[发明专利]一种指针式仪表读数自动识别方法

说明书

本发明提出的一种指针式仪表读数自动识别方法，属于数字图像处理领域。该方法包括以下步骤：采集并标定仪表模板，将模板图、模板图中仪表最大最小量程、单位，以及模板仪表指针当前位置读数，保存在模板库中；查找模板图中仪表的最大、最小刻度线、指针直线，将最大最小刻度线的角度、仪表的圆心位置保存在模板库中；模板匹配，将待识别仪表图校正为正视角图；采用指针查找方法，查找待识别仪表图中的指针直线，计算仪表读数。该方法采用模板标定的方法，前期模板库的建立简单，且只需查找一次最大最小刻度线角度，确定圆心位置并保存在模板库中，后期只需识别每个待识别仪表的指针的角度，减少计算机识别的信息量，可靠性高。

技术领域

本发明属于数字图像处理领域，具体是一种指针式仪表读数自动识别方法。

背景技术

指针式仪表广泛应用于电力、石油等行业，传统的人工读数效率低，工作量大，受人主观因素影响，并且在某些环境下，如受安装位置高度等因素，难以进行人工读数。将图像处理技术应用于仪表读数的自动识别，能提高效率，减轻人员工作量，保障人身安全。

现有的基于图像处理技术的指针式仪表读数自动识别方法主要涉及对刻度线的查找、指针查找、刻度数字识别、圆心定位。由于实际图片受光线、表盘上的污垢等因素影响而模糊不清，造成细小的刻度线、数字等信息识别不到，导致仪表读数自动识别失败。对于仪表刻度盘的圆心定位，现有通过查找仪表刻度线，拟合圆，确定圆心，但是仪表图片信息量大，实际图片中较难确定仪表刻度线，尤其是细小刻度线的查找。

现有专利CN101620682A，专利名称为一种指针式仪表读数方法，该专利采用的方法是：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，以提取仪表表盘的有效识别区域；从仪表表盘的有效识别区域中，利用指针和刻度线笔画特征，提取仪表的指针和刻度线；根据提取的指针和刻度线，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，进行读数自动识别。该方法前期建立的数据库繁琐，工作量非常大。

本发明涉及的已知技术包括：

1)给定一张模板图片，对现场应用时采集到的该仪表图像进行倾斜矫正，得到仪表图像的正视图，以提高指针读数识别的精度，采用现有SIFT算法实现图像关键点的匹配，并通过匹配得到的关键点，求得透视变换矩阵，再对与模板图相似的图片进行倾斜矫正。

2)仪表的ID编号识别技术。当需要对多块仪表进行读数自动图像识别时，均须识别仪表图像是属于哪一块仪表。可事先对每块仪表贴上二维码标签，这样无论是仪表的模板图以及现场采集的待读数的仪表图中均包含有二维码图像，采用成熟的二维码识别软件识别该图像中的二维码，即可得到仪表的ID编号。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足，提供一种指针式仪表读数自动识别方法，本发明方法能减少计算机识别所需的信息量，提高仪表读数自动识别的成功率和准确率，且前期模板库的建立简单。

本发明提出的一种指针式仪表读数自动识别方法，包括如下步骤：

1)采集并标定仪表模板图，该仪表模板图是对仪表拍摄的正视角图，将仪表模板图、仪表模板图中仪表最大最小量程、单位，以及仪表模板图中仪表读数，保存在模板库中；

2)查找模板图中仪表的最大、最小量程刻度线、指针直线，确定圆心位置，并将最大最小量程刻度线的角度、仪表刻度盘的圆心位置保存在模板库中；

3)将待识别仪表图与模板库中的仪表模板图进行关键点匹配，得到透视变换矩阵后，将待识别仪表图校正为正视角图；

4)采用自适应参数的指针查找方法，查找待识别仪表图中的指针直线，计算仪表读数。