[发明专利]一种消除液位线对仪表指针识别影响的方法

权利要求书

1.一种消除液位线对仪表指针识别影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取待测图像；

S2：通过Surf特征矫正待测图像角度得到标准图像；

S3：用二值化算法对标准图像进行二值化处理，得到二值化图像；

S4：使用Canny边缘检测算法对二值化图像进行边缘提取；

S5：使用基于霍夫变换圆检测方法确定仪表圆心坐标和仪表半径，通过添加圆心约束的霍夫变换提取经过仪表圆心直线，并过滤仪表刻度直线；

S6：判断剩余经过仪表圆心直线数量是否等于2条，若剩余数量等于2条，则读取斜率不为0的直线方向即为仪表指针方向，若剩余数量为1条时，则判断指针直线与液位线是否重叠，若不重叠则读取该直线方向即为仪表指针方向，若重叠则需通过基于仪表圆心的区域像素点颜色扫描法确定仪表指针方向。

2.根据权利要求1所述的一种消除液位线对仪表指针识别影响的方法，其特征在于，在步骤S2中，Surf特征矫正待测图像角度就是提取待测图像和模板图像的Surf特征，分别得到对应的Surf特征描述子；用欧式距离对得到的两个Surf特征描述子进行匹配，得到Surf特征描述子点对，根据其坐标计算待测图像和模板图像对应的变换矩阵；最后，利用变换矩阵对待测图像进行透视变换，得到矫正后的标准图像。

3.根据权利要求2所述的一种消除液位线对仪表指针识别影响的方法，其特征在于，所述匹配规则为每个Surf特征点对之间的欧式距离越短，表示这两个特征点越匹配；选取已配对的Surf特征描述子点对中的前10个特征描述子点对作为最优描述子。

4.根据权利要求3所述的一种消除液位线对仪表指针识别影响的方法，其特征在于，在步骤S3中，图像二值化为采用自适应阈值二值化算法，将原仪表彩色图像转换成灰度图像，减少图像数据量，并凸显出目标的轮廓，有利于后续对灰度图像进行边缘分割。

5.根据权利要求4所述的一种消除液位线对仪表指针识别影响的方法，其特征在于，所述自适应阈值二值化算法包括以下步骤：

S31：是将图像分成较小的块，然后分别计算每块的直方图，根据每个直方图的峰值，为每个块计算其阈值；

S32：根据相邻的块的阈值插值获得每个像素点的阈值；

S33：每个像素点与其阈值进行对比，如果低于阈值，则设置为黑色，否则设置为白色。

6.根据权利要求5所述的一种消除液位线对仪表指针识别影响的方法，其特征在于，在步骤S4中，Canny边缘检测算法包括以下步骤：

S41：采用高斯平滑滤波对图像进行降噪处理，根据Sobel算子计算每个像素点的梯度幅值；

S42：对图像的每个像素点的梯度幅值进行非极大值抑制，在一个局部邻域内确定在一个方向上连续的具有较大幅值的点，并去掉邻域内其他梯度幅值较小的点；

S43：设定一个双阈值，即低阈值和高阈值，像素点梯度值大于高阈值的为强边缘像素，保留；像素点梯度值介于低阈值和高阈值之间的为弱边缘像素，需进一步处理，如果其领域内有强边缘像素，则保留，否则剔除。

7.根据权利要求6所述的一种消除液位线对仪表指针识别影响的方法，其特征在于，在步骤S5中，霍夫变换圆检测方法确定仪表圆心坐标和仪表半径是把图像空间转换到参数空间，转换公式：a＝x-r*cosθ_i和b＝y-r*sinθ_i，其中，a，b为圆心的横纵坐标；x，y为图像像素点的横纵坐标；r为圆的半径；θ为查找角度。r和θ都是以一定步长递增的值；经霍夫变换后，在变换域中搜索峰值，即可得到仪表的圆心坐标(a,b)和半径r。