[发明专利]一种指针式表盘的图像识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表盘读数的识别方法，尤其涉及一种指针式表盘读数的识别方法。

背景技术

通过机器代替人工采集指针式表盘图像并对其进行识别，从而获得指针式表盘的读数是目前研究的热点之一。公开号为CN 103955907A，公开日为2014年7月30号，名称为“指针式SF₆气体密度表的遥测方法”的中国专利文献公开了一种指针式SF₆气体密度表的遥测方法，其包括步骤：采集指针式SF₆气体密度表的图像，并将图像传输到读取端；将采集到的图像转变为黑白图像；对黑白图像进行图像规定化处理，以去除黑白图像中因光照剧烈变化而引起的图像灰度的剧烈变化；设定指针式SF₆气体密度表的指针识别区域，对指针识别区域内的经过处理的黑白图像进行图像二值化；去除指针识别区域内的斑块噪声；寻找指针识别区域内指针所对应的直线方程，并确定该直线方程的斜率；确定指针所指方向对应的读数。

上述中国专利文献公开的指针式SF₆气体密度表的遥测方法中，其公开的所述寻找指针所对应的直线方程的方法是通过对指针识别区域内的黑色像素进行Hough变换。Hough变换在处理图像的时候，主要是用来识别形状明显的直线，尤其是图像中最长的、有特点的直线，指针式SF₆气体密度表的指针比较粗且长，且与表盘颜色相反，其经预处理后的图像中的指针像素点构成的直线比较长且明显，因此比较适合用Hough变换进行处理。

实际上，由于不同仪表的规格不同，不同仪表中指针的形状、粗细、长短、颜色等物理特性会存在不一样的情况，如果是指针宽度比较粗，且其颜色与表盘颜色相反，那么其经预处理后的图像中的指针像素点构成的直线比较长且明显，比较容易处理；相反，如果指针比较细，或者其颜色与表盘的颜色比较接近，那么其经预处理后的图像中的指针像素点个数少且比较集中， 不容易处理，甚至在预处理过程中就已经被视为小面积的干扰噪声区域而提前被清除掉了。

图1显示了经一种指针式表盘的原图转化得到的一种指针式表盘的黑白图像，图2显示了图1经预处理得到的图像。如图1所示，该指针式表盘的指针不仅非常细，而且颜色和作为背景的表盘颜色相近，仅有一小段是红色，所以，如图2所示，该指针式表盘的指针的红色的一段在包括二值化和反相等预处理的过程中被识别了出来，而其他部分都没有被识别出来。由此可见，如图1这类指针比较细、颜色与表盘的颜色比较接近的指针在预处理后的识别特点是：可显示的像素点个数非常少，且这些像素点集中在一小部分区域。由于Hough变换在处理图像的时候，主要是用来识别形状明显的直线，尤其是图像中最长的、有特点的直线，因此对于图1这类指针式表盘，Hough变换很难起作用，不适合用来识别指针位置。

综上所述，上述中国专利文献公开的指针式SF₆气体密度表的遥测方法适用于经预处理后的图像中的指针像素点构成的直线比较长且明显的指针式表盘读数的识别，而不适用于经预处理后的图像中的指针像素点的个数少且比较集中的指针式表盘读数的识别。

针对图2这类指针像素点的个数少且比较集中的类型，有一种读数识别方法是，扫描整个有指针像素点的区域，并选出其中相距最远的两个点，一般来说是最左上角和最右下角的点，或者最右上角和最左下角的点两种情况，然后基于该两点的坐标，求出其倾斜角，继而得出读数。这种方法也可以适用于指针显示清晰完整的情况。该方法中，取最远的两个点的原因是减小误差。若所取的两个点相互邻近，则计算出的倾斜角主要为45°，90°，135°等这样基本确定的值，误差非常大。图3为图2的指针像素点区域的放大图，如图3所示，采用这种取最远的两个点的方法扫描得到水平跨度为5个像素点，垂直跨度为9个像素点，获取最左上角和最右下角的点为最远的两个点，求得倾斜角正切值，进而求得指针读数。虽然这种取最远的两个点的方法求得的结果与实际值也比较接近，但这种方法存在的误差依然不小，主要原因就是提供的像素点样本少，像素点区域小，这样得出的值很容易受最远的两个点的位置依然过于邻近而呈现波动的影响，出现所述基本确定的值，产生较大的误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种指针式表盘读数的识别方法，该方法适用于经预处理后的图像中的指针像素点的个数少且比较集中的指针式表盘读数的识别。

根据上述发明目的，本发明提出了一种指针式表盘读数的识别方法，其包括步骤：

(1)采集指针式表盘图像；

(2)对所述指针式表盘图像进行预处理，以获得具有指针像素点和刻度盘像素点的像素图；