[发明专利]一种电气工程图中的元件符号检测与识别方法

权利要求书

1.一种电气工程图中的元件符号检测与识别方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：

1）对原始电气工程图的图像进行二值化处理、去噪处理；

2）对步骤1）处理后的图像采用霍夫变换、基于区域因子的图像填充手段以及开运算处理，对所述图像中元件的位置进行检测并提取；

3）通过连通区域的思想对元件进行分类，对图像进行遍历，通过重心判断元件的尺寸类型，对元件进行标识；

4）最后通过相似度识别方法与图像边界圆检测方法对所标识的元件进行识别；

所述步骤4）具体包括：

4-1)所述相似度识别方法步骤如下：

4-1-1）找出模板元件：从元件库中找出一个有代表性的元件图形，记录元件的图像信息，所述图像信息为经二值化转换后的二维矩阵，有图形的点用“1”表示，无图形的点用“0”表示；

4-1-2）缩放图形：设模板元件的图像的长度为X像素，高度为H像素，设待比对的元件图像的长度为，高度为，将待比对的元件图像的高度缩放为，按比例关系，待比对的元件图像的高度缩放为

4-1-3）计算特征值：对两个缩放到相同大小的元件图像二维矩阵按同样的方式建立坐标系，然后获取任意一个二维矩阵的值为1的点，计算该点到另一个二维矩阵的任意值为1的点的“距离”，用表示，即

，，是两个二维矩阵中值为1的点的总个数；

计算对任意一个m值，计算所有的的最小值：

计算对所有的m值，所有对应值的总和d：

4-1-4）设定对比阈值：

取不同的待比对元件，计算其与模板元件之间的“d”的值，所设定的对比阈值大于等于同类元件的d值、且小于不同类元件的d值；

当待比对元件与模板元件之间的“d”值大于对比阈值时，则判定待比对元件与模板元件不属于同一类元件；

当待比对元件与模板元件之间的“d”值小于等于对比阈值时，则判定待比对元件与模板元件属于同一类元件；

4-2)所述图像边界圆检测方法

4-2-1）提取元件轮廓：即找出二值化后的图像边界点的坐标，分别记为，，...，；

4-2-2）如果边界的轮廓包含圆形，则轮廓的任意两点的中垂线都会经过圆心；

4-2-3）计算特征值包括步骤S1-S6：

S1将图像缩放到面积为常数；

S2创建一个列表，记录交点坐标的值和对应的计数值c；

S3找出任意两个点,，然后求出两点连线的中垂线的方程，记为l_mn；

S4然后遍历m，n的值，计算两点连线的中垂线与l_mn的交点坐标，对任意k值，遍历交点坐标列表，如果交点坐标列表中不包含，则在交点坐标列表上添加，初始计数值，如果交点坐标列表中包含，则对应计数值；

S5 找出图像所有边界点坐标的四个端点：,；

如果有多个点满足要求：端点,...,，则取的中位数,即该点取，然后找出上述四个端点的任意两点连线，共6条，对每条直线记为l_mn，重复S4；

S6 遍历交点坐标列表，找出交点坐标的计数值，计算所有的计数值的平均值和最大值，特征值表示为：

4-2-4）取不同的待比对元件，计算其与模板元件之间的“d”的值，所设定的对比阈值大于等于同类元件的d值、且小于不同类元件的d值；

如果K值大于所述对比阈值，则判定待比对元件图像中含有圆。

2.根据权利要求1所述的一种电气工程图中的元件符号检测与识别方法，其特征在于，所述步骤1）对原始电气工程图的图像进行二值化处理、去噪处理的具体方法如下：

1-1）处理的原始电气工程图是一个三维的int型矩阵，通过对所述int型矩阵的第三维进行平方开方运算，降成二维的矩阵；

1-2）将二维的矩阵变成0/1的Logic型的矩阵；因而将二维的矩阵进行反转；

1-3）通过高斯滤波和抗椒盐噪声的均值滤波对步骤1-2）最终得到的矩阵进行滤波。