基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法及系统与流程

本申请涉及信息，具体涉及一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法及系统。

背景技术：

1、工业生产与日常生活中广泛使用各种类型的计量仪表，包括指针式压力表、温度表、指针式流量计等指针表，玻璃管温度计、液位计等液柱式线性表计，以及水表、电表、燃气表等机械滚轮式数字表。

2、现有技术已提出多种基于图像处理的表计读数自动识别方案，例如采用霍夫变换检测指针角度、基于ocr识别数字表读数、利用连通域分析提取液柱高度等。然而，上述方案在实际应用中仍存在以下不足：

3、其一，识别模式单一。现有方案通常针对单一类型表计设计算法，无法在同一系统中同时处理指针表、液柱式表计和数字表。用户面对多种表计类型时需切换多个专用工具，操作繁琐。

4、其二，数字表读数易受说明文字干扰。水表、电表等机械计数器的表盘图像中，除滚轮读数外，往往还包含型号、技术参数（如“220v、1200imp/kwh”）、单位标识（如“m3”“kwh”）以及生产编号等说明性文字。常规ocr引擎对全图进行文本识别时，易将计数器数字与邻近的说明文字合并为一个文本块，导致误识别。例如，将实际读数为“00422”的计数器误识别为“100422”或“00422-1”等结果。

5、其三，指针检测鲁棒性差。现有指针检测方法多采用单一策略，如纯hough线段检测或纯轮廓拟合。然而，工业现场的表计图像常存在表盘反光、刻度磨损、低对比度、红黑指针颜色相近等复杂情况，单一策略难以覆盖所有场景，导致指针漏检或角度偏差较大。

6、其四，液柱与刻度难以区分。在玻璃管温度计、液位计等液柱式表计中，液柱为宽填充的彩色（通常为红色）区域，而刻度线仅为细线状标记，二者颜色相近但在几何形态上差异显著。常规连通域分析或面积阈值法仅依据区域面积进行区分，易将液柱断裂产生的碎片误判为刻度，或将多条刻度线合并为液柱，难以实现稳定区分。

7、为此，需要研究改进表计读数识别技术。

技术实现思路

1、本说明书多个实施例描述了一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法及系统。

2、第一方面，本说明书实施例提供了一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法，包括步骤：

3、构建表计识别框架，所述表计识别框架包括输入模块、读数表计识别模块、液柱式线性表计识别模块和指针表识别模块，所述输入模块接收表计图像并识别表计种类，而后发送至指针表识别模块、液柱式线性表计识别模块或读数表计识别模块；

4、所述读数表计识别模块针对读数表计识别，采用ocr引擎根据文本区域的几何特征进行计数行筛选，而后对所述计数行进行文字识别获得读数；

5、所述液柱式线性表计识别模块针对液柱式线性表计识别，基于每行颜色区域水平宽度识别出液柱及刻度线，进行液柱范围提取并根据对齐的刻度线获得读数；

6、所述指针表识别模块针对指针表识别，依次采用hough线段检测、hsv红色检测和轮廓拟合三级策略协同进行指针读数识别。

7、第二方面，本说明书实施例提供了一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别系统，包括：

8、构建模块，构建表计识别框架，所述表计识别框架包括输入模块、读数表计识别模块、液柱式线性表计识别模块和指针表识别模块，所述输入模块接收表计图像并识别表计种类，而后发送至指针表识别模块、液柱式线性表计识别模块或读数表计识别模块；

9、所述读数表计识别模块，针对读数表计识别，采用ocr引擎根据文本区域的几何特征进行计数行筛选，而后对所述计数行进行文字识别获得读数；

10、所述液柱式线性表计识别模块，针对液柱式线性表计识别，基于每行颜色区域水平宽度识别出液柱及刻度线，进行液柱范围提取并根据对齐的刻度线获得读数；

11、所述指针表识别模块，针对指针表识别，依次采用hough线段检测、hsv红色检测和轮廓拟合三级策略协同进行指针读数识别。

12、本说明书一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

13、通过构建统一的识别框架，将指针表、液柱式线性表计和数字表三种类型表计的识别集成于同一系统，通过模式切换即可复用相同的图像读取、预处理和结果展示流程，避免了用户在不同专用工具间切换的繁琐操作，显著提升了自动化抄表流程的便捷性。

14、针对ocr将计数器数字与说明文字合并误识别的问题，创新性地引入异常长读数高阈值亮区裁剪算法。当检测到异常长读数时，自动触发多阈值阶梯二值化与亮区裁剪，剥离背景说明文字后重新识别。从几何维度对ocr结果进行二次校验，降低了对ocr置信度的过度依赖，提升了识别结果的可靠性。

15、采用hough线段检测、hsv红色检测和轮廓拟合三级回退机制，依次执行，前一级失败则自动回退至下一级，覆盖了黑色指针、红色指针、低对比度、表盘磨损、反光等典型复杂场景。

16、基于液柱为宽填充区域（水平跨度大）、刻度线为细线状标记（水平跨度小）的几何先验，不依赖于液柱区域的完整连通性，即使液柱存在断裂或反光导致的局部缺失，仍能通过逐行扫描准确提取液柱垂直范围，相比传统面积阈值法或连通域分析法更加鲁棒。

17、本说明书多个实施例的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中进一步揭示。

1.一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别方法，其特征在于，

10.一种基于多策略融合与特征筛选的表计读数识别系统，其特征在于，包括：