[發明專利]一種用于多個指針式儀表識別的定位方法

在審

• 申請號: 201810695727.4
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN109034151A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 彭剛;杜兵
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/42;G06K9/62
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發明公開了一種用于多個指針式儀表識別的定位方法，包括將降維后的模板圖像的LARK特征圖作為滑動窗口在多個尺度下的輸入圖像的LARK特征圖中滑動，得到不同尺度下的余弦相似度圖；將不同尺度下的余弦相似度圖變換為多個RM相似度圖，構成每個尺度下的輸入圖像的相似圖，在每個尺度下進行儀表檢測，若相似圖中的最大RM相似度大于閾值，則將RM相似度最高的前M％在輸入圖像中對應的區域作為初步的指針式儀表候選區域，排除多余重疊區域得到最終的指針式儀表候選區域；提取最終的指針式儀表候選區域圖像和模板圖像的特征點進行匹配，得到輸入圖像中指針式儀表區域的精確定位。本發明適應性好，實時性強，指針式儀表定位準確率高。

技術領域

本發明屬于圖像處理和模式識別技術領域，更具體地，涉及一種用于多個指針式儀表識別的定位方法。

背景技術

隨著工業自動化、圖像處理和模式識別技術的發展，對廣泛應用于電力、石油、化工等行業的各類指針式儀表，需要進行機器人智能巡檢，以代替人工巡檢，提高巡檢效率，降低人工巡檢的危險和巡檢成本。

對于指針式儀表的定位，現有的方法一般有2種：(1)假定儀表為圓形儀表，通過霍夫算法，進行圓檢測，定位待識別圖像中指針式儀表的位置；(2)檢測指針式儀表的特征點與模板圖像的特征點，通過匹配對應的特征點定位指針式儀表的位置。

指針式儀表的定位方法(1)要求指針式儀表為圓形儀表，指針式儀表的周圍環境中必須沒有其他圓形的物體；要求拍攝儀表的相機固定，這在實際應用中會受到限制，且霍夫變換圓形檢測方法時間復雜度高，實時性不強，當圖像中存在多個指針式儀表時，算法耗時長；此外，還要求指針式儀表的視角偏轉幅度不能過大，否則無法檢測到。方法(2)要求指針式儀表的周圍環境沒有其他外部的物體，而且儀表必須在輸入圖片中占主體位置，否則無法檢測到；同時，儀表還必須要有穩定的特征點，否則無法從儀表區域提取出特征點，導致定位失敗。

因此，現有的指針式儀表定位方法存在適應性不好，實時性不強，指針式儀表定位準確率不高的技術問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于多個指針式儀表識別的定位方法，由此解決現有的指針式儀表定位方法存在適應性不好，實時性不強，指針式儀表定位準確率不高的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種用于多個指針式儀表識別的定位方法，包括：

(1)獲取輸入圖像的LARK特征圖和模板圖像的LARK特征圖，對降維后的輸入圖像的LARK特征圖進行縮放，得到多個尺度下的輸入圖像的LARK特征圖；

(2)將降維后的模板圖像的LARK特征圖作為滑動窗口，利用滑動窗口在多個尺度下的輸入圖像的LARK特征圖中滑動，每次滑動后計算滑動窗口與滑動窗口內的輸入圖像的LARK特征圖的余弦相似度，多次滑動后得到每個尺度下的輸入圖像的LARK特征圖的余弦相似度；

(3)將多個余弦相似度變換為多個RM相似度，利用多個RM相似度構成每個尺度下的輸入圖像的相似圖，對每個尺度下的輸入圖像的相似圖進行儀表檢測，若相似圖中的最大RM相似度大于閾值，則選擇相似圖中RM相似度最高的前M％在輸入圖像中對應的區域作為初步的指針式儀表候選區域，然后使用非極大值抑制算法排除掉初步的指針式儀表候選區域中的多余重疊區域，得到最終的指針式儀表候選區域；

(4)提取最終的指針式儀表候選區域圖像和模板圖像的特征點，進行匹配，得到輸入圖像中指針式儀表區域的精確定位。

進一步地，步驟(1)包括：

(1-1)獲取輸入圖像的LARK特征構成輸入圖像的LARK特征圖，獲取模板圖像的LARK特征構成模板圖像的LARK特征圖，利用PCA算法降低輸入圖像的LARK特征圖和模板圖像的LARK特征圖的維度；