[发明专利]指针表示数识别方法、装置和电子设备

说明书

本发明提供了一种指针表示数识别方法、装置和电子设备；包括：获取待识别的指针表图像；在HSV颜色空间提取包含指针和刻度线的颜色区域，并设结果为mask，在mask上分割出指针区域；提取指针区域的连通分量；确定指针区域的连通分量对应的旋转矩形；基于旋转矩形和mask确定刻度线区域；基于旋转矩形和刻度线区域识别指针表图像对应的示数。该方式中，利用了颜色先验信息在HSV颜色空间中提取出指针和刻度线的颜色区域，确定出表盘指针区域和表盘刻度线区域，最后通过指针区域和刻度线区域来识别指针表图像对应的示数。该方式识别精度高，适应场景的鲁棒性强，并且算法简单，可以有效缩短算法运行时间，能够满足实时处理的需要。

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，尤其是涉及一种指针表示数识别方法、装置和电子设备。

背景技术

在一些传统工业行业中，如：燃气站、变电站、石油等领域，需要使用各种类型的仪表来随时监测数据，保障每个设备的正常运行。其中，指针式仪表由于具有结构简单、无需电源，耐高压、防腐蚀、防电磁干扰、防水、防冻等优点，被广泛应用于上述场景中。但因为大部分指针式仪表没有电子通信接口，所以只能要求人工读取的方式对仪表数据进行统计与监测。然而，人工读表的方式存在诸多问题。首先人的主观因素，容易造成读表有误差和漏检等问题；其次绝大多数工业场所因占地面积大，设备分散，人工读数时，很难及时发现某个区域仪表值的异常；加之人工作业的成本也比较高、效率也不快。

除了人工读表的之外，还可以基于机器视觉的指针式仪表示数识别。主要原理是利用图像处理技术。其流程是，首先通过摄像头采集仪表图像，通过边缘提取、轮廓分析、Hough(霍夫)变换确定指针和刻度线的位置；最后根据指针与刻度线的几何位置关系通过数学公式来确定指针的读数。然而，这种方法识别精度不高，场景适应的鲁棒性不强，算法复杂度高，无法实时处理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种指针表示数识别方法、装置和电子设备，以提高识别精度，增强适应场景的鲁棒性，并且算法简单，可以有效缩短算法运行时间，能够满足实时处理的需要。

第一方面，本发明实施例提供了一种指针表示数识别方法，包括：获取待识别的指针表图像；在HSV(HueSaturationValue，色调饱和度明度)颜色空间提取包含指针和刻度线的颜色区域，并设结果为mask，在mask上分割出指针区域；提取指针区域的连通分量；确定指针区域的连通分量对应的旋转矩形；基于旋转矩形和mask确定刻度线区域；基于旋转矩形和刻度线区域识别指针表图像对应的示数。

在本发明较佳的实施例中，上述在提取指针区域的连通分量的步骤之前，方法还包括：通过盒式均值滤波的方法对指针表图像进行图像去噪处理；通过灰度世界算法对图像平滑处理后的指针表图像进行颜色校正处理；如果指针表图像处于暗光环境下，通过对比度受限自适应直方图均衡算法对颜色校正处理后的指针表图像进行彩色增强处理；如果指针表图像处于高光环境下，通过伽马变换算法对颜色校正处理后的指针表图像进行彩色增强处理。

在本发明较佳的实施例中，上述提取指针区域的连通分量的步骤包括：在HSV颜色空间提取包含指针和刻度线的颜色区域，得到结果为mask；基于mask利用分水岭分割算法分割出指针表图像的指针区域；基于指针区域确定指针区域的连通分量。

在本发明较佳的实施例中，上述确定指针区域的连通分量对应的旋转矩形步骤，包括：用opencv的旋转矩形包围指针区域的连通分量，并且旋转矩形的旋转角度与指针的旋转角度相同；得到指针的旋转角度后，通过下述步骤确定旋转角度是否与指针所指的方向相同：计算旋转矩形的中心点，建立与指针表图像大小相同的笛卡尔坐标，根据旋转矩形的中心点落在笛卡尔坐标的象限位置来确定指针旋转角度的方向；笛卡尔坐标包括四个象限，每个象限的角度范围是：Ⅰ∈[0°，90°)、Ⅱ∈[90°，180)、Ⅲ∈[180°，270°)、Ⅳ∈[270°，359°]；按逆时针方向计算指针区域的连通分量对应的旋转矩形。