高立沔 姜龍明

三川智慧科技股份有限公司 江西 鷹潭 335200

在當(dāng)前社會(huì)不斷進(jìn)步，供水企業(yè)蓬勃發(fā)展的情況下，對(duì)抄表工作的質(zhì)量和效率都提出了更高的要求，智能化、信息化已然成為當(dāng)前背景下抄表系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)方向。在現(xiàn)代信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及無(wú)線通信等各種先進(jìn)技術(shù)的支持下，智能抄表系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了集成化設(shè)計(jì)，極大地滿足了企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求。

1 智能化抄表及視覺(jué)識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

智能化抄表系統(tǒng)是一種集信息的采集、識(shí)別以及費(fèi)用管理等多種功能于一體的綜合性系統(tǒng)，該系統(tǒng)的合理應(yīng)用，不僅能夠極大地降低企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)于人力資源的需求，而且有效減少了由于人為因素影響造成的誤差，進(jìn)一步提升了抄表作業(yè)的準(zhǔn)確性，而且借助數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，保障了信息傳遞的時(shí)效性，提升了抄表作業(yè)的效率。

視覺(jué)識(shí)別技術(shù)是當(dāng)前一種較為先進(jìn)的技術(shù)手段，能夠?qū)o態(tài)符號(hào)進(jìn)行識(shí)別和傳遞，通過(guò)對(duì)于圖像的抓取和數(shù)字化處理，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于圖像內(nèi)容的判別。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工智能以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸得以普及，在日常生產(chǎn)和生活當(dāng)中都得到了廣泛的應(yīng)用。在機(jī)械水表智能化抄表設(shè)計(jì)中科學(xué)合理的應(yīng)用該技術(shù)，能夠進(jìn)一步提升抄表系統(tǒng)的智能化水平，降低運(yùn)營(yíng)成本[1]。常見的水表圖像拍照設(shè)備包括智能手機(jī)終端和專業(yè)手持拍照設(shè)備，二者的后臺(tái)運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)際上是相同的，本文主要以專業(yè)手持拍照終端為例進(jìn)行分析。

2 視覺(jué)識(shí)別技術(shù)在機(jī)械水表智能化抄表設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 智能抄表裝置

智能抄表裝置的選擇包括通訊模塊、處理芯片、攝像頭以及液晶屏的選用。通訊模塊的選擇，不僅要確保其上下行速率符合智能抄表需求，而且還需要確保即便在地理位置較為偏遠(yuǎn)的區(qū)域也能夠維持正常工作，并且具備相應(yīng)GPS定位系統(tǒng)等。處理芯片的選擇，基于抄表作業(yè)的實(shí)際需求，智能抄表系統(tǒng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的處理時(shí)限要求相對(duì)較低，并且無(wú)須芯片具有較高的實(shí)時(shí)處理能力以及大量數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，因此選擇STM32F407VET6型號(hào)的處理芯片就能夠滿足智能抄表要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)于水表圖像的采集。攝像頭的主要作用是對(duì)所采集到的圖像進(jìn)行識(shí)別，選用CMOS圖像傳感器即可滿足相應(yīng)操作需求，而且這種傳感器體積和功耗都相對(duì)較小。液晶屏的主要作用是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，通常選用分辨率合適、視角廣闊、不刺眼、色彩還原度較好的3.5寸TFTLCD電阻式觸摸模塊。

2.2 水表圖像識(shí)別

水表圖像識(shí)別主要包括兩個(gè)方面內(nèi)容，一方面為數(shù)字識(shí)別，另一方面為二維碼識(shí)別，由于二者形式存在一定差異，因此識(shí)別方式也不盡相同。在進(jìn)行圖像識(shí)別的過(guò)程中，需要通過(guò)攝像頭將的水表圖案的截圖由通訊模塊傳送到服務(wù)器當(dāng)中，然后進(jìn)行圖像識(shí)別和處理，再存入到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)當(dāng)中。

整個(gè)字輪數(shù)字識(shí)別流程包括圖像預(yù)處理、字輪區(qū)域定位、字符分別以及字符識(shí)別四個(gè)環(huán)節(jié)。在圖像采集的過(guò)程中，由于水表長(zhǎng)期蒙塵或者拍攝環(huán)境光線不均勻等各種問(wèn)題，難以保障圖像清晰度，此時(shí)就需要對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，圖像預(yù)處理主要包括以下四個(gè)環(huán)節(jié)，第一，圖像灰度化，能夠在減小內(nèi)存占用的同時(shí)，縮短圖像處理時(shí)間；第二，直方圖均衡化，主要是針對(duì)自然光不均勻?qū)е聢D像亮度不均的處理，是對(duì)于灰度值的調(diào)整，灰度拉伸的計(jì)算公式為：g（x,y）=T[f（x,y）]；第三，圖像濾波去噪，在采集完圖像之后，需要進(jìn)行傳輸，在此過(guò)程中可能會(huì)受到噪聲影響，需要進(jìn)行濾波去噪處理，此時(shí)借助了二維高斯函數(shù)；第四，圖像二值化，能夠得到邊緣圖像，有助于后續(xù)字輪區(qū)定位。

字輪區(qū)的數(shù)字定位和識(shí)別。在對(duì)字輪區(qū)進(jìn)行識(shí)別的過(guò)程中，由于數(shù)字以外的區(qū)域會(huì)對(duì)識(shí)別效果產(chǎn)生一定影響，因此需要通過(guò)霍夫圓檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行處理，并通過(guò)霍夫直線以及矩形輪廓對(duì)字輪區(qū)進(jìn)行定位。然后對(duì)數(shù)字字符進(jìn)行分割，并進(jìn)行數(shù)字匹配識(shí)別，得到相應(yīng)度數(shù)。數(shù)字字符分割就是將由數(shù)字定位得到的數(shù)字區(qū)域進(jìn)行分割，以此降低后續(xù)數(shù)字識(shí)別的難度，然后通過(guò)匹配模板進(jìn)行數(shù)字的識(shí)別，匹配識(shí)別主要是通過(guò)提取數(shù)字以及模板中的特征量進(jìn)行對(duì)比和分析，得到與之相關(guān)性最大的數(shù)字，并將采集到的圖像進(jìn)行歸類。由于所采集到的水表數(shù)字字符可能是完整的也可能是不完整的，所以在識(shí)別過(guò)程中需要先判斷字符的形態(tài)再進(jìn)行分類識(shí)別。

二維碼的識(shí)別。由于在圖像拍攝的過(guò)程中，可能會(huì)存在各種因素的影響，導(dǎo)致圖像識(shí)別存在困難，因此需要對(duì)其進(jìn)行濾波處理、二值化轉(zhuǎn)化、膨脹操作等一系列處理，其主要識(shí)別流程為圖像預(yù)處理、霍夫直線檢測(cè)、定位交點(diǎn)、反射變換校正以及Zbar識(shí)別[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

在智能化抄表系統(tǒng)中應(yīng)用視覺(jué)識(shí)別技術(shù)，不僅能夠進(jìn)一步提升系統(tǒng)運(yùn)行的效率和準(zhǔn)確性，還能夠有效降低運(yùn)營(yíng)成本，通過(guò)在智能抄表裝置中合理選用攝像頭以及液晶屏等，借助視覺(jué)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行數(shù)字和二維碼的識(shí)別，進(jìn)而將獲得的數(shù)據(jù)自動(dòng)劃入信息系統(tǒng)中，并進(jìn)行自動(dòng)結(jié)算。相信隨著視覺(jué)識(shí)別技術(shù)的深入應(yīng)用，我國(guó)智能化抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)會(huì)得到進(jìn)一步提升。