水表字符的识别算法设计与实现开题报告

 2020-02-20 09:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

水是人类生产生活的重要资源之一,水资源的管理也是一项非常重要的工作。建立现代化的水资源监测管理系统,实现信息化的水资源管理,符合社会发展的需求。目前,我国许多地区仍在了依靠人力抄表进行用水和收费管理。这种抄表方式简单易行,然而工作量巨大,而且抄表过程受人的生理状态和精神状态影响,易出现误抄或漏抄情况,已难以满足实际需求。

为了克服人工抄表的诸多缺点,人们提出了总线制抄表,无线发射式抄表,ic卡抄表,分线制集中抄表等智能抄表方式。总线制抄表方式将读数采集模块安装在水表内部,通过智能卡读取水表读数。这种抄表方式受环境因素干扰较小,且既可单独抄表,又可联网抄表,组网方式简捷,但成本较为昂贵,推广比较缓慢。无线发射式抄表方式需为水表加装无线发射模块,通过远程接收装置接收读数。这种抄表方式安装较为方便,但是成本高昂,且需向通信公司交付一定费用。智能ic卡抄表方式采取预付费的方式管理用水,用户用水前需首先在指定售卡点预付水费。这种抄表方式支持限量用水,且安装方便,维护简单,但在潮湿环境中工作能力较差。分线制集中抄表方式同时采集处理多路水表信号,各采集器间通过总线制相连。这种抄表方式成本较低,但是安装工作较为繁重,维护费用较高。

尽管以上几种智能抄表方式能够自动完成水表读数的采集,但在许多地区,传统指针式水表和数字式水表仍在被广泛使用中。采取以上抄表方式需要对现有水表进行更换,还需完成管线改造工作,工作量大,成本高,难以被自来水公司和用户接受。为此,国内外有关人员做了大量研究工作,提出多种水表读数自动识别方法。采用图像处理技术和信息技术,使用图像采集设备采集水表图像,将图像输入计算机、移动终端等处理平台,经过识别算法的快速处理,以文本的形式输出水表读数。这不仅可以降低抄表错误率,节省人力开销,提高效率,还便于读数的存储和分析,并且无需更换或改造现有水表和管线,具有一定的现实意义。

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2. 研究的基本内容与方案

本课题的主要内容是运用数字图像处理技术在水表数字字符识别的研究。针对基于水表图像的自动抄表, 提出满足实时性要求的水表字符自动识别算法。首先, 将真彩色图像灰度化和标准化处理;然后, 通过字符分割得到独立的单个字符;接着, 采用自适应阈值的二值化方法将灰度图像转化。

主要的设计任务集中在实现水表图像的预处理、水表字符所在数字框位置定位以及定位以后数字框的分割、分割后的水表数字字符的识别方法的研究。在实验室项目中首先根据摄像头采集水表图像信息,进行识别判断,然后获取水表读数。数字式水表读数识别算法,通过对数字式水表图像进行图像预处理、图像旋转矫正、数字字符定位与分割、数字读数识别,最终完成数字式水表的读数识别,并介绍了数字式水表读数识别实验,对识别结果进行了分析。

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3. 研究计划与安排

收集,熟悉资料和开发工具和环境(约3周)

分析研究(约2周)

算法设计和实现(约4周)

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 李浩,张联洲,田野等.居民区水表抄表现状、问题与应用前景.工业设计,2015(9):123-123

[2] 祁建,张燕.基于多特征信息的水表指针自动识别方法.计算机与数字工程,2015, 43(4):676-679

[3] 高菊, 叶桦.一种有效的水表数字图像二次识别算法.东南大学学报:自然科学版, 2013,43(a01):153-157

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