基于图像识别的数字仪表自动校验系统研究

摘要

数字仪表在安全监测领域有着至关重要的作用，若要保证良好的监测功能需要对此类数字仪表进行定期校验。
　　本文首先分析了目前数字仪表校验的现状，指出实际工作中计量部分人工校验仪表的繁琐性，然后采用以源检表的方法，设计了数字仪表自动校验系统的总体方案，其中对数字仪表自动校验系统做了基本功能的需求分析，对图像采集模块、标准源程控模块、图像处理模块做了简要介绍，利用CCD摄像头与PCI采集卡来构成的图像采集系统，利用成熟的标准源程控技术来实现数字仪表校验的标准对比;随后，在VC与视觉开源库OpenCV平台上，对摄像头采集经图像采集卡输送到计算机内存的数字仪表图像做相关研究，利用图像预处理和帧间差异积累的方法来实现数字仪表示数区域的粗定位，并引入旋转投影法实现数字仪表示数区域的倾斜校正，并提出了利用自适应阀值与行扫描的方法来实现数字字符区域的精定位，然后对定位了上下边界的数字字符图像利用垂直投影法以实现数字字符的分割;最终选择用模板匹配的方法来对数字字符进行识别，包括对图像进行归一化与细化后利用穿线法实现数字字符的特征提取，并采用改进的加权欧式距离进行数字字符的匹配识别，最终解决了数字仪表自动校验系统中数字仪表示数识别的难题。在实际应用中，本文提出的基于图像识别来实现数字仪表自动校验系统，能够实现数字仪表校验读数准确而且具有较高实时性，能够满足实际计量检定部门实现自动校验系统的需求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外与本课题相关研究现状

1．2．1 仪表校验方法分类

1．2．2 基于图像识别的校验

1．2．3 数字图像识别研究现状

1．3 课题主要任务

2 校验系统总体方案设计

2．1 KG9701A低浓度甲烷传感器

2．1．1 KG9701A调校原理

2．1．2 KG9701A的人工校验

2．2 基于图像识别的数字仪表校验总体方案

2．2．1 校验系统功能需求分析

2．2．2 校验系统总体设计

2．2．3 图像采集模块

2．2．4 标准源程控模块

2．2．5 图像处理模块

2．3 开发平台介绍

2．4 本章小结

3 仪表图像预处理与区域定位

3．1 数字图像识别过程

3．2 数字图像的预处理

3．2．1 仪表图像的采集

3．2．2 灰度变换

3．2．3 滤波

3．2．4 图像二值化

3．3 数字图像的区域定位方法

3．3．1 数字仪表定位特征分析

3．3．2 常用定位方法比较

3．3．3 基于帧间差异积累的定位方法

3．4 本章小结

4 数字倾斜校正与分割识别

4．1 仪表显示区域的倾斜校正

4．1．1 仪表倾斜方式分析

4．1．2 图像的倾斜校正方法

4．2 数字区域的精定位与数字分割

4．2．1 数字区域精定位

4．2．2 数字分割

4．3 数字识别

4．3．1 模板匹配法

4．3．2 人工神经网络

4．4 基于模板匹配的数字识别实现

4．4．1 图像归一化与细化

4．4．2 特征提取

4．4．3 模板训练

4．4．4 识别方法与结果

4．5 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介