[发明专利]一种基于改进RANSAC的摄像直读抄表仪异常点剔除方法

说明书

本发明涉及仪器智能抄表领域，特别是涉及一种基于改进RANSAC的摄像直读抄表仪异常点剔除方法；包括如下步骤：步骤1：输入数字点集S和算法参数，并生成数字对索引表P和候补索引表P’；所述的数字点集S为前端图像识别所获得的所有数字点及其坐标，包括5～8位正常数字以及误识别的若干位异常数字；步骤2：查找P中是否包含剩余待选数字对；若是，则按序选择一组数字对，求两点连线斜率绝对值|k|及间距g，并顺序执行；若否，则跳转步骤6；步骤3：判断是否满足|k|k_Thr或gg_Thr；若不满足，则顺序执行；否则删除P中该数字对，并跳转步骤2；可提高摄像直读抄表仪的应用普适性；可提高异常点剔除准确率及稳定性，可提高运行速度及稳定性。

技术领域

本发明涉及仪器智能抄表领域，特别是涉及一种基于改进RANSAC的摄像直读抄表仪异常点剔除方法。

背景技术

近年来，随着国家城镇化的日益推进，人民对水、电、气的需求量逐渐变大，使得抄表计费的工作量越来越大，人力抄表计数越来越难以满足能源部门对抄表速度和准确度的需求。摄像直读抄表仪的出现极大地降低了人工抄表的工作强度及运营成本，在提高数据获取的实时性、准确性与可靠性同时，也能完成对仪表的智能化管理。摄像直读抄表仪在不改变原有仪表结构的基础上通过外置摄像头拍照来采集数据，然后将采集的图片进行前端处理得出当前表计的读数。但是由于表盘上往往存在生产批号、指标参数、度量单位、刻度数字等区别于正常读数窗口的数字，它们常会被摄像直读抄表仪错误识别，甚至表盘上的污渍也可能被错误识别。这些被错误识别的异常数字混入正常数字内，若不能准确剔除将造成读数错误。

目前摄像直读抄表仪的异常数字剔除方法主要有前处理和后处理两种，其中前处理需要事先知道数字表的位数，并框出读数窗口在图像中的位置和形状，从而在源头上防止异常数字的误识别；后处理主要是采用直线拟合的方法，将位于正常数字直线之外的异常数字点剔除。一般来说，前处理方法具有安装条件苛刻、限制条件较多且不能适配所有常规数字表等不足，故其应用场景有限；而后处理方法能弥补前处理方法的不足，使得摄像直读抄表仪的应用普适性更强。常规的后处理方法主要有两种：一种是基于最小二乘(LS)的方法，其原理是将所有数字点进行直线拟合，然后剔除距离该直线较远的异常数字点。该方法原理简单，运行速度快，但对异常点比例敏感，因此仅能处理异常点比例很少(≤30％)的情形，当异常点比例变大时其准确率急剧下降；另一种是基于RANSAC的方法，其原理是采用随机采样迭代的手段，尽可能找出由局内点(正常数字)连线构成的直线，然后剔除距离该直线较远的异常数字点。该方法对异常点比例的适应性远高于LS方法，但随着异常点个数的增加，所需的平均迭代次数迅速增加，运行速度迅速降低，常不能满足实时性需求。与此同时，上述两种方法均不能剔除和正常数字处于同一直线的异常数字点，当出现共线情形时，上述两种方法亦会失效。

基于上述情况，迫切需要开发一种改进的异常点剔除后处理方法，同时提高摄像直读抄表仪的应用普适性、异常点剔除准确率和运行速度，以满足工业生产的实际需求。

发明内容

本发明提供一种基于改进RANSAC的摄像直读抄表仪异常点剔除方法，用于解决常规后处理算法在剔除大量异常点时出现的运行速度和准确率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：一种基于改进RANSAC的摄像直读抄表仪异常点剔除方法，包括如下步骤：

步骤1：输入数字点集S和算法参数，并生成数字对索引表P和候补索引表P’；所述的数字点集S为前端图像识别所获得的所有数字点及其坐标，包括5～8位正常数字以及误识别的若干位异常数字；

步骤2：查找P中是否包含剩余待选数字对；若是，则按序选择一组数字对，求两点连线斜率绝对值|k|及间距g，并顺序执行；若否，则跳转步骤6；

步骤3：判断是否满足|k|k_Thr或gg_Thr；若不满足，则顺序执行；否则删除P中该数字对，并跳转步骤2；