CN112149655A - 一种水表读数识别方法、装置、设备以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水表读数识别方法、装置、设备及存储介质,通过获取拍摄的待识别水表图像,对待识别水表图像进行图像预处理,得到待识别水表图像对应的特征图像,对特征图像进行灰度处理,得到特征图像对应的灰度图像,对灰度图像进行二值化处理,得到灰度图像对应的二值化图像,识别在二值化图像中每个数字的边缘线,根据边缘线在二值化图像中划定数字区域,扫描数字区域中的每个数字,得到水表读数识别结果,与现有技术相比,能够快速识别水表的读数,同时保证识别结果的准确率。
Description
技术领域
本发明涉及仪器仪表技术领域,特别涉及一种水表读数识别方法、装置、设备以及存储介质。
背景技术
为了方便用水管理,自来水公司为每户居民安装水表,居民依据用水量缴纳水费。随着现代微电子技术的发展,具备自动抄读功能的智能水表已经开始应用,尤其在工业发达国家特别是美国应用得较多。然而在我国,非智能化的机械水表仍然广泛存在。
目前而言,机械水表大多通过人工抄取读数,每月抄取一次。但是,人工抄表需要耗费大量的人力物力,造成资源的极大浪费,而且人工抄表难免会出错,导致用水量数据采集不准确。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种水表读数识别方法、装置、设备以及存储介质,能够快速识别水表的读数,同时保证识别结果的准确率。
本发明第一方面提供一种水表读数识别方法,包括:
获取拍摄的待识别水表图像;
对所述待识别水表图像进行图像预处理,得到所述待识别水表图像对应的特征图像;
对所述特征图像进行灰度处理,得到所述特征图像对应的灰度图像;
对所述灰度图像进行二值化处理,得到所述灰度图像对应的二值化图像;
识别在所述二值化图像中每个数字的边缘线,根据所述边缘线在所述二值化图像中划定数字区域;
扫描所述数字区域中的每个数字,得到水表读数识别结果。
优选地,所述对所述待识别水表图像进行图像预处理,得到所述待识别水表图像对应的特征图像,包括:
对所述待识别水表图像进行图像异常判别、图像滤波、亮度校正、几何校正中的一种或者多种,得到所述待识别水表图像对应的特征图像。
优选地,所述对所述特征图像进行灰度处理,得到所述特征图像对应的灰度图像,包括:
通过公式Gray=(R+G+B)/3,将所述特征图像中RGB(R,G,B)替换为RGB(Gray,Gray,Gray),得到所述特征图像对应的灰度图像。
优选地,所述对所述灰度图像进行二值化处理,得到所述灰度图像对应的二值化图像,包括:
对所述灰度图像进行二值化处理,将所有像素点灰度值小于或者等于设定的二值化阀值的灰度值置0,所述像素点灰度值大于设定的二值化阀值的灰度值置1,得到所述灰度图像对应的二值化图像。
优选地,所述识别在所述二值化图像中每个数字的边缘线,根据所述边缘线在所述二值化图像中划定数字区域,包括:
作水平方向投影,识别在所述二值化图像中每个数字的最大高度以及上下边框的位置;
作垂直方向投影,识别在所述二值化图像中每个数字之间的最大中心距;
根据在所述二值化图像中每个数字的最大高度、上下边框的位置以及每个数字之间的最大中心距,确定在所述二值化图像中每个数字的边缘线。
根据所述边缘线在所述二值化图像中划定数字区域。
本发明第二方面提供一种水表读数识别装置,包括:
图像获取模块,用于获取拍摄的待识别水表图像;
预处理模块,用于对所述待识别水表图像进行图像预处理,得到所述待识别水表图像对应的特征图像;
灰度处理模块,用于对所述特征图像进行灰度处理,得到所述特征图像对应的灰度图像;
二值化处理模块,用于对所述灰度图像进行二值化处理,得到所述灰度图像对应的二值化图像;
区域划定模块,用于识别在所述二值化图像中每个数字的边缘线,根据所述边缘线在所述二值化图像中划定数字区域;
扫描模块,用于扫描所述数字区域中的每个数字,得到水表读数识别结果。
优选地,所述区域划定模块具体包括:
水平投影单元,用于作水平方向投影,识别在所述二值化图像中每个数字的最大高度以及上下边框的位置;
垂直投影单元,用于作垂直方向投影,识别在所述二值化图像中每个数字之间的最大中心距;
边缘线确定单元,用于根据在所述二值化图像中每个数字的最大高度、上下边框的位置以及每个数字之间的最大中心距,确定在所述二值化图像中每个数字的边缘线。
区域划定单元,用于根据所述边缘线在所述二值化图像中划定数字区域。
本发明第三方面提供一种水表读数识别设备,包括拍摄装置和与所述拍摄装置相连接的处理器;其中,
所述拍摄装置用于拍摄待识别水表图像;
所述处理器用于获取所述拍摄装置拍摄的待识别水表图像,执行如上述任一项所述的水表读数识别方法的操作步骤。
本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的水表读数识别方法的的操作步骤。
本发明提供的水表读数识别方法,通过获取拍摄的待识别水表图像,对待识别水表图像进行图像预处理,得到待识别水表图像对应的特征图像,对特征图像进行灰度处理,得到特征图像对应的灰度图像,对灰度图像进行二值化处理,得到灰度图像对应的二值化图像,识别在二值化图像中每个数字的边缘线,根据边缘线在二值化图像中划定数字区域,扫描数字区域中的每个数字,得到水表读数识别结果,也就是说,只需要获取拍摄的待识别水表图像,并对待识别水表图像进行图像预处理、灰度处理、二值化处理、划定数字区域以及扫描后,即可得到水表读数识别结果,与现有技术相比,能够快速识别水表的读数,同时保证识别结果的准确率。
本发明还提供了一种水表读数识别装置、设备以及计算机可读存储介质,同样具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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为本发明实施例提供的一种水表读数识别方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种水表读数识别装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上,它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上;当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本申请可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
本发明实施例一方面提供一种水表读数识别方法,请参阅图1,该方法包括:
S110、获取拍摄的待识别水表图像。
本发明实施例中,可以拍摄装置拍摄待识别水表图像,然后获取拍摄的待识别水表图像,其中,获取的待识别水表图像为彩色图像。
S120、对待识别水表图像进行图像预处理,得到待识别水表图像对应的特征图像。
本发明实施例中,由于获取的待识别水表图像中包含图像噪声和拍摄异常的图像等,需要识别出异常的图像及进行去噪,可以利用低通滤波对待识别水表图像进行预处理,得到待识别水表图像对应的特征图像。
S130、对特征图像进行灰度处理,得到特征图像对应的灰度图像。
本发明实施例中,为了反映图像的形态特征,需要对特征图像进行灰度处理,得到特征图像对应的灰度图像,为后续进一步的图像分析做准备。
S140、对灰度图像进行二值化处理,得到灰度图像对应的二值化图像。
本发明实施例中,通过对灰度图像进行二值化处理,得到灰度图像对应的二值化图像,可以提高图像识别的效率。
S150、识别在二值化图像中每个数字的边缘线,根据边缘线在二值化图像中划定数字区域。
本发明实施例中,水表读数主要为数字形式,通过识别在二值化图像中每个数字的边缘线,根据边缘线在二值化图像中可以划定数字区域。其中,数字区域为二值化图像中仅仅包含每个数字的区域。
S160、扫描数字区域中的每个数字,得到水表读数识别结果。
本发明实施例中,通过逐个扫描数字区域中的每个数字,判断各个数字区域内部黑色像素点的比重,得出每个数字区域的状态,进而得到水表读数识别结果。
由上可知,本发明实施例提供的水表读数识别方法,通过获取拍摄的待识别水表图像,对待识别水表图像进行图像预处理,得到待识别水表图像对应的特征图像,对特征图像进行灰度处理,得到特征图像对应的灰度图像,对灰度图像进行二值化处理,得到灰度图像对应的二值化图像,识别在二值化图像中每个数字的边缘线,根据边缘线在二值化图像中划定数字区域,扫描数字区域中的每个数字,得到水表读数识别结果,也就是说,只需要获取拍摄的待识别水表图像,并对待识别水表图像进行图像预处理、灰度处理、二值化处理、划定数字区域以及扫描后,即可得到水表读数识别结果,与现有技术相比,能够快速识别水表的读数,同时保证识别结果的准确率。
具体的,上述实施例中,步骤S120的具体过程为:
对待识别水表图像进行图像异常判别、图像滤波、亮度校正、几何校正中的一种或者多种,得到待识别水表图像对应的特征图像。
本发明实施例中,可以利用低通滤波对待识别水表图像进行图像预处理,如图像异常判别、图像滤波、亮度校正和几何校正等,满足进行一般性去噪,同时减轻摩尔纹的信号强度。
进一步地,上述实施例中,步骤S130的具体过程为:
通过公式Gray=(R+G+B)/3,将特征图像中RGB(R,G,B)替换为RGB(Gray,Gray,Gray),得到特征图像对应的灰度图像。
本发明实施例中,为了平衡RGB三通道的分量具有相同的权重,采用公式Gray=(R+G+B)/3,将特征图像中RGB(R,G,B)替换为RGB(Gray,Gray,Gray),得到特征图像对应的灰度图像。其中,Gray表示灰度图像的灰度值,R表示表面图像中每个像素点中红色像素值,G表示表面图像中每个像素点中绿色像素值,B表示表面图像中每个像素点中蓝色像素值。
更进一步地,上述实施例中,步骤S140的具体过程为:
对灰度图像进行二值化处理,将所有像素点灰度值小于或者等于设定的二值化阀值的灰度值置0,像素点灰度值大于设定的二值化阀值的灰度值置1,得到灰度图像对应的二值化图像。
本发明实施例中,可以采用Otsu二值化对灰度图像进行二值化处理,将所有像素点灰度值小于或者等于设定的二值化阀值的灰度值置0,像素点灰度值大于设定的二值化阀值的灰度值置1,得到灰度图像对应的二值化图像。其中,二值化阀值为预先设定,可以根据多次试验结果进行调整。
更进一步地,上述实施例中,步骤S150的具体过程为:
作水平方向投影,识别在二值化图像中每个数字的最大高度以及上下边框的位置;
作垂直方向投影,识别在二值化图像中每个数字之间的最大中心距;
根据在二值化图像中每个数字的最大高度、上下边框的位置以及每个数字之间的最大中心距,确定在二值化图像中每个数字的边缘线。
根据边缘线在二值化图像中划定数字区域。
本发明实施例中,在二值化图像中作水平投影分析的主要任务是从获取的二值化图像中计算出每个数字的开始位置、结束位置以及数字高度、数字的中心距离、数字间距和数字上下边框位置等参数,同时去除每个数字的上下边框。在上一步操作中计算出了每个数字的最大高度并成功去除了每个数字的上下边框,接下来在去除上下边框后的二值化图像中作垂直投影分析,并同样计算出每个数字之间的最大中心距。然后根据在二值化图像中每个数字的最大高度、上下边框的位置以及每个数字之间的最大中心距,确定在二值化图像中每个数字的边缘线。最后,根据边缘线在二值化图像中划定数字区域。
本发明实施例另一方面提供一种水表读数识别装置,下文描述的该装置可以与上文描述的方法相互对应参照。
请参阅图2,该装置包括:
图像获取模块100,用于获取拍摄的待识别水表图像;
预处理模块200,用于对待识别水表图像进行图像预处理,得到待识别水表图像对应的特征图像;
灰度处理模块300,用于对特征图像进行灰度处理,得到特征图像对应的灰度图像;
二值化处理模块400,用于对灰度图像进行二值化处理,得到灰度图像对应的二值化图像;
区域划定模块500,用于识别在二值化图像中每个数字的边缘线,根据边缘线在二值化图像中划定数字区域;
扫描模块600,用于扫描数字区域中的每个数字,得到水表读数识别结果。
具体的,上述实施例中,区域划定模块500具体包括:
水平投影单元,用于作水平方向投影,识别在二值化图像中每个数字的最大高度以及上下边框的位置;
垂直投影单元,用于作垂直方向投影,识别在二值化图像中每个数字之间的最大中心距;
边缘线确定单元,用于根据在二值化图像中每个数字的最大高度、上下边框的位置以及每个数字之间的最大中心距,确定在二值化图像中每个数字的边缘线。
区域划定单元,用于根据边缘线在二值化图像中划定数字区域。
本发明又一方面提供一种水表读数识别设备,包括拍摄装置和与拍摄装置相连接的处理器;其中,
拍摄装置用于拍摄待识别水表图像;
处理器用于获取拍摄装置拍摄的待识别水表图像,执行如上述任意实施例所述的水表读数识别方法的操作步骤。
本发明又一方面提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上述任意实施例所述的水表读数识别方法的的操作步骤。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种水表读数识别方法,其特征在于,包括:
获取拍摄的待识别水表图像;
对所述待识别水表图像进行图像预处理,得到所述待识别水表图像对应的特征图像;
对所述特征图像进行灰度处理,得到所述特征图像对应的灰度图像;
对所述灰度图像进行二值化处理,得到所述灰度图像对应的二值化图像;
识别在所述二值化图像中每个数字的边缘线,根据所述边缘线在所述二值化图像中划定数字区域;
扫描所述数字区域中的每个数字,得到水表读数识别结果。
2.根据权利要求1所述的水表读数识别方法,其特征在于,所述对所述待识别水表图像进行图像预处理,得到所述待识别水表图像对应的特征图像,包括:
对所述待识别水表图像进行图像异常判别、图像滤波、亮度校正、几何校正中的一种或者多种,得到所述待识别水表图像对应的特征图像。
3.根据权利要求1所述的水表读数识别方法,其特征在于,所述对所述特征图像进行灰度处理,得到所述特征图像对应的灰度图像,包括:
通过公式Gray=(R+G+B)/3,将所述特征图像中RGB(R,G,B)替换为RGB(Gray,Gray,Gray),得到所述特征图像对应的灰度图像。
4.根据权利要求1所述的水表读数识别方法,其特征在于,所述对所述灰度图像进行二值化处理,得到所述灰度图像对应的二值化图像,包括:
对所述灰度图像进行二值化处理,将所有像素点灰度值小于或者等于设定的二值化阀值的灰度值置0,所述像素点灰度值大于设定的二值化阀值的灰度值置1,得到所述灰度图像对应的二值化图像。
5.根据权利要求1所述的水表读数识别方法,其特征在于,所述识别在所述二值化图像中每个数字的边缘线,根据所述边缘线在所述二值化图像中划定数字区域,包括:
作水平方向投影,识别在所述二值化图像中每个数字的最大高度以及上下边框的位置;
作垂直方向投影,识别在所述二值化图像中每个数字之间的最大中心距;
根据在所述二值化图像中每个数字的最大高度、上下边框的位置以及每个数字之间的最大中心距,确定在所述二值化图像中每个数字的边缘线。
根据所述边缘线在所述二值化图像中划定数字区域。
6.一种水表读数识别装置,其特征在于,包括:
图像获取模块,用于获取拍摄的待识别水表图像;
预处理模块,用于对所述待识别水表图像进行图像预处理,得到所述待识别水表图像对应的特征图像;
灰度处理模块,用于对所述特征图像进行灰度处理,得到所述特征图像对应的灰度图像;
二值化处理模块,用于对所述灰度图像进行二值化处理,得到所述灰度图像对应的二值化图像;
区域划定模块,用于识别在所述二值化图像中每个数字的边缘线,根据所述边缘线在所述二值化图像中划定数字区域;
扫描模块,用于扫描所述数字区域中的每个数字,得到水表读数识别结果。
7.根据权利要求6所述的水表读数识别装置,其特征在于,所述区域划定模块具体包括:
水平投影单元,用于作水平方向投影,识别在所述二值化图像中每个数字的最大高度以及上下边框的位置;
垂直投影单元,用于作垂直方向投影,识别在所述二值化图像中每个数字之间的最大中心距;
边缘线确定单元,用于根据在所述二值化图像中每个数字的最大高度、上下边框的位置以及每个数字之间的最大中心距,确定在所述二值化图像中每个数字的边缘线。
区域划定单元,用于根据所述边缘线在所述二值化图像中划定数字区域。
8.一种水表读数识别设备,其特征在于,包括拍摄装置和与所述拍摄装置相连接的处理器;其中,
所述拍摄装置用于拍摄待识别水表图像;
所述处理器用于获取所述拍摄装置拍摄的待识别水表图像,执行如权利要求1至5任一项所述的水表读数识别方法的操作步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的水表读数识别方法的的操作步骤。
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