[发明专利]指针式仪表图像矫正方法、系统及存储介质

权利要求书

1.一种指针式仪表图像矫正方法，包括以下步骤：

获取指针式仪表的图像，进行图像预处理，得到仪表的灰度图像；

根据所述仪表的灰度图像，通过自适应边缘检测，获得仪表的边缘边界；

根据所述仪表的边缘边界，通过椭圆检测，获得仪表的椭圆边界；所述仪表的椭圆边界包括椭圆圆心位置、椭圆长轴长度、椭圆短轴长度以及表盘旋转角度；

根据仪表的椭圆边界，通过透视变换，将所述仪表的椭圆边界对应的仪表椭圆图像投影至正圆区域，得到矫正图像。

2.根据权利要求1所述的指针式仪表图像矫正方法，其特征在于，所述根据所述仪表的灰度图像，通过自适应边缘检测，获得仪表的边缘边界，具体包括：

将所述灰度图像进行高斯滤波，得到滤波后灰度图像；

根据所述滤波后灰度图像，进行图像灰度梯度计算，得到加强灰度图像；

根据所述加强灰度图像，对图像像素梯度进行非极大值抑制，得到边缘边界图像；

根据所述边缘边界图像，通过双阈值检测和边缘连接，得到仪表的边缘边界。

3.根据权利要求1所述的指针式仪表图像矫正方法，其特征在于，所述根据所述仪表的边缘边界，通过椭圆检测，获得仪表的椭圆边界，具体包括：

根据所述仪表的边缘边界的像素梯度，判断得到多条椭圆凹弧线以及椭圆凸弧线；

根据所述多条椭圆凹弧线以及椭圆凸弧线，通过椭圆性质拟合出多个拟合椭圆；

对所述多个拟合椭圆进行打分，得到拟合得分，剔除拟合得分小于分值阈值的椭圆，得到过滤后的多个拟合椭圆；将拟合得分最大值对应的拟合椭圆作为椭圆聚类的中心；

将所述过滤后的多个拟合椭圆，通过椭圆聚类得到仪表的椭圆边界。

4.根据权利要求3所述的指针式仪表图像矫正方法，其特征在于，所述根据所述仪表的边缘边界的像素梯度，判断得到多条椭圆凹弧线以及椭圆凸弧线，具体包括：

根据所述仪表的边缘边界的像素梯度，将梯度上升的相邻像素点相连接得到多条弧线，确定为椭圆凹弧线；将梯度下降的相邻像素点相连接得到多条弧线，确定为椭圆凸弧线；

其中，所述椭圆凹弧线concave以及椭圆凸弧线convex的具体描述公式为：

其中，为边缘边界的像素在X方向的一阶偏导，为边缘边界的像素在Y方向的一阶偏导。

5.根据权利要求3所述的指针式仪表图像矫正方法，其特征在于，所述根据所述多条椭圆凹弧线以及椭圆凸弧线，通过椭圆性质拟合出多个拟合椭圆，具体包括：

根据所述仪表的边缘边界，预估得到仪表中心，以所述仪表中心为坐标原点得到直角坐标系；

根据所述多条椭圆凹弧线以及椭圆凸弧线在直角坐标系的位置，筛选出第一象限和第三象限的椭圆凸弧线，以及第二象限和第四象限的椭圆凹弧线；

将所述筛选出的椭圆凸弧线以及椭圆凹弧线进行拟合，得到多个拟合椭圆。

6.根据权利要求3所述的指针式仪表图像矫正方法，其特征在于，所述对所述多个拟合椭圆进行打分，得到拟合得分中，所述拟合得分具体包括：

确定所述拟合椭圆与对应的椭圆凹弧线以及椭圆凸弧线的重合度，重合度越高，拟合得分越高；

确定所述拟合椭圆与相邻拟合椭圆的重合度，重合度越高，拟合得分越高。

7.根据权利要求1所述的指针式仪表图像矫正方法，其特征在于，所述根据仪表的椭圆边界，通过透视变换，将所述仪表的椭圆边界对应的仪表椭圆图像投影至正圆区域，得到矫正图像，具体包括：

根据表盘旋转角度将仪表的椭圆边界进行旋转，使旋转角度为零；

根据仪表的椭圆边界，确定椭圆的长轴端点以及短轴端点，作为仪表的关键点；

根据所述仪表的关键点，通过透视变换，将所述仪表的椭圆边界对应的仪表椭圆图像投影至正圆区域，得到矫正图像。