[发明专利]一种多指针水表读数识别方法

说明书

本发明公开了一种多指针水表读数识别方法，步骤如下：(1)根据待识别水表表盘上的子表盘制作子表盘模板，对子表盘模板按顺序进行编号，每个编号的子表盘模板对应不同读数；(2)采集待识别水表图像，对水表图像进行预处理，将水表图像转换成二值化图像；(3)利用多目标模板匹配算法将二值化水表图像进行多目标检测，与所有子表盘模板同时进行匹配，输出匹配到的子表盘读数和子表盘位置；(4)确定匹配到的子表盘模板与数量级之间对应关系，对水表读数进行整合，实现水表读数识别。本发明将所有子表盘模板同时与待识别水表表盘进行匹配，无需将每个模板依次放进去寻找最优解，加快识别速度，同时确保了识别结果的准确性。

技术领域

本发明涉及指针式机械水表读数领域，特别涉及一种多指针水表读数识别方法。

背景技术

传统抄表方式通常采用入户抄表，具有入户难、效率低、人工管理成本高等缺点，为提高水表的抄表工作效率，提出了基于计算机视觉技术的水表读数辅助识别方法。

对于指针式水表，基于机器视觉技术的抄表方式通常需要经过表盘分割和提取、指针分割和提取、指针读数识别等多个环节，水表读数效率和速率同时受到表盘定位、指针分割和提取、指针识别等多个环节影响，任一环节出错都会直接影响水表最终读数准确率。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种多指针水表读数识别方法，利用多目标匹配算法将水表与已知模板进行匹配，实现水表读数的快速、准确识别。

技术方案：本发明的一种多指针水表读数识别方法，步骤如下：

(1)根据待识别水表表盘上的子表盘制作子表盘模板，对子表盘模板按顺序进行编号，每个编号的子表盘模板对应不同读数；

(2)采集待识别水表图像，对水表图像进行预处理，将水表图像转换成二值化图像；

(3)利用多目标模板匹配算法将二值化水表图像进行多目标检测，与所有子表盘模板同时进行匹配，输出匹配到的子表盘模板读数和子表盘模板位置；

(4)确定匹配到的子表盘模板与数量级之间对应关系，对水表读数进行整合，实现水表读数识别。

进一步，所述步骤(3)多目标模板匹配算法包括：

(31)输入待识别水表表盘图像和所有子表盘模板，子表盘模板数量为N，每个子表盘模板对应一个适应度函数；

(32)设置水表表盘图像的可行解区域，在可行解区域生成个体作为初始种群，其中个体数量用S表示，设置迭代次数；

(33)按照适应度函数个数将初始种群等分成子种群，子种群数量与适应度函数个数相同，每个子种群个体数量为S/N，每个子种群根据适应值降序记录前T/N个优异个体，其中TS；

(34)每个子种群根据各自的适应度函数选择对应的S/N个个体；

(35)进行小生境运算，在每个子种群中将步骤(34)S/N个个体和步骤(33)中的T/N个个体合并成含有(S+T)/N个个体的新种群，计算每两个个体之间的欧式距离D，当D＜L_e时，L_e为预先设置阈值，比较两个个体之间适应度值大小，施加一个罚函数给适应度值小的个体，并降低适应度值；

(36)每个子种群按照步骤(35)中(S+T)/N个个体的新适应度值降序排序个体，记住前S/N个个体；

(37)取步骤(36)所有子种群中的S/N个个体组成一个数量为S的种群；

(38)对种群进行交叉、变异运算得到S个个体；

(39)跳到步骤(33)，直到达到了预先设置的迭代次数，则结束运行，在非劣解中输出适应值大于设定阈值Th的最优个体，将个体解码成像素坐标，得到所有子表盘的位置和读数。