[发明专利]一种基于图像处理的指针式仪表读数方法

权利要求书

1.基于图像处理的指针式仪表读数方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：从仪表xml配置文件中读入事先标定的仪表图片文件名、仪表最小刻度值V₁、仪表最小值识别区域R₁＝(x₁,y₁,W₁,H₁)、仪表最大刻度值V₂、仪表最大值识别区域R₂＝(x₂,y₂,W₂,H₂)、表盘识别区域R₃＝(x₃,y₃,W₃,H₃)和屏蔽区域R₄＝(x₄,y₄,W₄,H₄)，其中，(x₁,y₁)表示仪表最小值识别区域的左上角坐标，W₁和H₁分别表示仪表最小值识别区域的宽度和高度，(x₂,y₂)表示仪表最大值识别区域的左上角坐标，W₂和H₂分别表示仪表最大值识别区域的宽度和高度，(x₃,y₃)表示表盘识别区域的左上角坐标，W₃和H₃分别表示表盘识别区域的宽度和高度，(x₄,y₄)表示屏蔽区域的左上角坐标，W₄和H₄分别表示屏蔽区域的宽度和高度；

步骤2：读入当前指针式仪表图像F₁；

步骤3：计算仪表最小值和最大值刻度的斜率K_min和K_max；

步骤4：从步骤2)的图像F₁中复制R₃区域的子图像，称为表盘识别区域图像F₃；

步骤5：对步骤4)的F₃进行双边滤波，然后转化为灰度图，再采用OTSU方法进行二值化，并将其中R₄区域信息删除，最后使用Canny算子得到表盘边缘信息图F_C3；

步骤6：进行指针粗定位，具体过程如下：

步骤6.1：在表盘边缘信息图F_C3中查找连通域，得连通域最小外接矩形集合C₁＝{(x_i,y_i,w_i,h_i)|i＝1,2,3,…,n₃}，其中(x_i,y_i)表示最小外接矩形左上角的坐标，w_i和h_i分别表示最小外接矩形的宽度和高度，n₃表示连通域数量，矩形中点坐标表示为(x_ci,y_ci)：

步骤6.2：提取仪表量程中的连通域，具体如下：找到集合C₁中的有效外接矩形并构成集合C_in＝{(x_j,y_j,w_j,h_j)|j＝1,2,3,…,n_in}，C_in中矩形须满足条件：(1)x_cj<X_pc且y_cj≥K_min·(x_cj–X_pc)+Y_pc，或x_cj≥X_pc且y_cj≥K_max·(x_cj–X_pc)+Y_pc；(2)L_pcj<λ_c·W₃，L_pcj表示C_in中第j个外接矩形的中心和图像F₃的中心的距离，根据式(4)计算：

其中，λ_c为事先给定的距离判断系数；n_in表示集合C_in中的外接矩形数量；(X_pc,Y_pc)表示图像F₃中心的坐标；

步骤6.3：在集合C_in中找到面积最大的外接矩形，记为r_max＝(x_max,y_max,w_max,h_max)，(x_max,y_max)为矩形r_max左上角的坐标，w_max和h_max分别为矩形r_max的宽度和高度；

步骤6.4：根据式(5)确定矩形r_max在图像F₃中的象限q_r：

步骤7：对指针进行精确定位，计算指针所在直线的斜率K_p：

步骤8：计算指针指向刻度和最小量程之间的角度θ：

步骤9：指针式仪表图像F₁中的读数为V：