[發明專利]一種指針式表盤的圖像識別方法

在審

• 申請號: 201610075070.2
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN107038444A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 何蓮
• 申請（專利權）人: 上海慕榮電氣有限公司
• 主分類號: G06K9/34
• 分類號: G06K9/34;G06K9/46
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙)31228
• 代理人: 楊丹莉,李丹

技術領域

本發明涉及一種表盤讀數的識別方法，尤其涉及一種指針式表盤讀數的識別方法。

背景技術

通過機器代替人工采集指針式表盤圖像并對其進行識別，從而獲得指針式表盤的讀數是目前研究的熱點之一。公開號為CN 103955907A，公開日為2014年7月30號，名稱為“指針式SF₆氣體密度表的遙測方法”的中國專利文獻公開了一種指針式SF₆氣體密度表的遙測方法，其包括步驟：采集指針式SF₆氣體密度表的圖像，并將圖像傳輸到讀取端；將采集到的圖像轉變為黑白圖像；對黑白圖像進行圖像規定化處理，以去除黑白圖像中因光照劇烈變化而引起的圖像灰度的劇烈變化；設定指針式SF₆氣體密度表的指針識別區域，對指針識別區域內的經過處理的黑白圖像進行圖像二值化；去除指針識別區域內的斑塊噪聲；尋找指針識別區域內指針所對應的直線方程，并確定該直線方程的斜率；確定指針所指方向對應的讀數。

上述中國專利文獻公開的指針式SF₆氣體密度表的遙測方法中，其公開的所述尋找指針所對應的直線方程的方法是通過對指針識別區域內的黑色像素進行Hough變換。Hough變換在處理圖像的時候，主要是用來識別形狀明顯的直線，尤其是圖像中最長的、有特點的直線，指針式SF₆氣體密度表的指針比較粗且長，且與表盤顏色相反，其經預處理后的圖像中的指針像素點構成的直線比較長且明顯，因此比較適合用Hough變換進行處理。

實際上，由于不同儀表的規格不同，不同儀表中指針的形狀、粗細、長短、顏色等物理特性會存在不一樣的情況，如果是指針寬度比較粗，且其顏色與表盤顏色相反，那么其經預處理后的圖像中的指針像素點構成的直線比較長且明顯，比較容易處理；相反，如果指針比較細，或者其顏色與表盤的顏色比較接近，那么其經預處理后的圖像中的指針像素點個數少且比較集中， 不容易處理，甚至在預處理過程中就已經被視為小面積的干擾噪聲區域而提前被清除掉了。

圖1顯示了經一種指針式表盤的原圖轉化得到的一種指針式表盤的黑白圖像，圖2顯示了圖1經預處理得到的圖像。如圖1所示，該指針式表盤的指針不僅非常細，而且顏色和作為背景的表盤顏色相近，僅有一小段是紅色，所以，如圖2所示，該指針式表盤的指針的紅色的一段在包括二值化和反相等預處理的過程中被識別了出來，而其他部分都沒有被識別出來。由此可見，如圖1這類指針比較細、顏色與表盤的顏色比較接近的指針在預處理后的識別特點是：可顯示的像素點個數非常少，且這些像素點集中在一小部分區域。由于Hough變換在處理圖像的時候，主要是用來識別形狀明顯的直線，尤其是圖像中最長的、有特點的直線，因此對于圖1這類指針式表盤，Hough變換很難起作用，不適合用來識別指針位置。

綜上所述，上述中國專利文獻公開的指針式SF₆氣體密度表的遙測方法適用于經預處理后的圖像中的指針像素點構成的直線比較長且明顯的指針式表盤讀數的識別，而不適用于經預處理后的圖像中的指針像素點的個數少且比較集中的指針式表盤讀數的識別。

針對圖2這類指針像素點的個數少且比較集中的類型，有一種讀數識別方法是，掃描整個有指針像素點的區域，并選出其中相距最遠的兩個點，一般來說是最左上角和最右下角的點，或者最右上角和最左下角的點兩種情況，然后基于該兩點的坐標，求出其傾斜角，繼而得出讀數。這種方法也可以適用于指針顯示清晰完整的情況。該方法中，取最遠的兩個點的原因是減小誤差。若所取的兩個點相互鄰近，則計算出的傾斜角主要為45°，90°，135°等這樣基本確定的值，誤差非常大。圖3為圖2的指針像素點區域的放大圖，如圖3所示，采用這種取最遠的兩個點的方法掃描得到水平跨度為5個像素點，垂直跨度為9個像素點，獲取最左上角和最右下角的點為最遠的兩個點，求得傾斜角正切值，進而求得指針讀數。雖然這種取最遠的兩個點的方法求得的結果與實際值也比較接近，但這種方法存在的誤差依然不小，主要原因就是提供的像素點樣本少，像素點區域小，這樣得出的值很容易受最遠的兩個點的位置依然過于鄰近而呈現波動的影響，出現所述基本確定的值，產生較大的誤差。

發明內容

本發明的目的是提供一種指針式表盤讀數的識別方法，該方法適用于經預處理后的圖像中的指針像素點的個數少且比較集中的指針式表盤讀數的識別。

根據上述發明目的，本發明提出了一種指針式表盤讀數的識別方法，其包括步驟：

(1)采集指針式表盤圖像；

(2)對所述指針式表盤圖像進行預處理，以獲得具有指針像素點和刻度盤像素點的像素圖；