[發明專利]一種指針式儀表傾斜校正方法及系統

在審

• 申請號: 202010260786.6
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN111488874A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 楊穎;周登科
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/62;G06T3/60;G06T7/60
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 楊明月

1.一種指針式儀表傾斜校正方法，其特征在于，包括：

將待校正的傾斜儀表圖像輸入至關鍵點檢測模型，獲取多個檢測關鍵刻度數字坐標；

基于最小二乘法對所述檢測關鍵刻度數字坐標進行橢圓擬合，獲取擬合橢圓；

獲取所述擬合橢圓的橢圓參數，并確定透視變換前坐標點；

確定所述擬合橢圓的外切圓，并結合所述橢圓參數，確定透視變換后坐標點；

根據所述透視變換前坐標點和所述透視變換后坐標點，獲取透視變換矩陣；

根據所述透視變換矩陣，對所述待校正的儀表圖像進行透視變換，獲取校正后的正視儀表圖像。

2.根據權利要求1所述的指針式儀表傾斜校正方法，其特征在于，在所述將待校正的傾斜儀表圖像輸入至關鍵點檢測模型之前，還包括對所述關鍵點檢測模型進行預訓練，包括：

采集不同傾斜角度、不同類型的指針式儀表圖像，構建訓練集；

對所述訓練集中每個指針式儀表圖像中的儀表刻度數字進行區域標注，構建訓練標簽集，所述訓練標簽集中的訓練標簽與所述訓練集中的指針式儀表圖像一一對應；

利用所述訓練集作為輸入，所述訓練標簽集作為輸出，完成對所述關鍵點檢測模型的預訓練。

3.根據權利要求2所述的指針式儀表傾斜校正方法，其特征在于，在所述對所述訓練集中每個指針式儀表圖像中的儀表刻度數字進行區域標注，構建訓練標簽集之后，還包括：

基于K-means算法，預測對所述訓練集中每個指針式儀表圖像中的儀表刻度數字進行區域標注的數量和范圍。

4.根據權利要求1所述的指針式儀表傾斜校正方法，其特征在于，所述關鍵點檢測模型為：RCNN、Mask-RCNN、R-FCN、YOLO、SSD、FPN模型中的一種。

5.根據權利要求1所述的指針式儀表傾斜校正方法，其特征在于，所述基于最小二乘法對所述檢測關鍵刻度數字坐標進行橢圓擬合，獲取擬合橢圓，包括：

從Opencv圖像處理庫調用橢圓擬合函數；

利用最小二乘法，根據所述檢測關鍵刻度數字坐標對所述橢圓擬合函數進行匹配，獲取所述擬合橢圓。

6.根據權利要求1所述的指針式儀表傾斜校正方法，其特征在于，所述獲取所述擬合橢圓的橢圓參數，并確定透視變換前坐標點，包括：

獲取所述擬合橢圓的中心點坐標、長軸及長軸斜率、短軸及短軸斜率；

確定所述長軸和所述短軸與所述擬合橢圓的交點坐標作為所述透視變換前坐標點。

7.根據權利要求6所述的指針式儀表傾斜校正方法，其特征在于，所述確定所述擬合橢圓的外切圓，并結合所述橢圓參數，確定透視變換后坐標點，包括：

由所述擬合橢圓的中心點坐標和長軸的半徑獲取所述擬合橢圓對應的外切圓方程；

將所述外切圓方程結合所述擬合橢圓的長短軸直線方程，獲取所述長軸和所述短軸與所述外切圓的交點坐標作為所述透視變換后坐標點。

8.一種指針式儀表傾斜校正系統，其特征在于，包括：

坐標獲取單元，用于實現將待校正的傾斜儀表圖像輸入至關鍵點檢測模型，獲取多個檢測關鍵刻度數字坐標；

橢圓擬合單元，用于基于最小二乘法對所述檢測關鍵刻度數字坐標進行橢圓擬合，獲取擬合橢圓；

變換矩陣運算單元，用于獲取所述擬合橢圓的橢圓參數，并確定透視變換前坐標點；確定所述擬合橢圓的外切圓，并結合所述橢圓參數，確定透視變換后坐標點；根據所述透視變換前坐標點和所述透視變換后坐標點，獲取透視變換矩陣；

圖像校正單元，用于根據所述透視變換矩陣，對所述待校正的儀表圖像進行透視變換，獲取校正后的正視儀表圖像。

9.一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述程序時實現如權利要求1至7任一項所述指針式儀表傾斜校正方法的步驟。

10.一種非暫態計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至7任一項所述指針式儀表傾斜校正方法的步驟。