参数。二值化处理的基本思路：遍历图像的所有像素点，计算每个像素点的灰度值。通过迭代法收敛得到一个最佳阈值，灰度值大于最佳阈值的像素点设为白色，灰度值小于最佳阈值的像素点设为黑色。

可选的，上述去边框为处理模块去除铭牌图片信息中除铭牌以外的冗余图片信息。

本实施例中，在铭牌照片采集时，为了将铭牌完全摄入照片中，往往会摄入铭牌外围一部分，这部分照片对本申请而言是一种冗余与干扰，属于铭牌照片信息中的“杂质”，因此，在图像识别之前对其进行去除显得尤为必要。区域去边框化：用于将切割出的参数区域的边框去掉，以提高参数识别的准确率，从参数区域中识别出直线边框，并将直线边框上的像素点的灰度值设置为255。

可选的，上述定位采用四点坐标定位，四点坐标为单个参数的矩形区域的四个顶点坐标。

本实施例中，单个参数在铭牌图片中所占据的长度与宽度合围的区域，此区域构成一个矩形，利用矩形的四个顶点的坐标，可实现对单个参数的准确定位。通常，在电力设备铭牌中，单个参数的具体区域可看作是一个矩形，且各矩形之间互不干扰，没有重叠，因而采用四点坐标定位，参数定位准确且唯一，避免混乱。

可选的，上述切割为处理模块将铭牌图片信息进行裁剪分割，得到只包含单一参数属性的各子图片信息。

本实施例中，处理模块将铭牌图片信息进行了裁剪分割，获得单一参数的各子图片信息，实际上，处理模块已经对铭牌中所包含的参数信息进行了分类，按照参数类型或属性进行了区分，便于后期进行格式化、标准化的处理。

本实施例使用OpenCV，采用投影分割法对设备铭牌图像进行分割，从水平方向和垂直方向的投影，根据投影的空白间隔的位置即可判断出应该切割的具体位置。

可选的，上述交互模块显示格式化参数集步骤中，交互模块以表格形式显示格式化参数。

本实施例中，交互模块以表格形式显示格式化参数，表格形式是一种在屏幕上以表格样式显示的方式，提升可视化水平，提高了可操作性。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于图像识别的参数格式化方法，其特征在于，包括以下步骤：

交互模块采集铭牌图片信息，将铭牌图片信息上传至处理模块；

处理模块对铭牌图片信息进行倾斜矫正、局部二值化以及去边框处理，获得预处理图片信息；

处理模块对预处理图片信息进行定位切割，获得按坐标区分的子图片信息集；

处理模块对子图片信息集进行图像信息识别以及格式化处理，获得格式化参数集；

处理模块将格式化参数集输出至交互模块，交互模块显示格式化参数集。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的参数格式化方法，其特征在于，处理模块对子图片信息集进行图像信息识别以及格式化处理的步骤包括：

处理模块对子图片信息集进行图像信息识别，并根据每个子图片信息的右上角坐标的纵坐标值判断子图片信息是否属于同一行，若属于同一行，则将子图片信息的图像信息识别参数列为同一行参数子集，根据所有同一行参数子集，获得按行区分的参数集；

处理模块针对按行区分的参数集，根据每个子图片信息的右上角坐标的横坐标值进行前后排序，获得每一行顺序排列的参数集；

处理模块根据预存的厂家名称、设备名称、参数名称以及与参数名称相符的参数单位信息，判断每一行顺序排列的参数集中每个参数的信息是否属于预存的厂家名称和设备单位信息，若属于，则处理模块将厂家名称列为一个格式化参数，将设备名称列为一个格式化参数；处理模块进一步判断每一行顺序排列的参数集中每个参数的信息是否属于预存的参数名称以及与参数名称相符的参数单位信息，若属于，则处理模块将同一行顺序排列的参数名称、处理模块图像信息识别出的参数数值信息以及与参数名称相符的参数单位信息列为一个格式化参数，将其余参数列为一个格式化参数，处理模块根据所有格式化参数，获得格式化参数集。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的参数格式化方法，其特征在于，所述处理模块对铭牌图片信息进行倾斜矫正为处理模块将铭牌图片信息进行平面角度调整，获得符合预设角度的铭牌图片信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的参数格式化方法，其特征在于，所述局部二值化为处理模块将铭牌图片信息进行像素处理，提高铭牌图片信息的分辨率和清晰度。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的参数格式化方法，其特征在于，所述去边框为处理模块去除铭牌图片信息中除铭牌以外的冗余图片信息。

6.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的参数格式化方法，其特征在于，所述定位采用四点坐标定位，所述四点坐标为单个参数的矩形区域的四个顶点坐标。

7.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的参数格式化方法，其特征在于，所述切割为处理模块将铭牌图片信息进行裁剪分割，得到只包含单一参数属性的各子图片信息。

8.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的参数格式化方法，其特征在于，所述交互模块显示格式化参数集步骤中，所述交互模块以表格形式显示格式化参数集。