(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210163747.3 (22)申请日 2022.02.22 (71)申请人 云南电网有限责任公司保山供电局 地址 678000 云南省保山市隆阳区永昌街 道办事处永昌路西侧666号 （原永昌路 412号） (72)发明人 熊红英　周键宇　刘全　杨文一　 余多　朱红杰　邵宗官　陈立东　 李新洪　赵腾藻　张轩城　丁嘉熹　 徐正亚　郎洁　张华生　刘孟骏　 昂振雄　赵剑　 (74)专利代理 机构 昆明正原 专利商标代理有限 公司 53100 专利代理师 于洪　陈左(51)Int.Cl. G06V 30/422(2022.01) G06V 10/24(2022.01) G06V 10/28(2022.01) G06V 10/30(2022.01) G06V 10/762(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 纸质电力工程图纸扫描转化电子版CAD图纸 的方法 (57)摘要 本发明涉及一种纸质电力工程图纸扫描转 化电子版CAD图纸的方法， 属于电力工程图纸技 术领域。 该方法首先剔除对目标检测存在影响的 部分图片内容， 然后对待识别部分的图片进行二 值化与降噪处理。 处理后的图片先进行字符框选 与识别， 并按照选框将字符进行遮盖， 随后运用 电气元件的检测模型进行元件部分的检测与识 别， 然后进行线条识别与聚类获得线宽， 并根据 坐标将图片上的线条进行遮盖， 最终将识别后的 结果按识别时的坐标在CAD文件中生成。 本发明 解决了上述电力工程纸质图纸转换为电子版CAD 图纸的问题， 利用深度学习中的目标检测结合基 础的OpenCV对图片的操作， 更加高效且准确的对 纸质电力工程图纸进行目标检测与识别。 权利要求书2页 说明书8页 附图7页 CN 114529936 A 2022.05.24 CN 114529936 A 1.纸质电力工程图纸扫描转 化电子版CAD图纸的方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤 （1） ， 根据用户在扫描图片上的四角描点， 计算扫描图片需要旋转的角度并进行旋 转， 根据描点坐标与旋转的角度来计算旋转后所描点的坐标， 并根据这些坐标来对图片进 行剪切以去除边框； 步骤 （2） ， 将经步骤 （1） 剪切后的图片进行二 值化和降噪处 理； 步骤 （3） ， 将经步骤 （2） 处 理后的图片进行等大小的分割； 步骤 （4） ， 对分割后的图片依次进行字符检测， 根据字符检测的结果生成字符的外接正 矩形； 按外接正矩形进行裁剪， 将一个个字符图片裁剪下来； 然后将字符图片送入OCR模型 进行识别， 并根据识别的正确率进行 结果筛选； 步骤 （5） ， 对获得的字符坐标进行转换， 获得字符区域所对应的原 始坐标； 步骤 （6） ， 根据字符区域原始坐标， 在原图上对字符进行遮盖； 将遮盖后的图片送入电 气元件的检测模型中获得 元件的识别结果； 步骤 （7） ， 根据 元件识别结果在原图上对元件进行遮盖， 遮盖后的图片进行快速线条检 测， 对线条进行分类， 将线 条分为纵向线条、 横向线 条、 斜线； 对纵向线 条和横向线 条进行连 接合并； 然后分别对三种线条进行聚类， 得到线条的坐标和对应的线条宽度； 步骤 （8） ， 在DXF文件中创建图层， 并根据字符、 元件、 线条的识别结果在相应的图层中 生成所需 内容； 所述的电气元件的检测模型采用MobileNet  V3‑YOLO V3模型， MobileNet  V3‑YOLO V3 模型训练时， 先将已有的元件的CAD文件导出图片， 然后采用人工标注的方式对 该图片的元 件进行标注， 以元件的CAD文件导出图片作为输出， 以人工标注内容作为输出进行训练。 2.根据权利要求1所述的纸质电力工程图纸扫描转化电子版CAD图纸的方法， 其特征在 于， 步骤 （2） 中， 二 值化处理的具体方法为： 先将图片按色道进行分离， 获得图片的红色通道， 即获得红色通道 原图； 在将红色通道原图进行二值化时， 选择THRESH_BINARY函数， 并传入一个参数 cv2.THRESH_OTSU， 把阈值设为0， 该阈值会自动寻优； 将红色通道二值化后的图片乘以第一阈值， 再与红色通道原图一起传入二值化函数， 并将得到的结果图片转回3通道， 即可获得去除底色后的二 值化图片。 3.根据权利要求2所述的纸质电力工程图纸扫描转化电子版CAD图纸的方法， 其特征在 于， 第一阈值 为95%。 4.根据权利要求1所述的纸质电力工程图纸扫描转化电子版CAD图纸的方法， 其特征在 于， 步骤 （2） 中， 降噪处 理时， 内核采用MORPH_CROS S。 5.根据权利要求1所述的纸质电力工程图纸扫描转化电子版CAD图纸的方法， 其特征在 于， 步骤 （3） 中， 分割成边长为5 50～850像素的正方 形。 6.根据权利要求1所述的纸质电力工程图纸扫描转化电子版CAD图纸的方法， 其特征在 于， 步骤 （4） 中， 将字符图片送入OCR模型进行识别， 当准确率低于第二阈值时， 将识别 结果 删除； 当识别准确率高于第二阈值的， 则将识别结果保留； 所述的第二阈值 不小于75%。 7.根据权利要求1所述的纸质电力工程图纸扫描转化电子版CAD图纸的方法， 其特征在 于， 采用基于 OpenCV的快速线条检测来获取线 条数据， 包括线 条的起始坐标的x、 y值和终点 坐标的x、 y值；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114529936 A 2将值小的x判定为起始坐标x值， 将值大的x值判定为终点坐标x值， y值按对应关系进行 修改。 8.根据权利要求7所述的纸质电力工程图纸扫描转化电子版CAD图纸的方法， 其特征在 于， 步骤 （7） 中， 对线条进行分类时， 首先计算得到x和y值的偏移量； 将线条的终点坐标x值 减去起始坐标的x值， 即可得到x值的偏移 量， 将线条的终点坐标y值减去起始 坐标y值， 即可 得到y值的偏移量； 若x坐标偏移量大于第三阈值， 且y坐标偏移量小于第三阈值， 则线条为横向线条； 若y坐标偏移量大于第三阈值， 且 x坐标偏移量小于第三阈值， 则线条为纵向线条； 若x坐标和y坐标的偏移量都大于第三阈值， 则线条是一条斜线； 将分类后的线条数据 分开存储； 第三阈值取值在10～ 20之间； 对三种线条进行聚类的具体方法为： 纵向线条根据x坐标来进行聚类， 并计算两线x坐标之间的差值确定线宽， 横向线条根 据y坐标来进 行聚类， 并计算两线y之 间的差值确定线宽； 斜线进 行聚类时， 计算线 条的中心 点坐标， 并以此坐标来进行聚类与线宽的计算； 聚类时， 以线条的质心间的距离为聚类的判断依据， 当线条质心间的距离小于阈值时， 将两条线条认定其为一条线的两个边， 即将其聚类为一条线， 质心间的距离即为该聚类后 线的宽度， 阈值设为10～ 20。 9.根据权利要求1所述的纸质电力工程图纸扫描转化电子版CAD图纸的方法， 其特征在 于， 步骤 （8） 中， 根据字符、 元件、 线条的识别 结果在相应的图层中生成所需内容， 其具体方 法为： 先进行字符图层的字符插入， 其 次是线条图层的线条插入， 元件图层的元件插入， 最后 是在图框图层生成图框并在信息图层插 入信息框。 10.根据权利要求1所述的纸质电力工程图纸扫描转化电子版CAD图纸的方法， 其特征 在于， 该包括 步骤 （9） ， 在原图层插 入原图， 并进行 人工纠错。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114529936 A 3