[发明专利]一种仪表指针识别的检测算法

说明书

技术领域

本发明属于计算机图像处理技术领域，特别是指一种仪表识别的算法。

背景技术

指针式仪表作为一种传统的计量仪器，由于结构简单、价格便宜、维护方便、防腐蚀、不受电磁场干扰、耐低温、可靠性高等诸多优点，目前仍广泛应用于电力、交通运输、科学实验和居民生活等各个领域。指针式仪表需要定期对其进行抄表读数或准确度检定。指针式仪表的检定技术发展到今天，检定工作的自动化水平受各单位生产规模和经济实力的制约，基本处于人工、半自动化阶段。在对指针式仪表进行检定的过程中需要人工参与读数，由于人眼的视觉误差和视觉疲劳，当指针位于表盘的两分度线之间时，人眼只能粗略估计指针的位置。这些判读易受到人的观测角度、观测距离等因素影响，不稳定、可靠性不高，人眼的分辨能力有限，并且整个工作过程繁琐，重复性工作很多，数据处理工作量大，检定效率低，在检验测试工作中难免出现疏忽和差错。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种仪表指针识别的检测算法，该算法通过逆时针和顺时针求出指针角度然后取平均值，大大提高了识别精确度，克服了人眼观察时误差大的缺点，且大大提高了工作效率，省时省力。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以解决：

一种仪表指针识别的检测算法，具体包括如下步骤：

步骤1：采集待测仪表的彩色图像I；计算机读取待测仪表的彩色图像I；

步骤2：对彩色图像I进行灰度化处理，得到灰度图像I1；

步骤3：对灰度图像I1进行裁剪，得到裁剪图像I2；

步骤4：对裁剪图像I2进行二值化处理，得到二值化处理后的图像I3；

步骤5：对二值化处理后的图像I3进行指针查找，求出指针偏转角度d，提取指针图像B1；

步骤6：由直线拟合求出起始刻度线的斜率k，根据步骤5中的指针偏转角度d以及斜率k得到指针的读数；返回步骤1。

进一步的，所述步骤2中对彩色图像I进行灰度化采用分量法、最大值法、平均值法或者加权平均法。

进一步的，所述步骤3中对灰度图像I1进行裁剪得到裁剪图像I2具体包括如下步骤：

1）设灰度图像I1上的点的位置记为（i，j），1≤i≤a，1≤j≤b，其中a,b为灰度图像I1的像素点矩阵的总行数与总列数；

2）如果灰度图I1上的任一像素点到仪表圆心的距离不小于仪表的外径，则令该像素点的灰度值为为255；所述仪表的外径是指仪表标有刻度的环状区域的外圆半径；

3）如果灰度图I1上的任一像素点到仪表圆心的距离小于等于仪表的内径，则令该该像素点的灰度值为255；所述仪表的内径指仪表标有刻度的环状区域的内圆半径；

4）如果灰度图I1上的任一像素点到仪表圆心的距离在内径和外径之间，则该元素的灰度值保持不变；得到裁剪图像I2。

进一步的，所述步骤4中对裁剪图像I2进行二值化处理具体包括如下步骤：

1）计算初始阈值th=（tmin+tmax）/2；其中，tmax和tmin是裁剪图像I2像素点的最大灰度值和最小灰度值。

2）将I2图像分割为灰度值大于初始阈值th的图像区域G1和灰度值小于等于初始阈值th的图像区域G2。

3）分别计算图像区域G1和图像区域G2包含的像素的灰度均值u1和u2。

4）计算新的阈值th=(u1+u2)/2。

5)重复步骤2）、3）、4），直到连续两次计算得到的阈值th的差值的绝对值小于1。

6）如果裁剪图像I2上任意像素点的灰度值大于步骤5最终得到的阈值th，则给该像素点的灰度值赋值255；否则赋值0，得到二值化处理后的图像I3。

进一步的，所述步骤5的对二值化处理后的图像I3进行指针查找，求出指针偏转角度d，提取指针图像B1具体包括如下步骤：

1）首先将二值化处理后的图像I3中的仪表表盘等分成400等份，每一份为一个圆心角极小的扇形，这些扇形均可近似成线，扫描从以表盘的中心为原点的x轴的正方向开始。

2）在仪表表盘部分找出h1到h2之间黑色像素点最多的一个扇形；其中，h1代表仪表标有刻度的环状区域的外圆半径，h2代表仪表标有刻度的环状区域的内圆半径；具体操作如下：