[发明专利]一种仪表指针刻度值计算方法

权利要求书

1.一种仪表指针刻度值计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、建立背景图：对指针处于每一个刻度时的所有图像逐像素分析亮度，将排序位置在中间的亮度值作为背景图中对应像素位置的亮度值，建立背景图；

2)、从背景图中选择仪表刻度盘模板图，通过当前图和仪表刻度盘模板图的匹配，定位当前图；

3)、在模板图中对指针像素进行色彩训练，并进行色彩训练结果的验证；

4)、将前图像与背景图比较初步确定指针像素，然后根据色彩训练结果提取当前图中的疑似指针像素；

5)、对疑似指针像素进行连通域提取、拼接、尺寸和形状分析处理，确定指针区域；

6)、当前图像中指针边缘提取；

7)、根据步骤6)提取的边缘子线段，进行指针边缘直线拟合；

8)、根据步骤7)得到的边缘拟合直线计算指针中线方程；

9)、根据每个刻度线的中心点位置、对应的实际刻度值、以及指针的中线方程，利用线性插值方法计算指针的实际刻度值；

其中，步骤3)、在模板图中对指针像素进行色彩训练，并进行色彩训练结果的验证；具体还包括以下步骤：

3.1)、选定模板图中指针的范围；

人工利用鼠标在模板图上为指针圈定一个范围；

3.2)、自动提取颜色分布；

为指针区域的颜色分布建立三个高斯模型，采用HSV色彩空间对颜色分布进行建模，对指针范围内的所有彩色像素的HSV值进行统计分析和聚类，得到每个高斯模型的均值和方差；

3.3)、展示指针自动提取效果；

利用所述三个高斯模型，对模板图上的指针进行检测，计算每个像素属于三个模型的最高置信度，如果最高置信度高于0.2，则认为是指针像素，按照三种不同的颜色，来展示指针像素，每种颜色对应一个高斯模型；

3.4)、人工修补漏缺像素，增加新的高斯模型；

没有被三个高斯模型囊括的指针像素，通过人工手动点击的方式，将漏缺的像素囊括进来，新囊括进来的像素，继续增加新的高斯模型，同时保证没有非指针像素被吸收进来；

步骤9)根据每个刻度线的中心点位置、对应的实际刻度值、以及指针的中线方程，计算指针的实际刻度值的具体流程如下：

a)、逐个遍历刻度中心点，计算其位于指针中线的那一侧：左侧标记为正，右侧标记为负；

b)、逐个遍历相邻的两个刻度线，找到分别位于指针中线两侧的那一对刻度线A和B；

c)、计算刻度线A和B到中线的距离；

d)、根据距离比和A、B的实际刻度值，利用线性插值的方法，计算出指针对应的实际刻度值。

2.根据权利要求1中所述的仪表指针刻度值计算方法，其特征在于，步骤2)中通过当前图和仪表刻度盘模板图的匹配，定位当前图的过程如下：

a)、模板图和当前图中心圆盘的外轮廓圆拟合；

b)、图像平移，使得圆心对齐；

c)、图像缩放，使得当前图圆盘半径与模板图半径一致；

d)、模板图和当前图中心圆盘底部直线提取以及直线方向计算；

e)、图像旋转，使得当前图圆盘底部直线方向与模板图一致。

3.根据权利要求1中所述的仪表指针刻度值计算方法，其特征在于，步骤3)中在模板图中对指针像素进行色彩训练，并进行色彩训练结果的验证后还包括人工修补漏缺像素，增加新的色彩训练用高斯模型的过程。

4.根据权利要求1中所述的仪表指针刻度值计算方法，其特征在于，步骤6)中当前图像中指针边缘提取的过程如下：

a)、在当前彩色图中利用canny算子提取边缘图；

b)、利用步骤5)的指针区域生成掩模图；

c)、掩模图膨胀，扩大每个连通域的范围；

d)、掩模图与边缘图求与，确定指针边缘；

e)、T型交叉点或者十字交叉点边缘子线段打断滤除；

f)、分析边缘形状，过滤曲线，保留直线子线段。