[发明专利]一种基于滚动匹配的水电气表读数自动识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据识别，特别是涉及一种基于滚动匹配的水电气表读数自动识别方法，属于自动化仪器仪表以及数字图像处理领域。

背景技术

目前，民用水电气表的抄表，除了电表外，基本上还是人工抄表，尤其是对于老式水表更是如此。人工抄表需要工作人员进入家家户户，查看水气电表，记录数据，输入计算机，计算费用，再通知用户缴费；该方法费时费力，劳动强度大，人工费用高，而且由于住户不在家，难以保证按时获得水气电表数据。

通过数字识别技术，按时准确自动获取水电气表数据，避免人工抄表的诸多问题成为迫切需要解决的技术问题。但是目前的模板的模板匹配技术无法对半字符进行正确的识别，而水电气表表盘读数随时都在滚动，出现的半字符的几率非常高，表盘读数从左到右计数，一般个位数在右边，从右到左依次是十位数，百位数，千位数等，如果是在水电气表表盘读数不能准确读取，将直接影响数字识别技术在水电气表计数的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术人工抄表的问题，提供一种计数准确，省时省力，可以按时获取水电气表数据的基于滚动匹配的水电气表读数自动识别方法。

本发明目的通过如下技术方面实现：

一种基于滚动匹配的水电气表读数自动识别方法，包括以下步骤：

(1)摄像头定时采集水电气表的实时计费数据照片，通过数据线传送到单片机系统；

(2)单片机系统对采集的计费数据照片进行图像二值化、计费数字区定位、噪声滤除、字符分割和半字符判断，得到分割后的全字符和半字符照片；

(3)把待识别的全字符和半字符照片归一化至模板字符大小，并前景居中保存；所述前景为字符笔画区域，前景中像素用1表示，非字符笔画区域为背景，背景中像素用0表示；

(4)对于归一化后的半字符照片，计算待识别半字符照片上下两个半字符中间的行距，仿照水电气表中的数据带的形式，按照相邻字符首尾相连的顺序和待识别字符图像的字符间距，将0-9十个模板字符矩阵纵向连接成环状模板带；

(5)从第一个模板字符0开始，以一个像素点为单位向上滚动环状模板带，对相应环状模板带位置里的字符与输入字符图像进行匹配率计算；每进行一次向上滚动环状模板带后，分别左右移动待识别字符或者半字符图像0-K个像素位置，计算每次左右移动后对应模板带位置里的字符与输入字符图像的匹配率；再滚动环状模板带，直到环状模板带又回到模板字符0所在位置；所述整数K的取值根据模板点阵大小确定，小于模板宽度；匹配率C＝α×(待识别字符或半字符前景与模板的重合象素点数M/字符模板的非零像素点数)+(1-α)×(待识别字符或半字符前景与模板的重合象素点数M/输入图像的非0像素点数)；α为经验值；像素点的重合数M为每进行一次向上移动或左右移动后，将待识别字符或半字符图像点阵与字符滚动模板对应位置点阵的数据相乘，并将该乘积结果累加所得值；

(6)以动态数组记录每次的匹配率结果；通过比较，选出匹配率最大的结果，确定最大结果所对应的模板位置，以此确定与输入字符图像最匹配的模板字符；对于全字符输出环状模板带对应的字符；对于半字符，以环状模板带对应区域的上半段半字符对应的数字为输出结果；

(7)对于已经分割出的待识别的全字符和半字符数字图片，根据对应的表盘读数图片从左到右依次输出识别数字结果，得到水电气表的计费读数。

进一步地，所述计费数字区定位是指定位计费数据照片中表盘读数所在位置。所述噪声滤除包括滤除高斯噪声、椒盐噪声及其它噪声。所述字符分割是将噪声滤除后的计费数据照片中表盘读数按列分隔成孤立的字符。所述半字符是指计费数据照片中不能完整显示的字符，字符为0-9的阿拉伯数字。所述模板字符是指待识别水电气表中计费读数数字区域中0-9所用字体的像素点阵图片的计算机表示。所述数据带是指水电气表中计费读数数字区域中0-9显示的顺序。所述左右移动是指对待识别字符或半字符图像向左移动0-K个像素位置，以便进行匹配计算；再回到向左移动前的位置，然后再对待识别字符或半字符图像向右移动0-K个像素位置，以便进行匹配计算。所述的定时是根据一月一次或多次或多月一次确定的时间。