一種基于圖像采集對(duì)電能表進(jìn)行自動(dòng)抄表的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于圖像采集對(duì)電能表進(jìn)行自動(dòng)抄表的方法，其包括：(1)?通過CMOS?圖像傳感器對(duì)電能表的表框進(jìn)行拍攝以獲得表框圖像；(2)?通過數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)步驟(1)?獲得的表框圖像進(jìn)行圖像處理，以獲得電能表讀數(shù)；(3)通過FLASH?存儲(chǔ)器和LCD?顯示屏分別對(duì)步驟(2)獲得的電能表讀數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。其中所述方法利用基于CMOS?圖像采集的電能表自動(dòng)抄表平臺(tái)實(shí)施，所述平臺(tái)包括CMOS?圖像傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器、LCD?顯示屏和FLASH?存儲(chǔ)器，其中所述CMOS?圖像傳感器、所述LCD?顯示屏和所述FLASH存儲(chǔ)器分別與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接。通過本發(fā)明專利技術(shù)，能夠替代原有的繁瑣的人工抄表操作，克服霧霾天氣對(duì)抄表的影響，提高抄表的效率和精度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】


本專利技術(shù)涉及電能表領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CMOS圖像采集對(duì)電能表進(jìn)行自動(dòng)抄表的方法。

技術(shù)介紹

電能表是測(cè)量用電單位或個(gè)人用電讀數(shù)的儀表，是供電部門收費(fèi)和調(diào)配電力資源的重要參考數(shù)據(jù)，同時(shí)電能表的數(shù)量眾多，基本上每一個(gè)用電單位需要設(shè)置一個(gè)電能表，每一戶居民也需要單獨(dú)設(shè)置一個(gè)電能表。因而，從電能表的價(jià)值和分布特點(diǎn)可以看出，電能表的讀數(shù)采集需要同時(shí)滿足高效和高精度的要求。
然而，現(xiàn)有技術(shù)中的電能表抄表方案都存在固有的缺陷：(1)手動(dòng)的抄表方式雖然能保證采集讀數(shù)的精度，但是需要耗費(fèi)大量的人工成本，采集效率不高，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)；(2)現(xiàn)有的一些電子抄表方案只能保證正常環(huán)境下的讀數(shù)采集，由于很多電能表置于戶外，在能見度較低的天氣下，例如多霧天氣環(huán)境下，往往會(huì)造成拍攝的電能表圖像模糊不清，相應(yīng)地，識(shí)別的讀數(shù)誤差很大。
因此，需要一種新的電能表自動(dòng)抄表方法，采用電子抄表的方式替代原有的人工抄表方式，同時(shí)，對(duì)電子抄表方式進(jìn)行升級(jí)改造，增加圖像清晰化處理功能，克服多霧天氣對(duì)電能表讀數(shù)識(shí)別的不利影響，從而能夠滿足電能表讀數(shù)采集的高效和高精度的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

為了解決上述問題，根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，本專利技術(shù)提供了一種基于CMOS圖像采集對(duì)電能表進(jìn)行自動(dòng)抄表的方法，其包括：
(1)通過CMOS圖像傳感器對(duì)電能表的表框進(jìn)行拍攝以獲得表框圖像；
(2)通過數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)步驟(1)獲得的表框圖像進(jìn)行圖像處理，以獲得電能表讀數(shù)；
(3)通過FLASH存儲(chǔ)器和LCD顯示屏分別對(duì)步驟(2)獲得的電能表讀數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示；
其中所述方法利用基于CMOS圖像采集的電能表自動(dòng)抄表平臺(tái)實(shí)施，所述平臺(tái)包括CMOS圖像傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器、LCD顯示屏和FLASH存儲(chǔ)器，其中所述CMOS圖像傳感器、所述LCD顯示屏和所述FLASH存儲(chǔ)器分別與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接。
具體地，所述CMOS圖像傳感器用于對(duì)電能表的表框進(jìn)行拍攝以獲得表框圖像，所述數(shù)字信號(hào)處理器與所述CMOS圖像傳感器連接，用于對(duì)所述表框圖像進(jìn)行圖像處理，以獲得電能表讀數(shù)，所述FLASH存儲(chǔ)器與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接，用于存儲(chǔ)所述電能表讀數(shù)，所述LCD顯示屏與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接，用于顯示所述電能表讀數(shù)。
更具體地，所述基于CMOS圖像采集的電能表自動(dòng)抄表平臺(tái)還包括：CSI接口，位于CMOS圖像傳感器和圖像預(yù)處理設(shè)備之間，用于將所述CMOS圖像傳感器拍攝的表框圖像傳送給圖像預(yù)處理設(shè)備；
第一并口，位于所述數(shù)字信號(hào)處理器和所述LCD顯示屏之間，用于將所述數(shù)字信
號(hào)處理器獲得的電能表讀數(shù)傳送給所述LCD顯示屏以進(jìn)行顯示；
第二并口，位于所述數(shù)字信號(hào)處理器和所述FLASH存儲(chǔ)器之間，用于將所述數(shù)字信號(hào)處理器獲得的電能表讀數(shù)傳送給所述FLASH存儲(chǔ)器以進(jìn)行存儲(chǔ)；
供電電源，包括太陽(yáng)能供電器件、蓄電池、切換開關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開關(guān)與所述太陽(yáng)能供電器件和所述蓄電池分別連接，根據(jù)蓄電池剩余電量決定是否切換到所述太陽(yáng)能供電器件以由所述太陽(yáng)能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開關(guān)連接，以將通過切換開關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓；
圖像預(yù)處理設(shè)備，位于所述CSI接口和所述數(shù)字信號(hào)處理器之間，用于接收所述表框圖像，對(duì)所述表框圖像進(jìn)行去霧處理以獲得去霧表框圖像，將所述去霧表框圖像輸入所述數(shù)字信號(hào)處理器以進(jìn)行圖像處理以獲得電能表讀數(shù)。
更具體地，所述圖像預(yù)處理設(shè)備還包括：
存儲(chǔ)子設(shè)備，用于預(yù)先存儲(chǔ)天空上限灰度閾值和天空下限灰度閾值，所述天空上限灰度閾值和所述天空下限灰度閾值用于分離出圖像中的天空區(qū)域，還用于預(yù)先存儲(chǔ)預(yù)設(shè)像素值閾值，所述預(yù)設(shè)像素值閾值取值在0到255之間；
霧霾濃度檢測(cè)子設(shè)備，位于空氣中，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)電能表所在位置的霧霾濃度，并根據(jù)霧霾濃度確定霧霾去除強(qiáng)度，所述霧霾去除強(qiáng)度取值在0到1之間；
區(qū)域劃分子設(shè)備，連接所述CSI接口以接收所述表框圖像，對(duì)所述表框圖像進(jìn)行灰度化處理以獲得灰度化表框圖像，還與存儲(chǔ)子設(shè)備連接，將所述灰度化表框圖像中灰度值在所述天空上限灰度閾值和所述天空下限灰度閾值之間的像素識(shí)別并組成灰度化天空子圖案，從所述灰度化表框圖像分割出所述灰度化天空子圖案以獲得灰度化非天空子圖像，基于所述灰度化非天空子圖像在所述表框圖像中的位置獲得與所述灰度化非天空子圖像對(duì)應(yīng)的彩色非天空子圖像；
黑色通道獲取子設(shè)備，與所述區(qū)域劃分子設(shè)備連接以獲得所述彩色非天空子圖像，針對(duì)所述彩色非天空子圖像中每一個(gè)像素，計(jì)算其R，G，B三顏色通道像素值，在所述彩
色非天空子圖像中所有像素的R，G，B三顏色通道像素值中提取一個(gè)數(shù)值最小的顏色通道像素值所在的顏色通道作為黑色通道；
整體大氣光值獲取子設(shè)備，與所述存儲(chǔ)子設(shè)備連接以獲得預(yù)設(shè)像素值閾值，與所述區(qū)域劃分子設(shè)備和所述黑色通道獲取子設(shè)備分別連接以獲得所述表框圖像和所述黑色通道，將所述表框圖像中黑色通道像素值大于等于預(yù)設(shè)像素值閾值的多個(gè)像素組成待檢驗(yàn)像素集，將所述待檢驗(yàn)像素集中具有最大灰度值的像素的灰度值作為整體大氣光值；大氣散射光值獲取子設(shè)備，與所述區(qū)域劃分子設(shè)備和所述霧霾濃度檢測(cè)子設(shè)備分別連接，對(duì)所述表框圖像的每一個(gè)像素，提取其R，G，B三顏色通道像素值中最小值作為目標(biāo)像素值，使用保持邊緣的高斯平滑濾波器EPGF(edge-preservinggaussianfilter)對(duì)所述目標(biāo)像素值進(jìn)行濾波處理以獲得濾波目標(biāo)像素值，將目標(biāo)像素值減去濾波目標(biāo)像素值以獲得目標(biāo)像素差值，使用EPGF對(duì)目標(biāo)像素差值進(jìn)行濾波處理以獲得濾波目標(biāo)像素差值，將濾波目標(biāo)像素值減去濾波目標(biāo)像素差值以獲得霧霾去除基準(zhǔn)值，將霧霾去除強(qiáng)度乘以霧霾去除基準(zhǔn)值以獲得霧霾去除閾值，取霧霾去除閾值和目標(biāo)像素值中的最小值作為比較參考值，取比較參考值和0中的最大值作為每一個(gè)像素的大氣散射光值；介質(zhì)傳輸率獲取子設(shè)備，與所述整體大氣光值獲取子設(shè)備和所述大氣散射光值獲取子設(shè)備分別連接，將每一個(gè)像素的大氣散射光值除以整體大氣光值以獲得除值，將1減去所述除值以獲得每一個(gè)像素的介質(zhì)傳輸率；清晰化圖像獲取子設(shè)備，與所述區(qū)域劃分子設(shè)備、所述整體大氣光值獲取子設(shè)備和所述介質(zhì)傳輸率獲取子設(shè)備分別連接，將1減去每一個(gè)像素的介質(zhì)傳輸率以獲得第一差值，將所述第一差值乘以整體大氣光值以獲得乘積值，將所述表框圖像中每一個(gè)像素的像素值減去所述乘積值以獲得第二差值，將所述第二差值除以每一個(gè)像素的介質(zhì)傳輸率以獲得每一個(gè)像素的清晰化像素值，所述表框圖像中每一個(gè)像素的像素值包括所述表框圖像中每一個(gè)像素的R，G，B三顏色通道像素值，相應(yīng)地，獲得的每一個(gè)像素的清晰化像素值包括每一個(gè)像素的R，G，B三顏色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值組成去霧表框圖像；
其中，所述霧霾濃度檢測(cè)子設(shè)備還內(nèi)置有靜態(tài)存儲(chǔ)單元，用于預(yù)先存儲(chǔ)關(guān)系對(duì)照表，所述關(guān)系對(duì)照表保存了霧霾濃度與霧霾去除強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
具體地，所述CMOS圖像傳感器拍攝的表框圖像傳送給圖像預(yù)處理設(shè)備，所述圖像預(yù)處理設(shè)備對(duì)所述表框圖像進(jìn)行去霧處理以獲得去霧表框圖像，將所述去霧表框圖像輸入所述數(shù)字信號(hào)處理器后依次進(jìn)行圖像銳化、自適應(yīng)遞歸濾波和OCR識(shí)別處理，以獲得電能表讀數(shù)。
具體地，在所述方法中，所述CMOS本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于CMOS?圖像采集對(duì)電能表進(jìn)行自動(dòng)抄表的方法，其包括：(1)?通過CMOS?圖像傳感器對(duì)電能表的表框進(jìn)行拍攝以獲得表框圖像；(2)?通過數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)步驟(1)?獲得的表框圖像進(jìn)行圖像處理，以獲得電能表讀數(shù)；(3)?通過FLASH?存儲(chǔ)器和LCD?顯示屏分別對(duì)步驟(2)?獲得的電能表讀數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示；所述方法利用基于CMOS?圖像采集的電能表自動(dòng)抄表平臺(tái)實(shí)施，所述平臺(tái)包括CMOS?圖像傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器、LCD?顯示屏和FLASH?存儲(chǔ)器，其中所述CMOS?圖像傳感器、所述LCD?顯示屏和所述FLASH?存儲(chǔ)器分別與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接；所述電能表自動(dòng)抄表平臺(tái)還包括：CSI?接口，位于CMOS?圖像傳感器和圖像預(yù)處理設(shè)備之間，用于將所述CMOS?圖像傳感器拍攝的表框圖像傳送給圖像預(yù)處理設(shè)備；第一并口，位于所述數(shù)字信號(hào)處理器和所述LCD?顯示屏之間，用于將所述數(shù)字信號(hào)處理器獲得的電能表讀數(shù)傳送給所述LCD?顯示屏以進(jìn)行顯示；第二并口，位于所述數(shù)字信號(hào)處理器和所述FLASH?存儲(chǔ)器之間，用于將所述數(shù)字信號(hào)處理器獲得的電能表讀數(shù)傳送給所述FLASH?存儲(chǔ)器以進(jìn)行存儲(chǔ)；供電電源，包括太陽(yáng)能供電器件、蓄電池、切換開關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開關(guān)與所述太陽(yáng)能供電器件和所述蓄電池分別連接，根據(jù)蓄電池剩余電量決定是否切換到所述太陽(yáng)能供電器件以由所述太陽(yáng)能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開關(guān)連接，以將通過切換開關(guān)輸入的5V?電壓轉(zhuǎn)換為3.3V?電壓；圖像預(yù)處理設(shè)備，位于所述CSI?接口和所述數(shù)字信號(hào)處理器之間，用于接收所述表框圖像，對(duì)所述表框圖像進(jìn)行去霧處理以獲得去霧表框圖像，將所述去霧表框圖像輸入所述數(shù)字信號(hào)處理器以進(jìn)行圖像處理以獲得?電能表讀數(shù)；所述CMOS?圖像傳感器為Omnivision?公司的OV7640?傳感器。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于CMOS圖像采集對(duì)電能表進(jìn)行自動(dòng)抄表的方法，其包括：
(1)通過CMOS圖像傳感器對(duì)電能表的表框進(jìn)行拍攝以獲得表框圖像；
(2)通過數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)步驟(1)獲得的表框圖像進(jìn)行圖像處理，以獲得電能表讀數(shù)；
(3)通過FLASH存儲(chǔ)器和LCD顯示屏分別對(duì)步驟(2)獲得的電能表讀數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示；
所述方法利用基于CMOS圖像采集的電能表自動(dòng)抄表平臺(tái)實(shí)施，所述平臺(tái)包括CMOS圖像傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器、LCD顯示屏和FLASH存儲(chǔ)器，其中所述CMOS圖像傳感器、所述LCD顯示屏和所述FLASH存儲(chǔ)器分別與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接；
所述電能表自動(dòng)抄表平臺(tái)還包括：
CSI接口，位于CMOS圖像傳感器和圖像預(yù)處理設(shè)備之間，用于將所述CMOS圖像傳感器拍攝的表框圖像傳送給圖像預(yù)處理設(shè)備；
第一并口，位于所述數(shù)字信號(hào)處理器和所述LCD顯示屏之間，用于...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：不公告發(fā)明人，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：周杰，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32