(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211026240.X (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 华南理工大 学 (72)发明人 刘桂雄　高泽铭　 (74)专利代理 机构 北京天奇智新知识产权代理 有限公司 1 1340 专利代理师 陈新胜 (51)Int.Cl. G06V 30/19(2022.01) G06V 30/146(2022.01) G06V 30/24(2022.01) G06V 10/22(2022.01) G06V 10/24(2022.01)G06V 10/82(2022.01) G06T 7/73(2017.01) G01F 15/061(2022.01) (54)发明名称 一种基于机器视觉的家用 燃气表计数器示 值识别方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于机器视觉的家用燃 气表计数器示值识别方法， 包括制作燃气表计数 器数据集， 训练YOL O计数器目标检测框架对输入 燃气表图像预测计数器区域目标框并输出计数 器位置， 依据计数器位置裁剪只包含计数器图像 并对图像进行放大处理； 将计数器图像制作为计 数器示值识别数据集， 经训练得到基于YOLO的计 数器示值区域目标检测框架； 计数器目标检测框 架在输入燃气表图像框选计数器区域， 裁剪出框 选区域并对区域图像放大处理； 计数器示值区域 目标检测框架识别放大后区域图像的数字， 并分 别框选每个数字的位置， 依据数字位置计算出数 字区域数值； 识别放大后区域图像的刻度线及指 针位置， 依据刻度线与指针相对位置计算出刻度 示值， 得出燃气表计数器示 值结果。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115331239 A 2022.11.11 CN 115331239 A 1.一种基于 机器视觉的家用燃气表计数器示 值识别方法， 其特 征在于， 包括： A制作燃气表计数器数据集， 训练YOLO计数器目标检测框架对输入燃气表图像预测计 数器区域目标框并输出计数器位置， 依据计数器位置裁剪只包含计数器图像并对图像进 行 放大处理； B将计数器图像制作为计数器示值识别数据集， 经训练得到基于YOLO的计数器示值区 域目标检测框架； C YOLO计数器目标检测框架在输入燃气表图像框选计数器区域， 裁剪出框选区域并对 区域图像放大处 理； D基于YOLO的计数器示值区域目标检测框架识别放大后区域图像的数字， 并分别框选 每个数字的位置， 依据数字位置计算出数字区域数值； 识别放大后区域图像的刻度线及指 针位置， 依据刻度线与指针相对位置计算出刻度示 值， 得出燃气表计数器示 值结果。 2.如权利要求1所述的基于机器视觉的家用燃气表计数器示值识别方法， 其特征在于， 所述A中燃气表计数器数据集为Icounter， Icounter图像数据集为{Fcounter,1,Fcounter,2, Fcounter,3,……,Fcounter,N}， 其中N为Icounter中图像数量； 建立图像像素坐标系， 坐标原点O为 图像左上顶点， u轴正方向为水平向右、 v轴正方向为垂直向下； 框架Lcounter在输入图像上产 生预测计数器区域目标框， 设其检测框位置 依据检测框位 置从输入图像裁 剪出计数器区域Pcounter并对Pcounter放大处理得P'counter。 3.如权利要求1所述的基于机器视觉的家用燃气表计数器示值识别方法， 其特征在于， 所述B中计数器示值识别数据 集为Idisplay， Idisplay包含完整数字0 ‑9和换位数字的数字子集 Idisplay_nu m、 经放大处理的刻度线子集Idisplay_scale和指针子集Idisplay_point er； Idisplay图像数据 集为{Fdisplay,1,Fdisplay,2,Fdisplay,3,……,Fdisplay,n}， 其中n为Icounter中图像数量， 每一个 Fdisplay,i， i∈N包含数字、 刻度线、 指针， 其中： {Fdisplay_num,1,Fdisplay_num,2,Fdisplay_num,3,……,Fdisplay_num,n}构成数字子集Idisplay_num， 完 整的0‑9数字构成10种分类， 设为{O0,O1,……,O9}， 分类与数字关系如下： Oi＝i(i∈[0,9])                         (1) 上下相邻数字因进位导致只清晰展示上一位数字下半部分以及下一位数字上半部分， 该类型称为换位数字， 共有10种分类， 设为{Q0,Q1,……,Q9}； 分类与数字关系如下： Qj＝j(j∈[0,9])                            (2) {Fdisplay_scale,1,Fdisplay_scale,2,Fdisplay_scale,3,……,Fdisplay_scale,n}构成刻度线子集 Idisplay_scale； {Fdisplay_pointer,1,Fdisplay_pointer,2,Fdisplay_pointer,3,……,Fdisplay_pointer,n}构成指针子集 Idisplay_po inter。 4.如权利要求1所述的基于机器视觉的家用燃气表计数器示值识别方法， 其特征在于， 所述C中， 使用基于YOLO的计数器目标检测框架Lcounter在输入燃气表图像框选计数器区域， 设检测框位置 裁剪出框选区域Pcrop并对框选区域图像放大处理 得P'crop。 5.如权利要求1所述的基于机器视觉的家用燃气表计数器示值识别方法， 其特征在于，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115331239 A 2所述D中， 基于YOLO的计数器示值区域目标检测框架为Ldisplay， Ldisplay识别P'crop的数字并框 选所有数字， 设框选出K个数字， 依据选框左上角u轴正方向坐标由小到大构成 顺序集， 由对应分类集{N'1,N'2,……,N'K}， 对应识别数字集{m1,m2,…,mK},由此得数字区 域数值M； 框架Ldisplay识别P'crop的刻度线， 设框 选出H个刻度线， 各个选 框坐标信息为 由此得出选框形心位置 选框长度 Cp； 依据选框形心v轴正方向坐标由小到大构成顺序集Φ： 设某个选框具有长度最大值Cmax， 则此为零刻度选框 并标记为0， 以零刻度为基准， 依据 顺序集Φ， 若选框p位于零刻度最左边并相隔s个选框， 则标记为 ‑s； 若选框p位于零刻度线 最右边并相隔t个选框， 则标记为+t； 其他选框依据所处零刻度位置和间隔标记， 并改写顺 序集Φ为 框架Ldisplay识别P'crop指针， 为指针选框坐标信息， 由此得出 指针选框形心位置 在集合 依据v轴正方向坐标大小插入Rcenter， 由Rcenter的前一位刻度选框标记a可得刻 度示值U； 数字区域数值M和刻度示 值U相加可 得家用燃气表最终示 值结果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115331239 A 3