[发明专利]一种基于不规则仪表表盘透视变换校正算法

说明书

本发明涉及一种基于不规则仪表表盘透视变换校正算法，通过摄像头获取指针式仪表的仪表图像，根据仪表图像确定仪表中心和坐标轴，根据仪表中心和坐标轴确定图像坐标系，获取若干原图像素点的坐标，将仪表图像投影至新的视平面上得到规范化坐标系，获取若干原图像素点对应的透视图特征点的位置坐标，采用公式获得变换矩阵中各个参数的数值，遍历规范化坐标系中的每一个像素点的坐标，计算其在仪表图像中所对应的像素点位置，将原图中位置像素点的灰度值复制到规范化坐标系的位置的像素点处，得到透视图。该算法通过找出一个通用的变换关系将之变成了由透视图反推原图像，能完整保存透视变换后的图像信息，变换得到的透视图效果更加好，更省时。

技术领域

本发明涉及图像处理的技术领域，尤其涉及一种基于不规则仪表表盘透视变换校正算法。

背景技术

仪表测量是工业生产的一个重要环节，仪表读数的准确度直接影响设备后续操作的准确性，因此，精确并且高效地读取仪表示数是非常有必要的。

目前，仪表读数过程一般仍然采用人工方式进行。对于规格不同的指针式仪表，由于疲劳、光线差等因素，人工读数不尽相同，还可能存在相对较大的误差，严重影响读数精确度。并且对于数量庞大的指针式仪表，人工读数费时费力，严重影响了仪表读数的效率。因此，人工进行仪表读数的方式不但浪费人力物力，而且得不到好的效果。

随着技术的不断发展，透视变换以其计算简单，使用起来十分方便，因此在图像处理中被广泛使用，而目前尚未有通过透视变换到方法应用在指针式仪表中。仅申请号为201510401627.2的中国发明专利公开了一种透视图像的逆变换方法和系统，其通过根据X坐标逆变换公式和Y坐标逆变换公式对透视图像的像素点坐标进行逆变换，其仍旧是通过原图与透视图像逆变来解决的技术问题，解决方式繁杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于不规则仪表表盘透视变换校正算法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于不规则仪表表盘透视变换校正算法，其包括：

S1)通过摄像头获取指针式仪表的仪表图像；

S2)根据所述仪表图像确定仪表中心和坐标轴；

S3)根据所述仪表中心和所述坐标轴确定图像坐标系，获取若干原图像素点的坐标(X_n，Y_n)，将所述仪表图像投影至新的视平面上得到规范化坐标系，获取若干所述原图像素点对应的透视图特征点的位置坐标为(X′_n，Y′_n)；

S4)采用公式获得变换矩阵中各个参数的数值，所述变换矩阵M为：

S5)遍历规范化坐标系中的每一个像素点的坐标(X′_n，Y′_n)，计算其在仪表图像中所对应的像素点位置(X_n，Y_n)，然后将原图中(X_n，Y_n)位置像素点的灰度值复制到规范化坐标系的(X′_n，Y′_n)位置的像素点处，得到透视图。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S4)中，采用公式获得变换矩阵中各个参数的数值，包括：

采用下述公式获得变换矩阵中各个参数的数值：

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3)之前，所述步骤S3)包括：

S31)将所述仪表中心与标定板的中心点重合，将所述坐标轴的纵向线与所述标定板的中轴线重合。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3)还包括：