回厂电能表数值智能识别技术研究

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1、2010年8月沈阳航空工业学院学报Aug．2010第27卷第4期JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineeringV01．27No．4文章编号：1007—1385(2010)04—0071—03回厂电能表数值智能识别技术研究胡立夫1齐胜男2李强3(1．沈阳航空航天大学自动化学院，辽宁沈阳110136；2．沈阳航空航天大学图书馆，辽宁沈阳110136；3．沈阳航空航天大学后勤服务中心。辽宁沈阳110136)摘要：研究了回厂电能表表盘数字的自动识别技术，它是回厂电表数字识别系统的关键所在。识别工

2、作在利用CCD镜头进行图像采集后，利用图像处理和模式识别技术自动定位分割图像中的数字区域并实现单个数字的切分，最后实现了电度表显示值快速自动识别。针对．500帧现场采集的回厂电表图像，该研究获得了单字正确识别率99．8％和整表正确识别率98．4％的结果，表明该系统具有较强的鲁棒性。关键词：电表；数字切分；数字识别中图分类号：TP391．41文献标识码：Adoi：10．3969／j．i姗．1007—1385．2010．04．017目前，我国电力系统使用的电表正处在由机械表、半机械表向数字表和多功能电表过渡的时期。电力系统每个地区的电业公司管辖内

3、都同时存有大量不同厂家、不同类型的电表。长期以来，对回厂电能表的处理是由人工担当的，人为干预因素所占的比例较大，而且在处理过程中操作人员工作量大，在准确性和效率方面很难提高⋯。随着OCR(OpticalCharacterRecognition)技术的不断发展，字符识别技术已经被越来越多地应用到了日常生活中。作为OCR技术的一个组成部分，印刷体数字识别技术在车牌识别、身份证识别、护照识别等领域有着非常广阔的应用前景【2】。随着数字摄像头的普及，可以采用摄像头作为图像采集设备，结合数字图像处理技术和OCR技术来进行印刷体数字的快速识别。因此，将智

4、能识别技术引入回厂电能表的处理。力求减少此过程中的人工干预量，能够实现电力企业的减员增效，降低用电成本，同时对于加强用电管理具有积极的意义。本文主要研究的任务是在利用CCD镜头进行图像采集后，利用图像处理和模式识别技术自收稿日期：2010一∞一lI基金项目：沈阳航空工业学院青年教师自选科研课题(项目编号：200946y)作者简介：胡立夫(19'78一)，男，辽宁沈阳人，工程师。主要研究方向：计算机检测技术及智能系统应用软件设计，E—mil：lx椰ox一2003国163．嗍。动定位分割图像中的数字区域并实现单个数字的切分，最后识别出电度表的显示

5、值¨J。提出了一种具有较强鲁棒性的分时电表表盘数据自动识别算法，该算法利用一系列图像处理技术对分时电表图像进行识别，以提高电表的检测效率，减少人为造成的各种错误。1电表表盘数据预处理为了精确定位字符位置，需要对照相机采集的图像进行预处理。由于照相机镜头的安装和光源的光照不均匀，可能会带来图像产生畸变或者图像灰度不均匀等一系列问题，对数字字符的精确定位产生比较大的影响，因此图像预处理是图像识别的关键Mj。1．1图像数字区域定位由于采集到的图像背景区域和读数区域的颜色都较复杂，为了能准确定位出读数区域，需要突出数字所在区域的颜色，而不关注其他区域

6、颜色，例如，以华立LD68型电度表为例，经分析该类型表的数字所在的区域中以蓝色较明显，故取该原始图像F的蓝色空间blue(i，．『)，i[1，刖，歹[1，肜]，其中日，形分别为图像F的高度和宽度，按照公式(1)在蓝色空间上作垂直投影，根据获得的投影图的分布情况分析出读数区域如图l所示，分析可知，投影图会存在两个较明显的波峰的部分，每个波峰两侧的波谷之间的部分对应的就是两个明显的蓝色区域，上面较宽的蓝色区域为读沈阳航空工业学院学报第27卷数区域，据此，可粗定为出读数区域。甲bluei=∑blue(i,j)i“1，H]』_’一’。』=1图1数字区

7、域投影定位图1．2图像二值化及倾斜矫正单个数字的小图像，以便进行特征提取和识⋯别∞J。采用快速简便的分割算法，根据数字大小”7和间隔固定的先验知识，将每个数字区域分隔开。具体步骤如下：对整个二值化图像作水平投影，经过分析，该投影图成波浪式，每个数字区域对应的投影部分会出现明显的波峰现象，而数字间的空白区域会出现明显的波谷，因此，我们可以判定出：每相邻的两个波谷间必然存在一个数字区域，由于数字间隔基本相同，取相邻的两个波谷之间的区域即为数字所在区域，即完成分割。数字水平投影图以及分割效果如图3，图4所示。实验证明该数字分割方法既简单快速又精确。

8、为了减少运算复杂度以及有利于识别的精确度需要将待识别的图像转化为二值化图像进行计算。现有的电表图像具有以下特点：在小范围内图像亮度均匀，有较好的单峰特征，待处理的数