基于图像的计度轮数字识别算法的研究

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1、硕士学位论文基于图像的计度轮数字识别算法的研究RESEARCHOFTHEGAUGEWHEELNUMBERRECOGNITIONALGORITHMBASEDONIMAGE孙智鹏哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TP319.4学校代码：10213国际图书分类号：681.6密级：公开工学硕士学位论文基于图像的计度轮数字识别算法的研究硕士研究生：孙智鹏导师：邵仙鹤副教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：信息与电气工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInd

2、ex:TP319.4U.D.C:681.6DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHOFTHEGAUGEWHEELNUMBERRECOGNITIONALGORITHMBASEDONIMAGECandidate:SunZhipengSupervisor:A.P.ShaoXianheAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringAffilia

3、tion：SchoolofInformationandElectricalEngineeringDateofDefense:June,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要计度轮仪表在户用、工业领域拥有广泛的应用，然而目前户用仪表检定装置的自动化程度较低，数据采集工作仍然需要大量人工操作，影响工作效率。除了常用的人工读数，现有的一些读数获取方法如光电采样法在应用过程中均有不足。因此，设计一种更有效

4、的计度轮仪表识别方法，对于提高工业生产和检测效率具有一定的实用价值。关于计度轮仪表数字识别的研究，不仅要设计理想状态下各种字符识别算法，还需要考虑到环境光照干扰、图像倾斜、字符大小不一等情况对识别结果的影响，因此针对以上问题，本文主要研究内容如下：1、针对图像倾斜矫正过程中，传统Canny算法提取图像边缘特征效果不佳、动态性差的问题，研究了一种改进的Canny边缘检测算法，该算法在传统Canny算法的基础上，利用最大类间方差法，根据图像自身的梯度特性来动态确定用于检测边缘的高低阈值。算法既能够保留图像的边缘细节，

5、又能抑制一定的噪声干扰，具有较强的自适应能力，提高了直线检测的精确度。2、由于字符区域的边框影响，导致刻度部分与字符部分灰度特性不同，使用单一的图像分割方法不能够很好的兼顾字符与刻度的完整分割。针对该问题本文采用两种分割算法相结合的方法，首先利用全局阈值法实现图像二值化，再在定位刻度后对灰度图像中的刻度区域使用局部分割方法，从图像中完整分割出刻度部分。实验结果表明，该方法能够在不降低运算速度的基础上完整分割出刻度和字符部分。3、针对计度轮仪表数字的识别，本文还设计了一种基于字符几何特征和形状特征的模板匹配法。将模

6、板和待识别字符进行分块处理，在对待识别字符进行尺寸归一化处理之后，对各个分块所包含目标形状的质心和面积特征进行统计，利用最小二乘原理找出与待识别字符最为相近的模板，该模板对应的字符即为所求字符。经过实验验证，该方法对整字和半字的识别均有较高的识别率。经过实验验证与分析，本文设计的方法能够实现对计度轮仪表数字的识别功能，具有较好的识别效果。关键词：数字识别；图像分割；边缘检测；模板匹配-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThegaugewheelmeteriswidelyusedinhousehol

7、duseandindustrialareas,butatpresentthehouseholdmetercalibrationdevicehaslowdegreeofautomation,anditsdataacquisitionworkstillneedsalotofartificialoperation,whichhasanegativeeffectonworkefficiency.Exceptthecommonlyartificialreading,someexistingreadingmethodssuc

8、hasphotoelectricsamplingmethodareallinsufficientintheprocessofapplication.Therefore,designingamoreeffectiverecognitionmethodforthegaugewheelmeterhasacertainpracticalvaluetoimprovetheeffic