本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種用于燃氣表機械表盤的轉(zhuǎn)圈檢測方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的燃氣表機械表盤在最后一位上貼有一個銀白色的反光標簽，采用一個光電檢測裝置對準反光標簽，實現(xiàn)對燃氣表機械表盤最后一位的轉(zhuǎn)圈進行檢測。最后利用光電檢測裝置記錄下的轉(zhuǎn)圈數(shù)對應(yīng)的容量與燃氣表實際的進氣量進行比較計算燃氣表機械表盤的流量誤差。該傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)圈檢測方法對準反光標簽過程很繁瑣，而且每一次換表時都必須重新對準反光標簽，勞動強度和工作量非常大，而且易受檢測人員主觀因素的影響，容易造成誤檢測的現(xiàn)象。因此研究出一種高效率、高可靠、高準確性的燃氣表機械表盤的轉(zhuǎn)圈檢測方法，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，具有重要的工程實際意義。

本發(fā)明方法利用圖像處理方法對燃氣表機械表盤最后一位字符區(qū)域進行自動的精確定位，并自適應(yīng)的完成機械表盤最后一位的轉(zhuǎn)圈檢測。本發(fā)明方法可以很好的克服傳統(tǒng)光電檢測方法的不足，具有效率高、適應(yīng)性好、檢測精度高的優(yōu)點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種用于燃氣表機械表盤的轉(zhuǎn)圈檢測方法，其特征在于，該方法的具體步驟是：

步驟(1)：f_i(x,y)表示采集到的大小為M×N的燃氣表機械表盤第i幀圖像，x,y表示圖像的橫坐標和縱坐標，按如下方式對表盤圖像做二值化處理：

其中η為二值化閾值；

步驟(2)：對表盤的最后一位字符區(qū)域進行自適應(yīng)定位：

(a)按如下方式對各二值化圖像作幀間差分并累加：

其中K表示累加的次數(shù)，C(x,y)表示累加得到的差分圖；

(b)按下式對差分圖C(x,y)作列累加：

然后將x從1增加到M，當出現(xiàn)H(x)大于閾值η₁時，當前x記為最后一位字符區(qū)域的上邊緣h₁；繼續(xù)增加x，當出現(xiàn)H(x)小于閾值η₁且當前x與上邊緣h₁滿足x-h₁＞α₁，參數(shù)α₁為字符區(qū)域高度閾值，則當前x記為最后一位字符區(qū)域的下邊緣h₂；

(c)按下式對差分圖C(x,y)作行累加：

然后將y從N減小到1，當出現(xiàn)V(y)大于閾值η₂時，當前y記為最后一位字符區(qū)域的右邊緣w₂；繼續(xù)減小y，當出現(xiàn)V(y)小于閾值η₂且當前y與右邊緣w₂滿足w₂-y＞α₂，參數(shù)α₂為字符區(qū)域?qū)挾乳撝担瑒t當前y為最后一位字符區(qū)域的左邊緣w₁；

從而由上邊緣h₁，下邊緣h₂，左邊緣w₁和右邊緣w₂得到表盤最后一位字符的矩形區(qū)域；

步驟(3)：采集最后一位字符矩形區(qū)域的參考圖像：

實時采集表盤最后一位字符矩形區(qū)域的當前圖像，作二值化處理，記為g(x,y)，對g(x,y)按如下方式作累加：

其中(w₂-w₁)為最后一位字符矩形區(qū)域的寬度，(h₂-h₁)為最后一位字符矩形區(qū)域的高度；

若G(x)滿足如下條件：

且且

則將當前g(x,y)定義為最后一位字符矩形區(qū)域的參考圖像，記為I(x,y)，執(zhí)行步驟(4)；否則重新采集最后一位字符區(qū)域的實時圖像，重新執(zhí)行步驟(3)；

步驟(4)：對最后一位字符作轉(zhuǎn)圈檢測：

首先將標志位T置為0，將累加位S置為0；

①實時采集表盤最后一位字符矩形區(qū)域圖像，作二值化處理，記為g(x,y)，對g(x,y)按如下方式作累加：

若且標志位T為0，則判定表盤最后一位轉(zhuǎn)過了一個字符，將標志位T置為1，累加位S加上1；若累加位S滿足S≥8，則執(zhí)行步驟②，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟①；

若且標志位T為1，將標志位T置為0，繼續(xù)執(zhí)行步驟①；

②連續(xù)采集表盤最后一位字符矩形區(qū)域的當前圖像，作二值化處理，記為g(x,y)，將g(x,y)與參考圖像I(x,y)作差：

F(x,y)＝|g(x,y)-I(x,y)|

若F(x,y)內(nèi)非零點個數(shù)小于閾值β，則判定表盤最后一位轉(zhuǎn)過了一圈，發(fā)出轉(zhuǎn)圈信號，重新執(zhí)行步驟(4)直到發(fā)出了L次轉(zhuǎn)圈信號；

步驟(5)：以第一次轉(zhuǎn)圈信號的時間t₁為基準時間點，記錄下第L次轉(zhuǎn)圈信號的時間為t₂，按如下公式計算燃氣表表盤的流量誤差ε：

其中H是燃氣表表盤最后一位代表的基準流量，D表示給燃氣表的供氣流量，通過計算轉(zhuǎn)圈信號之間的時間差，結(jié)合燃氣表的供氣流量，完成對燃氣表表盤的流量誤差計算。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明方法利用圖像處理方法對燃氣表機械表盤最后一位字符區(qū)域進行自動的精確定位，并自適應(yīng)的完成機械表盤最后一位的轉(zhuǎn)圈檢測，最終利用檢測到的轉(zhuǎn)圈數(shù)所對應(yīng)的容量與燃氣表實際的進氣量進行比較，計算燃氣表機械表盤的流量誤差。本發(fā)明方法具有效率高、可靠高、準確性高的優(yōu)點，可以很好的克服傳統(tǒng)光電檢測方法的不足，降低生產(chǎn)成本，具有重要的工程實際意義。

具體實施方式：

步驟(1)：f_i(x,y)表示采集到的大小為M×N的燃氣表機械表盤第i幀圖像，x,y表示圖像的橫坐標和縱坐標，按下式對表盤圖像做二值化處理：

其中二值化閾值η選為150；

步驟(2)：對表盤的最后一位字符區(qū)域進行自適應(yīng)定位：

(a)按如下方式對各二值化圖像作幀間差分并累加：

其中K表示累加的次數(shù)，C(x,y)表示累加得到的差分圖；

(b)按下式對差分圖C(x,y)作列累加：

將x從1增加到M，當H(x)大于閾值η₁時，當前x記為最后一位字符區(qū)域的上邊緣h₁；繼續(xù)增加x，當出現(xiàn)H(x)小于閾值η₁且當前x與上邊緣h₁滿足x-h₁＞α₁(參數(shù)α₁選為70)，則當前x記為最后一位字符區(qū)域的下邊緣h₂；

(c)按下式對差分圖C(x,y)作行累加：

將y從N減小到1，當V(y)大于閾值η₂時，當前y記為最后一位字符區(qū)域的右邊緣w₂；繼續(xù)減小y，當出現(xiàn)V(y)小于閾值η₂且當前y與右邊緣w₂滿足w₂-y＞α₂(參數(shù)α₂選為50)，則當前y為最后一位字符區(qū)域的左邊緣w₁；

從而由上邊緣h₁，下邊緣h₂，左邊緣w₁和右邊緣w₂得到表盤最后一位字符的矩形區(qū)域；

步驟(3)：采集最后一位字符矩形區(qū)域的參考圖像：

實時采集表盤最后一位字符矩形區(qū)域的當前圖像，作二值化處理，記為g(x,y)，對g(x,y)按如下方式作累加：

其中(w₂-w₁)為最后一位字符矩形區(qū)域的寬度，(h₂-h₁)為最后一位字符矩形區(qū)域的高度；

若G(x)滿足如下條件：

且且

則將當前g(x,y)定義為最后一位字符矩形區(qū)域的參考圖像，記為I(x,y)，執(zhí)行步驟(4)；否則重新采集最后一位字符區(qū)域的實時圖像，重新執(zhí)行步驟(3)；

步驟(4)：對最后一位字符作轉(zhuǎn)圈檢測：

首先將標志位T置為0，將累加位S置為0；

①實時采集表盤最后一位字符矩形區(qū)域圖像，作二值化處理，記為g(x,y)，對g(x,y)按如下方式作累加：

若且標志位T為0，則判定表盤最后一位轉(zhuǎn)過了一個字符，將標志位T置為1，累加位S加上1；若累加位S滿足S≥8，則執(zhí)行步驟②，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟①；

若且標志位T為1，將標志位T置為0，繼續(xù)執(zhí)行步驟①；

②連續(xù)采集表盤最后一位字符矩形區(qū)域的當前圖像，作二值化處理，記為g(x,y)，將g(x,y)與參考圖像I(x,y)作差：

F(x,y)＝|g(x,y)-I(x,y)|

若F(x,y)內(nèi)非零點個數(shù)小于閾值50，則判定表盤最后一位轉(zhuǎn)過了一圈，發(fā)出轉(zhuǎn)圈信號，重新執(zhí)行步驟(4)直到發(fā)出了L次轉(zhuǎn)圈信號；

步驟(5)：以第一次轉(zhuǎn)圈信號的時間t₁為基準時間點，記錄下第L次轉(zhuǎn)圈信號的時間為t₂，按如下公式計算燃氣表表盤的流量誤差ε：

其中H是燃氣表表盤最后一位代表的基準流量，D表示給燃氣表的供氣流量，通過計算轉(zhuǎn)圈信號之間的時間差，結(jié)合燃氣表的供氣流量，完成對燃氣表表盤的流量誤差計算。