本文旨在通過攝像裝置對(duì)汽車衡的數(shù)字稱重顯示器中所顯示的稱重結(jié)果進(jìn)行拍攝，將拍攝結(jié)果自動(dòng)截圖成數(shù)字圖像，并以數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺等技術(shù)為基礎(chǔ)，將得到的每一張數(shù)字圖像進(jìn)行分析、識(shí)別后轉(zhuǎn)換成文本格式錄入到軟件中，并根據(jù)檢定規(guī)程要求進(jìn)行一系列運(yùn)算得到最終結(jié)果，自動(dòng)完成原始記錄的運(yùn)算、生成和保存等一系列操作。整個(gè)過程計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理，排除人為干預(yù)，從而進(jìn)一步提高檢定效率和數(shù)據(jù)處理的正確率。

1.概述

汽車衡采用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)一體化的電子稱量裝置,是國家重點(diǎn)管理的強(qiáng)制檢定計(jì)量器具,根據(jù)其自身特點(diǎn)一般可以分為電子秤、電子天平等類型,其檢定依據(jù)一般是按照JJG 539-1997《數(shù)字指示秤》和JJG1036-2008《電子天平》進(jìn)行的。然而這兩個(gè)規(guī)程中所規(guī)定的檢定項(xiàng)目以及數(shù)據(jù)的處理都相當(dāng)復(fù)雜,檢定過程中70%的時(shí)間耗費(fèi)在數(shù)據(jù)處理上,完整檢定一臺(tái)汽車衡至少需要耗費(fèi)30分鐘以上時(shí)間,我們可以清晰地看到目前檢定汽車衡一直存在著兩個(gè)問題:一是檢定效率低,尤其是面對(duì)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)量大面廣的電子計(jì)價(jià)秤,其現(xiàn)場(chǎng)檢定更加需要檢定員快速、精準(zhǔn)的反應(yīng);其次是數(shù)據(jù)處理往往一不小心就容易出現(xiàn)錯(cuò)誤,時(shí)常陷入“一子錯(cuò)滿盤皆輸”的尷尬境地,現(xiàn)場(chǎng)檢定實(shí)用性不高,時(shí)常受人以詬病。因此,很多專家學(xué)者一直在追求一種能夠自動(dòng)檢定的裝置來滿足檢定規(guī)程的要求,有的利用的傳感器讀取數(shù)據(jù)、有的根據(jù)RS232接口獲取稱量結(jié)果等,但由于其操作復(fù)雜性、數(shù)據(jù)讀取格式的不一致性等一系列問題,最終無法真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢定的實(shí)物裝置,更何況全自動(dòng)檢定對(duì)于電子秤來說自動(dòng)加載砝碼,尤其是感應(yīng)砝碼相對(duì)來說不易實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于電子天平來說其高準(zhǔn)確度等級(jí)的砝碼的加載更加成為自動(dòng)化檢定裝置的障礙.

小編結(jié)合日常的檢定工作，設(shè)計(jì)了一款半自動(dòng)的檢定裝置，所謂半自動(dòng)檢定，即檢定時(shí)砝碼

的取與放由檢定員來操作，顯示裝置中的稱量結(jié)果由攝像頭等裝置獲取并自動(dòng)錄入到計(jì)算機(jī)，根據(jù)圖像處理技術(shù)對(duì)獲取的結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，從而將結(jié)果自動(dòng)保存到原始記錄中進(jìn)行自動(dòng)化運(yùn)算，得到最終的檢定結(jié)果,具體思路架構(gòu)如圖1所示。

2.圖像識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1圖像識(shí)別開發(fā)基本流程

本系統(tǒng)中最關(guān)鍵的技術(shù)是圖像識(shí)別系統(tǒng)，所謂圖像識(shí)別就是指利用計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字設(shè)備對(duì)圖像信息進(jìn)行各種加工和處理，抽取輸入樣本的模式表達(dá)形式與預(yù)先存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中標(biāo)準(zhǔn)樣本的模式表達(dá)形式進(jìn)行逐一比對(duì)，用一定的準(zhǔn)則進(jìn)行判斷，找出最接近輸入樣本表達(dá)形式進(jìn)行匹配其識(shí)別過程主要包括圖像采集、圖像預(yù)處理特征提取模式匹配四個(gè)環(huán)節(jié)，一個(gè)典型的識(shí)別過程如圖2所示.

2.2圖像采集

本系統(tǒng)第一步需要用圖像采集設(shè)備對(duì)電子衡器的顯示結(jié)果進(jìn)行攝取并錄入到系統(tǒng)軟件中進(jìn)行后續(xù)處理，由于輸入的只是簡單的一副圖像，目前市場(chǎng)上的攝像頭基本能夠滿足要求。

2.3圖像預(yù)處理

含有復(fù)雜的顯示裝置背景和自然背景，同時(shí)在衡器檢定過程中易受現(xiàn)場(chǎng)的照明條件。油污以及錄入的圖像傾斜等因素的影響，嚴(yán)重影響獲取圖像的質(zhì)量，給之后的識(shí)別過程帶來很大的障礙，因此在開始處理前需要進(jìn)行圖像變換、復(fù)原和校正去噪等一系列預(yù)處理來消除對(duì)圖像的影響。預(yù)處理是圖像自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中非常重要的一步，它的好壞直接影響圖像識(shí)別的效果。預(yù)處理的目的是去除圖像中的噪聲，把它變成一幅清晰的點(diǎn)線圖，以便于提取正確的圖像特征，主要包括灰度化二值化和數(shù)字分割等。

2.3.1圖像的灰度化

用攝像頭攝錄得到的圖像是24位真彩圖像，又稱為RGB圖像。，其存儲(chǔ)量要求很大，而且在進(jìn)行圖像處理時(shí)，計(jì)算量也隨之增加，不便于圖像的識(shí)別處理，所以在圖像預(yù)處理過程中，要對(duì)圖像進(jìn)行灰度化，將彩色的圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像的過程叫做灰度化，由于彩色圖像每個(gè)像素的顏色由R、G、B三個(gè)分量組成，統(tǒng)稱為顏色空間模型如果一幅圖像的顏色空間是一維的（一個(gè)顏色值只有一個(gè)顏色分量），則這幅圖像就是一副灰度圖，在位圖圖像中，一般以R=B=G來顯示灰度圖像，那么如何來確定R、G、B三個(gè)分量的值使接下來的圖像處理更為方便、快捷和穩(wěn)定呢？根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，圖像的灰度化往往采用加權(quán)平均值法

2.3.2圖像的二值化

圖像經(jīng)過灰度化處理后，所產(chǎn)生的灰度圖像是由256個(gè)灰度級(jí)別組成的灰度圖像，具有較為豐富的明暗度，但在搜索目標(biāo)對(duì)象時(shí)，背景像素容易干擾，如圖4所示的灰度圖像中背景色仍然具有較大的噪點(diǎn)，極易影響后期圖像識(shí)別的質(zhì)量，因此要進(jìn)行二值化，二值化是對(duì)圖像進(jìn)一步進(jìn)行壓縮，我們采用固定閥值，把灰度設(shè)置成0或255，，這樣一來就把這個(gè)灰度級(jí)減少到1位2個(gè)灰度級(jí)，使圖片只有前景和背景信息，就得到一副二值圖，可以簡單的將圖片定義前景為白色，背景為黑色，那么二值圖像中的數(shù)據(jù)全部是0或1，運(yùn)行效果如圖5、如圖6所示。

2.3.3數(shù)字圖片分割并存儲(chǔ)

二值化后得到的圖像仍然是一個(gè)整體，包括數(shù)字和數(shù)字之間的空白，我們需要從中分離出每個(gè)數(shù)字以便進(jìn)行后續(xù)的單個(gè)數(shù)字的識(shí)別。圖像分割技術(shù)一般采用的是邊緣檢測(cè)法，圖像的邊緣是圖像的最基本特征，邊緣點(diǎn)是指圖像中周圍像素灰度有階梯變化的那些像素點(diǎn)，即灰度數(shù)導(dǎo)數(shù)較大或極大的地方，根據(jù)這個(gè)原理我們可以對(duì)圖片進(jìn)行分割，并將分割好的圖片存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。

2.4數(shù)字圖片識(shí)別

數(shù)字圖片識(shí)別就是把處理后的圖片還原回字符文本的過程，包括特征提取和模式匹配等操作

常用做法是：先獲取該數(shù)字圖片的特征碼，然后使用各種分類算法對(duì)該特征碼進(jìn)行分類，將其打上相應(yīng)的類標(biāo)簽、分類模型的訓(xùn)練，是對(duì)字符庫中的每個(gè)字符進(jìn)行特征化處理，得到每個(gè)字符的特征碼，該字符的標(biāo)簽就是該字符本身，利用特征碼加上字符的標(biāo)簽對(duì)字符庫中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，得到相應(yīng)的分類模型。當(dāng)然，得到了待識(shí)別字符的特征碼后，也可以使用相似性度量和字符庫中的字符的特征碼進(jìn)行比較，將該字符識(shí)別為與其特征碼相似性最高的字符。在每個(gè)字符的邊界內(nèi)，按行（或列）掃描該圖片，檢測(cè)其中的每個(gè)像素點(diǎn)，如果像素為白色則為，如果像素為黑色則為1，將這些0和1連起來組成的字符串就構(gòu)成了該字符圖片的特征碼。將最終得到的特征碼與我們預(yù)先設(shè)置好的特征庫內(nèi)的特征碼進(jìn)行逐一比對(duì)，如果匹配成功則返回正確的結(jié)果。

2.5騰訊優(yōu)圖開放平臺(tái)簡介

本系統(tǒng)是利用騰訊公司現(xiàn)成的優(yōu)圖OCR識(shí)別技術(shù)進(jìn)行圖片識(shí)別的，騰訊優(yōu)圖是一個(gè)開放的平臺(tái)，具有人臉識(shí)別、圖片識(shí)別等集成功能，我們采用了該平臺(tái)的OCR識(shí)別技術(shù)，即利用光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)，將圖片上的文字內(nèi)容，直接轉(zhuǎn)換為可編輯文本，該平臺(tái)集成了圖像灰度處理、二值化數(shù)字分割和存儲(chǔ)、數(shù)字圖片識(shí)別等一系列功能，能夠?qū)⒈鞠到y(tǒng)所需功能整合實(shí)現(xiàn)，并且優(yōu)圖OCR識(shí)別技術(shù)支持?jǐn)?shù)字識(shí)別和超過7000個(gè)常用漢字的識(shí)別，在內(nèi)部測(cè)試集上，單字識(shí)別準(zhǔn)確率可達(dá)到中文98%以上，數(shù)字99%以上。現(xiàn)有身份證、名片、營業(yè)執(zhí)照識(shí)別的全流程解決方案，為用戶提供最方便快捷的證件信息錄入體驗(yàn)，使用優(yōu)圖技術(shù)，僅需輕輕一拍，即可自動(dòng)完成證件信息識(shí)別錄入。該平臺(tái)首先具有高適用性，能夠自動(dòng)檢測(cè)定位、版式分析、字符切分、文字識(shí)別、信息息校驗(yàn)，優(yōu)圖OCR識(shí)別技術(shù)技術(shù)涵蓋了整個(gè)證件檢測(cè)識(shí)別框架的所有核心算法。極高的文本行定位、字符切分準(zhǔn)確率，支持橫向、豎向拍攝，可容忍透視畸變、光照不均、部分遮擋的情況，適應(yīng)各種照片分辨率，具備非常高的復(fù)雜環(huán)境可用性，其次，是具有高穩(wěn)定性，優(yōu)圖身份證識(shí)別、名片識(shí)別營業(yè)執(zhí)照識(shí)別服務(wù)已成功應(yīng)用于微眾銀行、QQ廣點(diǎn)通等內(nèi)部核心業(yè)務(wù)，接受過海量用戶和復(fù)雜場(chǎng)景的考驗(yàn)，各項(xiàng)反饋良好，因此用于簡單的數(shù)字識(shí)別更加具有穩(wěn)定性.

3.數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

一個(gè)最基本的數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理系統(tǒng)即為一個(gè)簡易的計(jì)量管理子系統(tǒng)，主要包括：用戶管理、企業(yè)管理、器具管理、原始記錄管理、檢定報(bào)告管理和統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能，其基本框架如圖7所示.

本文僅討論跟數(shù)據(jù)處理有關(guān)的原始記錄錄入模塊，其余模塊不在此贅述.根據(jù)上述原理設(shè)計(jì)處理的數(shù)字識(shí)別系統(tǒng)如圖8所示。

圖8中，界面最左邊是攝像頭時(shí)時(shí)攝錄情況中間有兩個(gè)按鈕分別是識(shí)別與截圖識(shí)別，右邊最上面是一個(gè)標(biāo)簽，顯示識(shí)別后的文本數(shù)據(jù)，下面是一個(gè)復(fù)制到粘貼板并插入按鈕，下面來介紹具體功能。

（1）最左邊是攝像頭，它具體負(fù)責(zé)在檢定時(shí)對(duì)檢定數(shù)據(jù)的攝取，其攝取的質(zhì)量好壞直接影響著后續(xù)的文字識(shí)別，因此攝像頭的質(zhì)量、像素以及擺放和錄制都是相當(dāng)重要的，應(yīng)盡可能攝取我們所需要的信息。

（2）識(shí)別、按鈕，當(dāng)按下此按鈕時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)行文字識(shí)別，識(shí)別后的內(nèi)容會(huì)顯示在右邊上方的標(biāo)簽欄中，如圖9所示。

（3）但往往我們所攝錄的攝像頭沒有像上圖那樣目標(biāo)明確，我們實(shí)際中往往得到的是顯示裝置連帶背景的非標(biāo)準(zhǔn)圖像，如圖10所示。因此我們就要用到截圖識(shí)別這項(xiàng)功能。

當(dāng)遇到圖10所示情況時(shí)，我們就要用到截圖識(shí)別這項(xiàng)功能了，該功能類似于的截圖功能，就是將我們所需要的部分截圖并識(shí)別之，點(diǎn)擊截圖識(shí)別，然后將鼠標(biāo)放置到需要截圖的起始點(diǎn)按住鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)到圖片的結(jié)束點(diǎn)后松掉左鍵，如圖11所示。

按照上述方法松掉左鍵后系統(tǒng)就自動(dòng)進(jìn)行文字識(shí)別，其結(jié)果如圖12所示。

（4））復(fù)制到粘貼板并插入按鈕就是將識(shí)別未識(shí)別后數(shù)字文本復(fù)制到電腦的粘貼板上方便用戶使用，并且具有直接插入粘貼到系統(tǒng)文本框中的功能如圖13所示。，將攝像頭對(duì)準(zhǔn)電子秤攝錄，然后按截圖識(shí)別按鈕對(duì)視頻中的稱重結(jié)果處進(jìn)行截圖，這樣一來就會(huì)在右邊標(biāo)簽處顯示，若識(shí)別成功便點(diǎn)擊復(fù)制到粘貼板并插入按鈕直接輸入到系統(tǒng)軟件中，若識(shí)別不成功，則調(diào)整攝像頭繼續(xù)進(jìn)行識(shí)別，直到識(shí)別成功為止。

4.結(jié)論

用圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行地磅的檢定大大提高了檢定效率，時(shí)間縮短了三分之二以上，并且

用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理更加提高了原始記錄計(jì)算的正確率。由于筆者經(jīng)驗(yàn)有限，只是簡單將汽車衡檢定與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，希望上述思路方法能夠起到拋磚引玉的作用，讓更多的從業(yè)者提出更加科學(xué)合理的建議，進(jìn)一步提高汽車衡檢定的工作效率工作質(zhì)量，為營造一個(gè)更加科學(xué)更加合理公平公正的的環(huán)境而努力。