1. 研究目的与意义
随着我国经济的快速发展和“一户一表”政策的落实到位，民用天然气的用户数量不断增加。由于历史原因，目前仍有半数的用户在使用机表，需要抄表员上门抄表计费。这种方式不仅严重居民的日常生活，并且工作繁重，重复性大且耗费人力，给燃气公司造成较大的人力成本。虽然智能远抄表的技术逐渐成熟并得到一定范围的应用，但是，由于成本和改造工程复杂等因素，在现阶段实现全面更新仍存在一定的困难。
目前，国内的燃气表可分为两大类：传统机械轮盘式燃气表（机表）和电子智能表。机表通过燃气管道输出的燃气流动，对其内部的机械轮式码盘产生推力，使码盘不断转动，从而达到技术的功能。而随着电子技术的发展，在表体内加装电子设备的电子智能表已越来越普及。电子智能表又主要分为集成电路卡表（IC卡）和远传表。目前主流的IC卡表使用预付费的管理模式，用户使用燃气前需要对IC卡进行充值以预购燃气量，再将IC卡插入燃气表上的电子卡槽，便可正常使用天然气，直到预购的燃气量耗尽。这种方式完全摆脱了上门抄表的弊端，但无法实时监控用户燃气用量，安全性和可靠性低，进而可能导致燃气公司遭受无法估计的经济损失。此外，目前阶段IC卡充值点少、带近场通信功能的手机不普及等问题，也导致部分用户充值困难。因此，远传表成为了未来燃气表发展的最终形态。远传表其基本思路是在不改变机表表体的前提下，在现有的机表上安装一个带摄像头的物联网节点，节点通过摄像头获取燃气表的度数区域图像，通过图像处理对其进行识别。
毕业设计将采用图像处理的方法对燃气表度数进行识别与研究，针对手机拍摄的燃气表图片，完成图像预处理、图像增强、燃气表度数数字区域分割、度数数字区域识别，从而实现燃气表度数的自动识别与检测，避免手抄燃气表度数的繁琐，有效提高燃气表公司的工作效率，为燃气表实现自动抄表实现可能，并且节约了居民的时间。此外，分析燃气表图片的图像特点，提出有针对性的度数检测和识别方法，能够达到有效检测和准确识别的目的。
2. 研究内容与预期目标
现有的家用燃气表度数上报，主要通过抄表员挨家挨户上门查抄实现。工作繁重，且重复性大，给燃气公司造成较大的人力成本，且工作效率低下，抄表过程相对繁琐、费时，不是有效的方法。
本毕业设计将采用图像处理的方法对燃气表度数进行识别与研究，通过图像预处理、图像增强、读数区域定位、示数区域字符分割、示数区域字符识别，从而实现燃气表度数的自动检测，避免手抄燃气表度数的重复性与复杂性，减少人力，能够准确识别与检测燃气表度数。
研究内容：
3. 研究方法与步骤
研究方法：
首先拟采用中值滤波算法对燃气表度数图像进行滤波降噪处理。使用直方图均衡化调整燃气表度数图像的对比度，直方图均衡化将燃气表度数图像的灰度直方图在整个灰度空间内均匀分布，从而扩大前景和背景灰度的差别。然后拟使用 Wallis 锐化算法对燃气表度数图像进行锐化增强处理，预处理后燃气表度数图像噪声得到抑制，灰度分布得到修正，且燃气表度数区域对比度得到增强。
接着拟采用最大类间分割算法对预处理后的燃气表图像进行二值化处理，使得燃气表度数区域作为目标区域被识别出来。分别通过腐蚀算法、最大连通域提取、膨胀算法或颜色定位、轮廓定位、形态学处理方法对二值图像进行处理，实现度数区域的初步分割。初步分割所提取的燃气表度数区域边缘曲线与度数区域的真实边缘基本一致。采用凸包算法对度数区域进行处理，修复上述算法所提取的度数区域的边缘曲线的缺陷，从而实现度数区域的自动分割。
4. 参考文献
[1] 杨青燕, 彭延军. 基于灰度图像的答题卡识别技术[J]. 山东科技大学学报（自然科学版）, 2009, 028(003):99-102.
[2] 张站, 刘政怡, 吴建国, et al. 基于图像识别的阅卷系统的设计与实现[J]. 微型机与应用, 2011, 30(4):44-47.
[3] 贾志先. 基于支持向量机的空白试卷识别方法[J]. 山西大学学报(自然科学版) 2011, (3):20-25.
5. 工作计划
3.01--3.20，熟悉课题背景，查阅中英文资料，完成毕设开题。
3.21--4.30，开展课题内容，完成课题的主要实验工作和程序调试。
5.01--5.20，撰写毕设论文初稿并完成中英文翻译。
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