一种数字式时钟测量方法及系统与流程

1.本发明涉及数字式时钟计量技术领域，特别是涉及一种数字式时钟测量方法及系统。背景技术：2.数字式时钟是具有时、分、秒(或具有年、月、日、时、分、秒)数字显示功能的装置，广泛应用于交通、医疗、金融、电力和计量等领域。通常，数字式时钟可根据同步方式分为自主运行型、总线授时型、cdma授时型、网络授时型和gnss授时型，自主运行型数字式时钟通常不具备时间自动同步功能，由人工来调整当前时刻，靠内部主振器进行时间保持；总线授时型数字式时钟通常采用rs-485总线进行时间同步；cdma授时型数字式时钟通过移动通信网络进行时间同步；网络授时型数字式时钟通过网络时间协议(network time protocol，ntp)访问网络时间服务器，进行时间同步；gnss授时型数字式时钟通过接收gnss卫星信号进行时间同步。3.近年来，数字式时钟的守时和同步技术得到快速发展，守时精度不断提高，显示分辨力也逐渐提高，为计量数字式时钟带来了新的难题，如何有效定量评价数字式时钟显示的当前时刻是否准确，是未来计量数字式时钟不可绕开的问题。4.基于此，亟需一种能够准确、快速、便捷的对数字式时钟的当前时刻误差进行测量的数字式时钟测量方法及系统。技术实现要素：5.本发明的目的是提供一种数字式时钟测量方法及系统，能够准确、快速、便捷的对数字式时钟的当前时刻误差进行测量。6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：7.一种数字式时钟测量系统，所述测量系统包括：拍摄部件和处理部件；8.所述拍摄部件用于同时对被测数字式时钟和标准数字式时钟进行拍摄，得到n秒的拍摄视频；所述标准数字式时钟的显示分辨力至少优于所述被测数字式时钟的显示分辨力一个数量级；所述拍摄部件的拍摄帧率根据所述标准数字式时钟的显示分辨力所确定；n大于1；9.所述处理部件与所述拍摄部件通信连接；所述处理部件用于对所述拍摄视频进行关键帧提取，得到所述被测数字式时钟跳秒时的目标图像，并从所述目标图像中提取所述被测数字式时钟的当前时刻信息和所述标准数字式时钟的当前时刻信息，计算得到所述被测数字式时钟的当前时刻误差；所述目标图像为所述被测数字式时钟整秒时刻的图像。10.一种数字式时钟测量方法，利用上述的测量系统进行工作，所述测量方法包括：11.获取利用拍摄部件同时对被测数字式时钟和标准数字式时钟进行拍摄所得到的n秒的拍摄视频；所述标准数字式时钟的显示分辨力至少优于所述被测数字式时钟的显示分辨力一个数量级；所述拍摄部件的拍摄帧率根据所述标准数字式时钟的显示分辨力所确定；n大于1；12.对所述拍摄视频进行关键帧提取，得到所述被测数字式时钟跳秒时的目标图像；所述目标图像为所述被测数字式时钟整秒时刻的图像；13.从所述目标图像中提取所述被测数字式时钟的当前时刻信息和所述标准数字式时钟的当前时刻信息，计算得到所述被测数字式时钟的当前时刻误差。14.在一些实施例中，所述拍摄部件的拍摄帧率的确定方式为：以所述标准数字式时钟的显示分辨力作为输入，利用帧率计算公式得到计算帧率；所述拍摄部件的拍摄帧率大于或等于所述计算帧率；15.所述帧率计算公式为：[0016][0017]其中，a为计算帧率；b为标准数字式时钟的显示分辨力。[0018]在一些实施例中，所述对所述拍摄视频进行关键帧提取具体包括：利用镜头边界检测法或帧间差分法对所述拍摄视频进行关键帧提取。[0019]在一些实施例中，在从所述目标图像中提取所述被测数字式时钟的当前时刻信息和所述标准数字式时钟的当前时刻信息之前，所述测量方法还包括：接收由人工判断所述目标图像是否为真实的所述被测数字式时钟整秒时刻的图像的判断结果；若所述判断结果为所述目标图像并非为真实的所述被测数字式时钟整秒时刻的图像，则返回“对所述拍摄视频进行关键帧提取”的步骤。[0020]在一些实施例中，所述从所述目标图像中提取所述被测数字式时钟的当前时刻信息和所述标准数字式时钟的当前时刻信息具体包括：利用数码管识别方法从所述目标图像中提取所述被测数字式时钟的当前时刻信息和所述标准数字式时钟的当前时刻信息。[0021]在一些实施例中，在计算得到所述被测数字式时钟的当前时刻误差之前，所述测量方法还包括：接收由人工对所述被测数字式时钟的当前时刻信息和所述标准数字式时钟的当前时刻信息进行正确性确认的确认结果；若所述确认结果为所述被测数字式时钟的当前时刻信息或所述标准数字式时钟的当前时刻信息不正确，则返回“从所述目标图像中提取所述被测数字式时钟的当前时刻信息和所述标准数字式时钟的当前时刻信息”的步骤。[0022]在一些实施例中，所述计算得到所述被测数字式时钟的当前时刻误差具体包括：计算所述被测数字式时钟的当前时刻信息和所述标准数字式时钟的当前时刻信息的差值，得到所述被测数字式时钟的当前时刻误差。[0023]根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：[0024]本发明用于提供一种数字式时钟测量方法及系统，包括拍摄部件和处理部件。拍摄部件用于同时对被测数字式时钟和标准数字式时钟进行拍摄，得到n秒的拍摄视频，处理部件用于对拍摄视频进行关键帧提取，得到被测数字式时钟跳秒时的目标图像，并从目标图像中提取被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息，计算得到被测数字式时钟的当前时刻误差，在被测数字式时钟整秒时刻进行当前时刻误差的计算，减小了因被测数字式时钟显示分辨力带来的测量不确定度，可准确、快速、便捷的对数字式时钟的当前时刻误差进行测量。附图说明[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0026]图1为本发明实施例1所提供的测量系统的测量原理流程图；[0027]图2为本发明实施例1所提供的拍摄部件的拍摄范围示意图；[0028]图3为本发明实施例1所提供的测量系统的系统结构图；[0029]图4为本发明实施例2所提供的测量方法的方法流程图。具体实施方式[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0031]本发明的目的是提供一种数字式时钟测量方法及系统，能够准确、快速、便捷的对数字式时钟的当前时刻误差进行测量。[0032]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。[0033]目前，对数字式时钟的测量方式主要有以下两种：[0034](1)对数字式时钟的信号输出接口进行测量，并通过观察，确定数字式时钟的时间与标准时间的偏差，但该方法所测量的是信号输出接口的时差，而信号输出接口的时差并不能代表数字式时钟显示时间的时差；同时，通过观察比较的方式，不能对数字式时钟的时差进行定量测量；且对于秒级以下的时差，通过人眼来判断是具有较高不确定度的。[0035](2)通过光电传感器对数字式时钟的秒位数码管进行检测，将多路检测信号通过放大电路放大得到电压信号，并将电压信号与预设电压进行比较后，输出ttl电平信号，该ttl电平信号再直接或经反相器反相后送入脉冲发生电路以产生脉冲信号，最后经秒脉冲合成电路进行或运算产生数字式时钟的秒脉冲信号，并以参考时间频率源所产生的参考时间信号作为启动信号，以秒脉冲信号作为停止信号，对启动信号和停止信号之间的时间间隔误差进行测量，实现对数字式时钟的精确测量和校准，该方法主要针对数字式时钟的秒位数码管进行跳变检测，从而恢复出数字式时钟的秒脉冲信号，通过测量该秒脉冲信号与标准时间秒脉冲信号的相位时间差，从而得到秒级以下的时差。虽然该方法具有较高的准确性，但在实际测量过程中，需要大量标准设备，成本高，安装较为繁琐，不便于至客户现场开展计量工作。[0036]针对上述两种测量方式存在的不足，本发明提出一种数字式时钟测量方法及系统，在被测数字式时钟整秒时刻进行当前时刻误差的计算，减小了因被测数字式时钟显示分辨力带来的测量不确定度，可准确、快速、便捷的对数字式时钟的当前时刻误差进行测量。[0037]实施例1：[0038]如图1所示，本发明用于提供一种数字式时钟测量系统，所述测量系统包括：拍摄部件和处理部件。[0039]拍摄部件用于同时对被测数字式时钟和标准数字式时钟进行拍摄，得到n秒的拍摄视频，n大于1。[0040]如图2所示，将被测数字式时钟和标准数字式时钟均放置于可被拍摄部件同时拍摄到的区域内，即将被测数字式时钟和标准数字式时钟放置于同一取景范围内，以便于拍摄部件同时拍摄到被测数字式时钟和标准数字式时钟的显示时间。[0041]优选的，标准数字式时钟的显示分辨力至少优于被测数字式时钟的显示分辨力一个数量级。本实施例中，被测数字式时钟的显示分辨力可为1min、1s、0.1s或0.01s，而标准数字式时钟的显示分辨力至少优于被测数字式时钟的显示分辨力一个数量级，则标准数字式时钟的显示分辨力对应为1s、0.1s、0.01s或0.001s。需要说明的是，本实施例可以同时测得被测数字式时钟的秒级以上的时差和秒级以下的时差，秒级以下的时差的精度由标准数字式时钟的显示分辨力决定，比如，标准数字式时钟的显示分辨力为0.01s，则被测数字式时钟的秒级以下的时差也可以精确到0.01s。本实施例中，至少优于一个数量级是指，当被测数字式时钟的显示分辨力为1s时，则标准数字式时钟的显示分辨力至少为0.1s，还可以为0.01s、0.001s。在测量1min显示分辨力的被测数字式时钟时，视频时长应当大于1min，此时，目标图像为被测数字式时钟跳分钟时刻的图像。[0042]本实施例的测量系统是在被测数字式时钟整秒时刻来计算时差的，为了保证一定能够拍摄到被测数字式时钟整秒时刻的一帧图像，本实施例的拍摄部件的拍摄帧率根据标准数字式时钟的显示分辨力所确定，具体的，拍摄部件的拍摄帧率的确定方式为：以标准数字式时钟的显示分辨力作为输入，利用帧率计算公式得到计算帧率，拍摄部件的拍摄帧率大于或等于计算帧率。[0043]本实施例所用的帧率计算公式为：[0044][0045]其中，a为计算帧率；b为标准数字式时钟的显示分辨力，b的单位为秒。[0046]本实施例的拍摄部件只要满足具有与标准数字式时钟的显示分辨力相对应的拍摄帧率就可以，拍摄部件可为现有的摄像机、手机等智能终端。[0047]基于上述设置，拍摄部件的拍摄过程可为：将被测数字式时钟和标准数字式时钟均放置于可被拍摄部件同时拍摄到的区域内，拍摄部件设置与标准数字式时钟的显示分辨力相对应的拍摄帧率，假设标准数字式时钟的显示分辨力为1ms，则拍摄部件的拍摄帧率应设置为不小于帧/秒，开始对被测数字式时钟和标准数字式时钟的显示时间同时进行拍摄，得到拍摄视频，一般拍摄2秒时长的拍摄视频。[0048]本实施例中，标准数字式时钟的标准时间是通过接收卫星信号来获取的。[0049]处理部件与拍摄部件通信连接，具体的，处理部件与拍摄部件可以通过无线以太网、有线以太网或usb总线通信连接。处理部件用于对拍摄视频进行关键帧提取，即对拍摄得到的拍摄视频进行筛选，得到被测数字式时钟跳秒时的目标图像，并从目标图像中提取被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息，进行误差计算，计算得到被测数字式时钟的当前时刻误差，目标图像即为被测数字式时钟整秒时刻的图像。[0050]假设拍摄视频的时长大于2秒，则会存在多幅目标图像，此时会分别对每一幅目标图像进行提取，得到多个当前时刻误差，每一幅目标图像对应一个当前时刻误差。在此，对目标图像进行举例说明，若被测数字式时钟从58.99秒到59.00秒，则被测数字式时钟显示59.00秒的这一帧图像便为目标图像。[0051]其中，对拍摄视频进行关键帧提取的方式包括：人工逐帧查找的人工提取方式，或者，将拍摄视频用镜头边界检测法或帧间差分法等现有技术识别每帧图像是否产生较大变化，以进行快速关键帧提取的自动提取方式。从目标图像中提取被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息的方式包括：人工提取方式，或者，利用数码管识别方法进行提取的自动提取方式。计算得到被测数字式时钟的当前时刻误差包括：计算被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息的差值，即令被测数字式时钟的当前时刻信息减去标准数字式时钟的当前时刻信息，得到被测数字式时钟的当前时刻误差。[0052]具体的，本实施例的处理部件可以为一个包括多个模块的智能终端，或者为安装有一个包括多个模块的软件的终端设备(如计算机)，拍摄视频的后期处理则在该智能终端或者计算机的软件中实现，如图3所示，处理部件可以包括如下模块：[0053](1)数据导入模块：数据导入模块与拍摄部件直接连接，连接方式可以选择拍摄部件所支持的任意一种方式，可以是无线以太网、有线以太网或usb总线，通过上述连接方式将拍摄部件和数据导入模块相连接，以进行拍摄视频的数据导入；或者，拍摄部件将拍摄视频存入sd卡、cf卡或固态硬盘中，将sd卡、cf卡或固态硬盘插入处理部件，在人机交互模块中由人工进行拍摄视频的数据导入。导入的拍摄视频同时保存至数据保存模块。[0054](2)关键帧提取模块：对拍摄视频进行筛选，得到被测数字式时钟跳秒时刻的目标图像，即得到被测数字式时钟整秒时刻的图像，并将目标图像显示到人机交互模块上，可选的，筛选过程可以是人工进行逐帧筛选，也可以是利用镜头边界检测法或帧间差分法进行自动筛选。在人工交互模块上，经人工确认无误后将目标图像保存到数据保存模块中，若筛选的目标图像存在错误，则会通过关键帧提取模块重新进行筛选。[0055](3)当前时刻信息读取模块：对目标图像中的被测数字式时钟和标准数字式时钟的当前时刻信息进行读取，可选的，读取过程可以是人工识别目标图像的当前时刻信息，并在人机交互模块上进行当前时刻信息的录入，也可以是利用现有的数码管图像识别方法进行自动识别录入。无论是人工识别录入还是自动识别录入，所录入的当前时刻信息都会在人机交互模块上进行显示，并由人工进行正确性确认，经人工确认无误后将当前时刻信息保存到数据保存模块中，若当前时刻信息存在错误，则重新进行人工识别录入或自动识别录入。[0056](4)当前时刻误差输出模块：对最终得到的当前时刻信息进行误差计算，所得到的当前时刻误差这一计算结果显示在人机交互模块上，并保存至数据保存模块中。[0057](5)数据保存模块：对导入的拍摄视频、被测数字式时钟的关键设备信息(如厂家、型号、出厂编号等)、识别处理的目标图像、当前时刻信息、当前时刻误差等数据进行保存。[0058](6)人机交互模块：提供用户与处理部件之间的交互，包括视频数据导入、被测数字式时钟关键设备信息导入(厂家、型号、出厂编号等)、目标图像和当前时刻信息的确认、当前时刻误差的显示。[0059]需要说明的是，本领域技术人员可以根据需要调整上述模块的数量及功能设置。本实施例的拍摄视频的处理过程也可以均由人工在计算机上操作，只要计算机导入了视频文件，用一个播放软件进行逐帧播放，然后人工找到跳变那一关键帧的目标图像，人工记录下当前时刻信息，相减便可以得到当前时刻误差。[0060]本实施例所提供的一种数字式时钟测量系统，通过拍摄包含被测数字式时钟与标准数字式时钟当前显示时间内容的拍摄视频，然后将拍摄视频进行关键帧提取，得到被测数字式时钟跳秒时的目标图像，最后从该目标图像中读取被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息，并进行误差计算，得到被测数字式时钟的当前时刻误差，从而在被测数字式时钟整秒时刻进行当前时刻误差的计算，减小了因被测数字式时钟显示分辨力带来的测量不确定度，提高了测量效率和准确程度，达到快速、便捷的测量效果。[0061]实施例2：[0062]本实施例用于提供一种数字式时钟测量方法，利用实施例1所述的测量系统进行工作，如图4所示，所述测量方法包括：[0063]s1：获取利用拍摄部件同时对被测数字式时钟和标准数字式时钟进行拍摄所得到的n秒的拍摄视频；所述标准数字式时钟的显示分辨力至少优于所述被测数字式时钟的显示分辨力一个数量级；所述拍摄部件的拍摄帧率根据所述标准数字式时钟的显示分辨力所确定；n大于1；[0064]其中，拍摄部件的拍摄帧率的确定方式为：以标准数字式时钟的显示分辨力作为输入，利用帧率计算公式得到计算帧率，拍摄部件的拍摄帧率大于或等于计算帧率。[0065]所述帧率计算公式为：[0066][0067]其中，a为计算帧率；b为标准数字式时钟的显示分辨力。[0068]s2：对所述拍摄视频进行关键帧提取，得到所述被测数字式时钟跳秒时的目标图像；所述目标图像为所述被测数字式时钟整秒时刻的图像；[0069]s2中，对拍摄视频进行关键帧提取可以包括：利用镜头边界检测法或帧间差分法对拍摄视频进行关键帧提取；或者，利用人工逐帧识别的方式对拍摄视频进行关键帧提取。[0070]优选的，在从目标图像中提取被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息之前，本实施例的测量方法还包括：接收由人工判断目标图像是否为真实的被测数字式时钟整秒时刻的图像的判断结果，若判断结果为目标图像并非为真实的被测数字式时钟整秒时刻的图像，则返回“对拍摄视频进行关键帧提取”的步骤，直至判断结果为目标图像为真实的被测数字式时钟整秒时刻的图像时，利用此时的目标图像执行s3。[0071]s3：从所述目标图像中提取所述被测数字式时钟的当前时刻信息和所述标准数字式时钟的当前时刻信息，计算得到所述被测数字式时钟的当前时刻误差。[0072]s3中，从目标图像中提取被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息可以包括：利用数码管识别方法从目标图像中提取被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息；或者，采用人工识别方式从目标图像中提取被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息。[0073]优选的，在计算得到被测数字式时钟的当前时刻误差之前，本实施例的测量方法还包括：接收由人工对被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息进行正确性确认的确认结果；若确认结果为被测数字式时钟的当前时刻信息或标准数字式时钟的当前时刻信息不正确，则返回“从目标图像中提取被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息”的步骤，直至确认结果为被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息正确时，利用此时的被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息计算当前时刻误差。[0074]s3中，计算得到被测数字式时钟的当前时刻误差可以包括：计算被测数字式时钟的当前时刻信息和标准数字式时钟的当前时刻信息的差值，得到被测数字式时钟的当前时刻误差。[0075]本实施例的测量方法在被测数字式时钟整秒时刻进行当前时刻误差的计算，减小了因被测数字式时钟显示分辨力带来的测量不确定度，可准确、快速、便捷的对数字式时钟的当前时刻误差进行测量。[0076]本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。[0077]本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。