[发明专利]一种指针式仪表读数自动识别的方法及系统

权利要求书

1.一种指针式仪表读数自动识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立不同仪表的刻度查询表，形成数据库；

采集仪表图像，输入仪表图像并对其进行预处理，获得仪表表盘的有效识 别区域，其中，对输入的图像进行预处理具体为：对图像进行颜色空间转换，将 图像由RGB颜色空间转换为灰度图像；对表盘背景与刻度颜色估计，估计表盘的 背景及指针、刻度线颜色；提取表盘的有效区域；

从所述仪表表盘的有效识别区域中，根据仪表有效识别区域的笔画特征， 提取仪表的指针和刻度线；

根据所述提取的指针和刻度线，通过与数据库中对应刻度查询表之间的 刻度匹配，进行读数自动识别。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立刻度查询表数据 库包括：在表盘垂直无偏转情况下，计算各刻度线偏转角，构建偏转角与刻 度值的对应关系，建立刻度查询表，汇集不同仪表的查询表形成数据库，所 述数据库还包括刻度查询表信息的更新。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行表盘背景与刻度 颜色估计的步骤包括：

在采集得到的图像中心截取固定面积的图像，对该图像进行二值化，统 计得到的二值图中的黑、白像素点的个数，如果黑点的数量大于白点数，则 表盘为暗色，指针与刻度为亮色；反之则表盘为亮色，指针与刻度为暗色。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述提取表盘有效区域的 步骤包括：

对采集图像的灰度图作二值化处理；

对二值图作形态学膨胀，连接存在断裂的区域；

通过连通体分析的方法提取出仪表的有效区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述连通体分析方法中， 连通区域占采集到的表盘原始图像面积3/5以上，且连通区域包含图像的中心 点。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从仪表表盘的有效识 别区域中提取仪表的指针和刻度线的步骤包括：

根据表盘的有效区域及预先确定的表盘指针与表盘尺寸大小的关系及刻 度与表盘尺寸大小的关系，估计指针及刻度线的尺度；

根据估计得到的尺度量，利用指针和刻度线的笔画特征，提取表盘图像 的笔画特征图；

将所述笔画特征图二值化；

对二值笔画特征图进行连通体分析，对所得连通体作直线拟合；

对直线拟合过程中产生的噪声进行滤除；

由拟合得到的直线，估计表盘原点的位置；

计算每个连通体的长度，连通体与原点的距离，连通体所在直线与原点的 距离，提取指针；

统计每个连通体与原点距离的距离直方图，提取刻度线。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据提取的指针和刻 度线自动进行读数识别的步骤包括：

选择与仪表对应的刻度查询表；

计算提取刻度线的偏转角，将其与刻度查询表中的标准角度序列进行匹 配；

根据匹配结果，寻找与指针偏转角邻近的刻度线，根据这两个刻度线的 刻度值，采用线性插值的方法，计算得到指针的指示值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进行刻度线匹配时，待匹 配刻度线各刻度间距与刻度查询表中匹配得到的刻度线间距成比例。

9.一种指针式仪表读数自动识别系统，其特征在于，包括：

刻度查询表数据库建立单元，包含不同种类不同型号仪表的刻度查询表；

仪表图像采集单元，用于采集仪表图像，并输入仪表图像；

仪表图像预处理单元，用于对输入的仪表图像进行预处理，获得仪表表 盘的有效识别区域，其中，对输入的图像进行预处理进一步包括：对图像进 行颜色空间转换，将图像由RGB颜色空间转换为灰度图像；对表盘背景与刻度颜 色估计，估计表盘的背景及指针、刻度线颜色；提取表盘的有效区域；

指针与刻度线提取单元，用于从仪表表盘的有效识别区域中，提取仪表 的指针和刻度线；

仪表读数识别单元，用于将提取的刻度线与刻度查询表数据库中对应的 刻度查询表进行匹配，从而进行读数自动识别。