[发明专利]一种自适应的变电站指针仪表识别方法

权利要求书

1.一种自适应的变电站指针仪表识别方法，其特征在于，包括有如下步骤：

步骤1：图像预处理

由于图像具有比较大的光照强度的变化影响，因此先对图像进行灰度化处理，再进行归一化处理，尽可能减小光照强度的影响，使得系统的稳定性更高，同时，将3个通道的图像统一到1个通道上，采用归一化后的模板与图像进行匹配的计算量会降低，增加系统的推理速度；

步骤2：指针仪表的定位

2a：模板粗匹配，通过模板匹配的方法，先初步找到物体的位置，通过计算模板与滑动窗口图像的相关系数，在整张图像中，系数最大的值所对应的预选框作为最终模板匹配的位置；

2b：特征二次匹配，通过特征检测算子，计算模板与实际图像的关联，这种特征检测的方法，在一定程度上可以缓解由于光线折射等现象导致的物体尺度变化，且匹配速度更快；

步骤3：自适应边缘检测

通过canny边缘检测算子对匹配到的指针仪表进行边缘提取，由于不同场景指针仪表的倾斜度、对比度等问题，边缘检测算子的阈值及边缘化程度需要不同的值，因此通过图像的梯度直方图进行阈值计算，通过这样的阈值计算方法，动态地判定像素是否使边缘像素，从而给出边缘图；

步骤4：霍夫圆、直线检测及直线修正

4a：通过霍夫圆变换对自适应边缘检测方法获取的边缘图进行圆检测，获取指针式仪表的表盘，尤其使圆心所在的位置；

4b：通过霍夫直线变换对自适应边缘检测方法获取的边缘图进行直线检测，获取指针式仪表的表针，由于实际表针具有一定的宽度，因此可能会获取到多个表针；

4c：对获取的多个指针直线进行融合及纠正，将起始点更改为圆心位置，将多个直线的终点进行平均操作，获取检测到的中间直线的位置；

步骤5：计算仪表的显示结果

通过计算指针的偏移角度，通过仪表的起始角度和刻度值进行计算，获取最终的指针显示结果。

2.根据权利要求1所述的一种自适应的变电站指针仪表识别方法，其特征在于，步骤1中进行图像预处理并通过模板匹配与特征匹配辅助共同定位的方式，具体步骤如下：

1.1：针对变电站监控摄像机拍下的画面，由于室外场合收到光照影响较大，系统使用灰度化后在进行对比度归一化的计算方法，具体计算公式如下：

1.2：再通过模板匹配与特征匹配的方式进行预选区域的选择

模板匹配，通过输入模板与输入图像获取的滑窗信息计算相关系数，在整张图像中，系数最大的值所对应的预选框作为最终模板匹配的位置，相关系数的计算方法如下：

再通过特征检测算子，计算模板与实际图像的关联，这种特征检测的方法，在一定程度上可以缓解由于光线折射等现象导致的物体尺度变化，且匹配速度更快，特征检测子匹配的基本方法如下：

3.根据权利要求1所述的一种自适应的变电站指针仪表识别方法，其特征在于，步骤4中对于霍夫直线检测的指针进行的均匀计算，使得指针结果更为准确，具体计算方式如下：

获取平均后的指针坐标，使得指针结果更为准确，增加检测的准确性。