[發明專利]一種消除液位線對儀表指針識別影響的方法

在審

• 申請號: 202011280710.6
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112464949A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 李新海;曾令誠;曾慶祝;肖星;周恒;王干軍;林洪棟;羅海鑫;凌霞;羅其鋒;溫云龍;曾毅豪;林悅德;閆超;雷旺
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司中山供電局
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06T7/12;G06T7/136;G06T7/60
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種消除液位線對儀表指針識別影響的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取待測圖像；

S2：通過Surf特征矯正待測圖像角度得到標準圖像；

S3：用二值化算法對標準圖像進行二值化處理，得到二值化圖像；

S4：使用Canny邊緣檢測算法對二值化圖像進行邊緣提取；

S5：使用基于霍夫變換圓檢測方法確定儀表圓心坐標和儀表半徑，通過添加圓心約束的霍夫變換提取經過儀表圓心直線，并過濾儀表刻度直線；

S6：判斷剩余經過儀表圓心直線數量是否等于2條，若剩余數量等于2條，則讀取斜率不為0的直線方向即為儀表指針方向，若剩余數量為1條時，則判斷指針直線與液位線是否重疊，若不重疊則讀取該直線方向即為儀表指針方向，若重疊則需通過基于儀表圓心的區域像素點顏色掃描法確定儀表指針方向。

2.根據權利要求1所述的一種消除液位線對儀表指針識別影響的方法，其特征在于，在步驟S2中，Surf特征矯正待測圖像角度就是提取待測圖像和模板圖像的Surf特征，分別得到對應的Surf特征描述子；用歐式距離對得到的兩個Surf特征描述子進行匹配，得到Surf特征描述子點對，根據其坐標計算待測圖像和模板圖像對應的變換矩陣；最后，利用變換矩陣對待測圖像進行透視變換，得到矯正后的標準圖像。

3.根據權利要求2所述的一種消除液位線對儀表指針識別影響的方法，其特征在于，所述匹配規則為每個Surf特征點對之間的歐式距離越短，表示這兩個特征點越匹配；選取已配對的Surf特征描述子點對中的前10個特征描述子點對作為最優描述子。

4.根據權利要求3所述的一種消除液位線對儀表指針識別影響的方法，其特征在于，在步驟S3中，圖像二值化為采用自適應閾值二值化算法，將原儀表彩色圖像轉換成灰度圖像，減少圖像數據量，并凸顯出目標的輪廓，有利于后續對灰度圖像進行邊緣分割。

5.根據權利要求4所述的一種消除液位線對儀表指針識別影響的方法，其特征在于，所述自適應閾值二值化算法包括以下步驟：

S31：是將圖像分成較小的塊，然后分別計算每塊的直方圖，根據每個直方圖的峰值，為每個塊計算其閾值；

S32：根據相鄰的塊的閾值插值獲得每個像素點的閾值；

S33：每個像素點與其閾值進行對比，如果低于閾值，則設置為黑色，否則設置為白色。

6.根據權利要求5所述的一種消除液位線對儀表指針識別影響的方法，其特征在于，在步驟S4中，Canny邊緣檢測算法包括以下步驟：

S41：采用高斯平滑濾波對圖像進行降噪處理，根據Sobel算子計算每個像素點的梯度幅值；

S42：對圖像的每個像素點的梯度幅值進行非極大值抑制，在一個局部鄰域內確定在一個方向上連續的具有較大幅值的點，并去掉鄰域內其他梯度幅值較小的點；

S43：設定一個雙閾值，即低閾值和高閾值，像素點梯度值大于高閾值的為強邊緣像素，保留；像素點梯度值介于低閾值和高閾值之間的為弱邊緣像素，需進一步處理，如果其領域內有強邊緣像素，則保留，否則剔除。

7.根據權利要求6所述的一種消除液位線對儀表指針識別影響的方法，其特征在于，在步驟S5中，霍夫變換圓檢測方法確定儀表圓心坐標和儀表半徑是把圖像空間轉換到參數空間，轉換公式：a＝x-r*cosθ_i和b＝y-r*sinθ_i，其中，a，b為圓心的橫縱坐標；x，y為圖像像素點的橫縱坐標；r為圓的半徑；θ為查找角度。r和θ都是以一定步長遞增的值；經霍夫變換后，在變換域中搜索峰值，即可得到儀表的圓心坐標(a,b)和半徑r。