基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法与流程

本发明属于元器件检测工程应用领域，具体涉及一种基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法。

背景技术：

在元器件众多质量保证筛选实验中，元器件电应力筛选实验是最为耗时的筛选试验项目，筛选试验采用多台单一品种或多品种环境试验设备，由于许多筛选试验室建立较早，采购的电应力筛选试验设备均是单机运行的试验设备，试验人员需要在试验设备前，方可获取试验数据与试验状态，每台设备硬件与数据均通过技术人员逐一管理。这种传统的单机运行的工作模式制约了电应力筛选试验的工作效率，且试验报警不易被及时发现。

因此，将电应力筛选试验设备进行物联网，通过统一的数据统计分析界面监视各台筛选试验设备的工作状态和数据，将对传统工作模式发生革命性的变化。试验人员在监控大厅内实现对多台环境实验设备进行整体管控，通过动态监控对设备进行调度，提升设备的利用率，并可实时对设备异常状态进行报警，统一保存试验数据，大幅提升工作效率。

由于许多电应力筛选试验设备采购较早，在设备购买时并未提出在线数据采集要求，生产商在设备的软硬件设计时就是以单机运行为唯一运行方式，工控软件不支持在线数据采集，改造成本与难度较大。私自或第三方改造也会对设备本身产生预知的风险，生产商也不会予以售后，将单机版环境试验设备批量淘汰改成新设备成本也过于巨大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法，以低成本实现现有单机版环境试验设备数据在线采集。

为了达到上述的目的，本发明提供一种基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法，包括：

1)进行单机版环境试验设备物联网；

2)参数配置；

3)图像定时抓取：依据图像采集周期定时抓取各单机版环境试验设备的工控机界面图像并发送至服务器；

4)图像预处理：服务器对图像进行多余特征去除；

5)图像裁剪：服务器根据定义的工控界面识别模板对去除多余特征的图像进行裁剪，得到最小可识别单元；

6)特征图像识别：服务器对最小识别单元进行ocr识别，解析出结构化数据；

7)数据存储与展现：将结构化数据存储到指定数据库实例的数据表中进行更新或新增，通过服务器界面展现该数据表。

上述基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法，其中，所述步骤1)中，利用单机版环境试验设备已有的usb接口，将usb接口转换为网口，实现多台单机版环境试验设备的物联网。

上述基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法，其中，所述步骤2)中，参数配置包括图像采集周期、图片文件名、服务器信息、图像采集区域、图像灰度阀值、图像分辨率、图像识别的文件夹地址、图像识别处理周期、数据识别后写入的数据库相关要素。

上述基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法，其中，所述步骤4)中，多余特征去除包括：清理界面多余文件；去除多余颜色特征保留灰度。

上述基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法，其中，特征图像识别后删去处理完的图像。

上述基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法，其中，所述步骤5)中，所述工控界面识别模板包含：图片切割矩形像素点、可识别区域应用的字库、图片分辨率和剪裁处理后文件名规格。

上述基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法，其中，所述步骤5)中，通过文件名与定义的工控界面识别模板进行匹配，并根据工控界面识别模板要求对预处理后的图片进行解析与拆分，获得最小可识别单元；所述文件名是图像预处理后保存的文件名。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

本发明的基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法，在不修改单机版环境试验设备自带工控软件和内部硬件结构的前提下，以图像处理技术为核心技术实现在线采集数据，执行效率高，解决了当前传统单机版筛选试验设备在线数据采集设备无法改造或改造成本高，周期长，可靠性下降等问题。

附图说明

本发明的基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法由以下的实施例及附图给出。

图1为本发明的基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法流程图。

图2为单机版电应力筛选试验设备在线数据采集方法数据流图。

图3为工控机界面识别过程示意图。

具体实施方式

以下将结合图1～图3对本发明的基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法作进一步的详细描述。

图1所示为本发明的基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法流程图。

参见图1，本发明的基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法包括：

1)进行单机版环境试验设备物联网

利用单机版环境试验设备已有的usb接口，将其转换为网口，实现多台单机版环境试验设备的物联网；

2)参数配置

对图像采集周期、图像采集区域、图像灰度阀值、图像分辨率等参数进行设置，以此控制图像采集的周期、图像预处理的方法，图像识别的字库选用等内容；

3)图像定时抓取

依据图像采集周期定时抓取各单机版环境试验设备的工控机界面图像并发送至服务器；

4)图像预处理

所述图像预处理包括多余特征去除

多余特征去除包括：(1)清理界面多余文件，从而保证界面图像特征的一致性；(2)去除多余颜色特征保留灰度；

5)图像裁剪

根据定义的工控界面识别模板对去除多余特征的图像进行裁剪，得到最小可识别单元；

6)特征图像识别

对最小识别单元进行ocr识别，解析出结构化数据；

7)数据存储与展现

将结构化数据存储到指定数据库实例的数据表中进行更新或新增，通过服务器界面可展现该数据表。

本发明的基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法，在不修改单机版环境试验设备自带工控软件和内部硬件结构的前提下，以图像处理技术为核心技术实现在线采集数据，执行效率高，解决了当前传统单机版筛选试验设备在线数据采集设备无法改造或改造成本高，周期长，可靠性下降等问题。

现以电应力筛选试验设备为例详细说明本发明的基于图像识别的单机版环境试验设备在线数据采集方法。

图2所示为单机版电应力筛选试验设备在线数据采集方法数据流图。

参见图2，n台单机版电应力筛选试验设备的usb接口插入usb转网口转换器，待各单机版电应力筛选试验设备的工控机识别出新硬件后，配置各工控机ip地址，插入网线使n台单机版电应力筛选试验设备联网。将usb转网口，实现不打开机器内部机箱，通过外部接口实现网络化的转变，使单机数据可以通过网口传输到指定服务器。

开发图像抓取软件，n台单机版电应力筛选试验设备的工控机上均安装该图像抓取软件，该图像抓取软件用于按图像采集周期抓取工控机的界面图像。

使用所述图像抓取软件，配置各工控机图像抓取软件的图像采集周期、图片文件名和服务器信息；各工控机的图像抓取软件按各自的图像采集周期自动抓取图像；各工控机抓取的图像按各自的图片文件名保存，服务器可利用图片文件名识别数据来源设备和抓取时间信息；服务器信息包含上传路径与ip地址，各工控机的图像抓取软件按各自的服务器信息向服务器上传图像数据包(该图像数据包以图片文件名命名)，该图像数据包将保存至服务器指定文件夹中。

开发图像识别软件，服务器上安装该图像识别软件，该图像识别软件用于识别出工控机界面图像中的数据信息。

使用所述图像识别软件，配置需要进行图像识别的文件夹地址、图像识别处理周期、数据识别后写入的数据库相关要素(包含地址，表名，用户名和密码等)。其中，图像识别的处理周期不能短于图像识别所需的时间。

图像识别软件根据配置的图像识别处理周期对待处理文件夹中的图片进行图像处理，所述图像处理包括：图像预处理、图像裁剪和特征图像识别，处理完成后删除将该图片，以节省存储空间。

图像预处理：对图片进行多余特征去除处理，包含二值化处理(去除多余颜色特征保留灰度)、工控机界面多余文件切除等，如图3所示，并将预处理后的图片以规定的文件名进行保存。

图像识别软件依据单机版电应力筛选试验设备工控机界面的特点定义工控界面识别模板，所述工控界面识别模板用于裁剪图片，使图片分割为一个个最小可识别单元，所述工控界面识别模板包含：图片切割矩形像素点、可识别区域应用的字库、图片分辨率、剪裁处理后文件名规格等信息。

图像预处理后，图像识别软件通过文件名(预处理后图片保存文件名)与定义的工控界面识别模板进行匹配，并根据工控界面识别模板要求对预处理后的图片进行解析与拆分，获得最小可识别单元，如图3所示。

参见图3，经图像预处理，工控机界面图片的边界被清理；根据工控界面识别模板要求先区分通道对工控机界面图片进行裁剪，再区分通道各数据框对通道图像进行裁剪，得到最小可识别单元。

对每个最小可识别单元进行ocr识别，获取结构化数据并根据文件名的要求进行保存。

图像识别软件根据配置的数据库相关要素，将结构化数据写入数据库的指定表格中，供保存和后续展示使用。