[发明专利]字符条码计量指示字轮的图像直读方法

说明书

技术领域 本发明涉及仪表数据远程自动采集技术领域，特别是涉及一种可用于远程自动抄表系统的字符条码计量指示字轮的图像直读方法。

背景技术 经历了脉冲远传和卡表技术之后，目前的水、电、气等计量表的数据远程自动采集技术已经发展到“直读”阶段。顾名思义，直读式远传就是对计量表的示值直接读取、存储并将数据远传。现有的直读技术主要有编码直读式或称码盘直读式和摄像直读式两类。

编码直读技术的本质是一种机械位置的识别技术，通过在计量表具的计数器上开孔或附加电子元件或印刷标识，利用内建的或安装在外围的传感器进行位置检测，形成不同的编码组合来判定计数器的当前位置。具体的实现方法有许多种，如光电收发式、电阻逻辑式、接触开关式、光电透射式等。这类技术目前已有了大量的应用和实践，主要缺点是：需对表具本身进行各种改造，此外还存在因读数盲点、进位不准、老化或磨损等各种问题造成的计量不准或者读数与显示值不符等问题，引起纠纷时常常无法取证。这些技术中有些还有应用领域限制，例如不能用于湿式水表，而在气表中加装电子装置会造成火灾隐患。因而，发展出摄像直读技术。

摄像直读技术利用安装于计量表具码盘上或外持的小型摄像头，拍摄下表具示值的画面，再通过图像识别技术来获得读数。现在还没有在表端直接执行图像判读的实际系统，目前的各种实现方案都是将图像传送至集中处理端执行判读。摄像直读技术有很多优点：寿命长，平时不用通电，一般不需对表具内做任何改动，各种干式湿式水表及电表、气表都可以用；在图像上加上用户信息、表具代号及读表时间后保存下来，还可具有法律效力。摄像直读式远传技术已被列入建设部行业标准。但目前这类技术还存在一些缺点，最主要的还是图像识别正确率问题以及实现成本问题。

ZL 03113051.8提出了一种轮式计数器计数的远程采集、传输的方法及装置，在计数轮上设有区别不同数字的条状或格状图形码，通过图像传感器和信号处理技术识别数字，并给出了识别一维条形码读数的方法。这种识别算法的优点是简单容易实现，不足之处是：1、如图像有倾斜会读出错误数据。2、仅用图形码区别数字，普通人难以识别，专业人员也容易误读，虽然其公开文件中也指出可在计数轮上另行标出颜色较淡的阿拉伯数字，但实际效果不仅将增加图像识读的噪声，而且人工识读也不清晰。3、当数字即字符过渡时横向扫描就存在什么也没读到的情况，如果取多行数据判读又可能会出现不同读数，否则算法将变复杂；或如二维格状码在数字过渡时会产生严重歧义(例如其2-3和5-6过渡都与0的符号相同、3-4和9-0过渡都与2的符号相同)。

发明内容 针对现有计量表图像直读技术存在的不足，本发明目的是：提出一种字符条码计量指示字轮的图像直读方法，该方法在不改变现有计量表结构和计量读数方法的基础上，通过识别条形码获得正确读数，解决自动抄表时图/数转换识别率问题，同时解决字符过渡时不完整字符等识读难题。另外该方法根据条形码起始或结束处在图像中的位置，不仅可以判断该数位应读出的正确数字，还可以计算出比最低数位更高一个或两个数量级精度的计量数据。

本发明的技术方案是：一种字符条码计量指示字轮的图像直读方法，包括接收摄像头的读数图像和输出读数数据，特别是：与字符条码字轮相配合的图像识别流程为：

接通电源，由摄像头获取表具的读数图像送入图像处理单元；

分析图像灰度分布，得出并记录读数画面的方向角度θ；

图像分割得到读数每个数位的字符区域和条码区域，其中字符区域包括字符，条码区域包括条形码及前一条形码的结束位置与后一条形码的起始位置之间的间隔，将字符区域和条码区域作为兴趣区域并记录其特征位置；

对每个数位的条码区域进行图像识别，采用纵向方式对条码区域进行扫描，读取垂直于方向角度θ并穿过条码区域的扫描线，分析扫描线上的灰度波动值或二值化后的值并得到该数位图像的特征编码，将其与标准码本对比，得到该数位的完整字符或过渡字符的读数值；

所说标准码本是连续的形式即一个长的编码串，由从0到9再到0字符所对应的二值条形码加上作为第三值的分隔符号组成；所说标准码本或采用离散的形式即每个字符对应多个编码，包含完整字符及过渡字符状态所有的编码表现形式；

按照一定次序，组合各个数位的识别结果，对形成的读数进行逻辑判断，对不符合逻辑的结果进行纠正给出符合逻辑的读数，输出数据。