基于图像识别的手持式数字多用表自动测试,该文是图像识别有关论文写作技巧范文与图像识别和多用表和手持式类毕业论文的格式范文.
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摘 要：针对无通信接口的手持式数字多用表无法进行自动测试的问题,提出了一种基于图像识别的方案,采用摄像头获取多用表显示屏图像,进而通过图像处理,得到多用表显示屏显示数据,实现了手持式数字多用表的自动测试.通过自动测试,有效地提升了工作效率,同时也减少了因人为因素导致的出错概率.
关键词：自动测试；手持式数字多用表；图像识别
0 引言
对于手持式数字多用表,由于不具备数据通信接口,所以现有的测试方法就是手动测试和人工记录数据,同时由于手持式数字多用表功能和档位较多,测试数据也比较繁多[1],测试1 台手持式数字多用表需要比较长的时间,而手持式数字多用表作为日常使用的仪表,数量又比较繁多,所以对于测试人员来说,测试手持式数字多用表是一项比较繁重的工作.为此,提出了一种基于图像识别的手持式数字多用表的自动测试方案,通过图像识别来解决手持式数字多用表无通信接口的问题,从而实现了手持式数字多用表的自动测试和数据的自动处理,一方面提升了工作效率,降低了测试人员的工作强度；另一方面,避免了人工记录数据及手动处理数据的出错概率.
1 系统硬件组成
系统硬件组成如图1 所示,计算机用于运行测试程序.
① 通过GPIB 电缆程控多功能校准器用以提供标准信号输出,如电流和电压等；② 通过测试线缆提供给被测手持式数字多用表；③ 通过LAN 口控制摄像头获取图像,摄像头获取被测多用表显示面板；④ 图像识别获取多用表读数；计算机外连打印机,用于自动测试结果的输出.
2 系统软件设计
在完成了仪器硬件连接后,接下来就是进行软件程序的设计,本系统软件框架采用VEE 软件平台[2],主要考虑VEE 属于图形化编程语言,可以在一定程度上减少程序的开发时间,使得用户可将精力集中于软件方案的解决上,而不是程序编写上面.同时考虑VEE 在图像处理方面的不足,采用VEE 调用Matlab 语句,通过Matlab 程序,实现图像处理,完成图像识别的功能.
多用表自动测试程序流程如图2 所示.打开程序后,点击开始,通过选择菜单选择相应的多用表型号,程序会根据选择的多用表型号,自动打开相应型号对应的原始记录模板,同时根据相应型号多用表的参数类型,开始进行相对应的参数测试,当该参数测试完成后,程序会判定是否进行新的参数测试,如需要进行新参数测试,则选择到新的参数项目,完成相应参数的测试,当所有参数测试完成后,程序退出.
2.1 图像处理
在程序运行前,首先固定摄像头和手持式多用表的位置,然后调节摄像头的焦距及时间,使摄像头可以获取清晰的多用表显示屏图像,进而才能有效地识别多用表读数.程序运行后,当需要读取多用表读数时,程序调用图像处理子函数.
图像处理子函数程序流程如图3 所示,调取子函数后,首先获取图像,由于摄像头采用的是彩色摄像头,所以获取的图像为彩像,为了方便后期的图像处理,对图像进行灰度化处理[3],将彩像转化为灰度图像.随后采用阈值的方法,对灰度图像进行二值化处理,进而滤除了背景杂波等.为了得到效果更好的图片,在完成二值化后,对图片进行滤波处理,得到更适合后期分割与识别的图像.在完成以上对图片的基本处理后,接下来就可以进行图像截取、图像边缘去除、字符分割及识别.
2.2 图像截取
由于在实验室环境下,被测数字多用表位置固定,所以多用表显示屏在获取图像中的位置固定,为了简化程序设计,图像截取采用手动方式进行,在程序第一次处理图像时,手动获取多用表显示屏在图像中的位置信息[4],并将这个位置信息保存在程序中,在接下来的程序运行中,按照位置信息,直接将多用表显示屏截取出来,做接下来的图像处理.
2.3 图像边缘去除
在获取了多用表显示屏图像后,图像除了需要识别的字符区域外,还有边缘空白或边缘杂波,为了接下来进行字符分割与识别,需要把字符区域提取出来,边缘去除采用图像点统计的方法进行,在横向和纵向分别进行像素点扫描,统计像素值的和[5],以此确定需要识别的字符区域的横向起止位置及纵向起止位置,将需要识别的字符区域提取出来,如图4 所示.
2.4 字符分割及识别
从图4 提取出的图像可以看出,字符间在横向存在间隔,对图像做像素垂直投影.峰值区域为字符区域,可以根据垂直投影[6],分割出每一个字符.字符被分割出来后,对分割后的字符做归一化处理,随后根据字符的特征,将字符图像识别为字符[7],随后根据字符顺序,将识别后的字符组合起来,作为识别结果并输出,完成图像识别的整个过程,如图5 所示.
2.5 数据处理
对于不同类型和不同型号的数字多用表,设计不同的数据测试模板,根据模板的参数来设置多功能校准器的输出,从而实现数字多用表不同参数的测试.在完成某一参数测试后,对多用表显示屏参数进行图像处理识别后,数据存放到测试模板中,同时计算测试数据与标准数据的偏差,与仪器极限偏差进行对比,判定测试结果是否合格.在完成所有参数测试后,程序自动将填写了测试结果的模板文件另存[8],作为该手持式数字多用表的原始记录,同时可以选择生成证书,从而完成整个手持式数字多用表的测试过程.
3 结束语
本系统通过图像识别的方式,实现了无通信接口的手持式数字多用表的自动测试,一方面提升了自动化测试效率,另一方面也减少了人为误差的出现.在接下来的工作中,考虑设计驱动装置,将多用表旋钮切换实现自动化,同时考虑将图像识别用于其他类无通信接口仪器的测试中,从而有效地提高工作效率.
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