[发明专利]一种圆弧刻度表盘图像的刻度线识别方法

说明书

本申请属于视觉图像处理技术领域，尤其涉及一种圆弧刻度表盘图像的刻度线识别方法，步骤如下：一、将圆弧刻度表盘进行图像预处理，得到圆弧刻度二值化图像。二、圆弧刻度二值化图像通过圆拟合方法得到圆弧信息和圆心信息。三、从圆弧起始角度到结束角度遍历半径方向直线，并计数各直线上有值像素点数量；四、根据半径方向直线上有值像素点数量的不同判断该半径方向直线是否在刻度处；五、一个刻度条内包含多条半径方向直线，取该部分直线里居中的直线为该刻度条的拟合刻度线。本申请通过遍历半径方向直线上的像素点数量的不同来确定是否为刻度线。直接对采集图像处理，不会出现映射偏差，得到的刻度线与实际图像高度相符，精度高。

技术领域

本申请属于视觉图像处理技术领域，尤其涉及一种圆弧刻度表盘图像的刻度线识别方法。

背景技术

圆弧刻度指针式仪表广泛运用于工业生产、居民生活中，如压力表、温湿度表、位移表等。此类仪表普遍应用的读数方式大部分仍然是人工读数，受经验、环境、人员等因素的影响，往往存在一些人为误差和随机误差。并且在部分指针式仪表存在安装位置人眼不易到达、仪表太小人眼不易读取等情况。虽然部分问题可以通过将原指针式仪表更换为数字式仪表解决问题，但有的情况仪表由于各种原因不便更换。因此通过机器视觉图像处理来读取指针示值的方法能有效消除人工读数的影响，解决部分指针式仪表人眼不易读数的问题，并且在原仪表不便更换时是实现工业智能化、数字化的一种有效方式。而从圆弧刻度图像中读取识别刻度线常是机器视觉图像处理中不可缺少的环节。

现有相关改进的专利如专利申请号为201911107808.9，名称为《一种指针式仪表自动读数方法及装置》的发明专利，其公开了一种指针式仪表自动读数方法及装置，本申请基于通过刻度弧线模板图像与采集的指针式仪表的刻度图像融合得到的融合图像，以融合图像中的刻度弧线为读数的参考标准，建立刻度弧线中每一个刻度点对应的扫描区域，并根据该扫描区域的像素累积和最值判断仪表指针所指的刻度点，根据所述目标刻度点在所述刻度弧线中的序号以及所述指针式仪表的量程和所述刻度弧线的刻度点总量的比值，得到所述指针式仪表的读数。对比文件得到刻度线的方式为通过单应矩阵映射方式将刻度弧线模板与采集的图像进行映射对应。首先其对于单应矩阵映射的方式没有具体说明，并且实际效果可能因指针高于刻度盘平面、图像匹配误差等原因出现映射偏差，从而产生较大误差甚至错误读数。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述不足，本申请提出一种能够准确的从圆弧刻度图像中读取识别刻度线的识别方法。

为实现上述技术效果，本申请采用的技术方案如下：

一种圆弧刻度表盘图像的刻度线识别方法，包括如下步骤：

步骤一、将圆弧刻度表盘进行图像预处理，得到圆弧刻度二值化图像。

步骤二、圆弧刻度二值化图像通过圆拟合方法得到圆弧信息和圆心信息：

圆的标准方程(x-a)²+(y-b)²＝R²

圆的极坐标方程x＝a+R cos θ,y＝b+R sin θ

其中a、b表示圆心横纵坐标位置；R表示圆半径；x、y为任意点的横、纵坐标，θ为任意点的极角；

步骤三、从圆弧起始角度θ₁到结束角度θ₂遍历半径方向直线，并计数各直线上有值像素点数量n_i，n_i即灰度值不为0的像素点的数量；

步骤四、根据半径方向直线上有值像素点数量的不同判断该半径方向直线是否在刻度处，得到m_i示意图，m_i为半径方向直线是否在刻度处示意，其值为0代表不在，值为1代表在；

步骤五、一个刻度条内包含多条半径方向直线，取该部分直线里居中的直线为该刻度条的拟合刻度线。