基于先驗(yàn)信息的表盤指針識(shí)別方法
【專利摘要】公開了一種基于先驗(yàn)信息的表盤指針識(shí)別方法，通過進(jìn)行圓周掃描，能夠確定表盤上指針粗端的位置；通過根據(jù)指針粗端的位置間接獲取指針細(xì)端的位置，能夠避免由于指針細(xì)端過細(xì)而導(dǎo)致圖像識(shí)別不準(zhǔn)的情況發(fā)生，使處理結(jié)果更加精確。為使結(jié)果更加精準(zhǔn)，本發(fā)明還利用預(yù)測(cè)指針細(xì)中心再次驗(yàn)證預(yù)測(cè)指針細(xì)端中心是否正確，能夠進(jìn)一步識(shí)別結(jié)果更加精準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的表盤指針識(shí)別方法穩(wěn)定性高、魯棒性強(qiáng)、實(shí)用性好。
【專利說明】
基于先驗(yàn)信息的表盤指針識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理、光電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于先驗(yàn)信息的表盤指針識(shí) 別方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以下對(duì)本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)背景進(jìn)行說明，但這些說明并不一定構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有 技術(shù)。
[0003] 傳統(tǒng)表盤指針識(shí)別算法具有魯棒性弱、實(shí)用性差的缺點(diǎn)，往往不能處理帶有標(biāo)簽 的表盤圖像，并且對(duì)模糊圖像的處理效果差。但是在大型國(guó)有廠房中，儀器表盤上常常貼有 入廠或年檢合格證標(biāo)簽。同時(shí)，由于大型儀器在運(yùn)行過程中會(huì)帶動(dòng)表盤不停左右晃動(dòng)，導(dǎo)致 采集得到的圖像是模糊的。因此，這就對(duì)表盤指針識(shí)別算法提出了新的需求，即在表盤貼有 標(biāo)簽并且圖像模糊的情況下檢測(cè)識(shí)別表盤指針并精確地讀出指針?biāo)诳潭取?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提出一種基于先驗(yàn)信息的表盤指針識(shí)別方法，能夠獲取表盤指 針細(xì)端的精確位置進(jìn)而精確地識(shí)別指針?biāo)诳潭龋€(wěn)定性高、魯棒性強(qiáng)、實(shí)用性好。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的基于先驗(yàn)信息的表盤指針識(shí)別方法，包括：
[0006] S1、獲取表盤上的標(biāo)簽中心0S以及標(biāo)簽半徑Rs，依據(jù)標(biāo)簽中心與表盤中心的相對(duì)位 移s以及標(biāo)簽中心0 S確定當(dāng)前圖像中的表盤中心0。；
[0007] S2、以表盤中心0。為圓心、Ra為半徑進(jìn)行圓周掃描，對(duì)掃描得到的圓周(0。，Ra)進(jìn)行 二值化處理;其中，掃描圓周的半徑R a大于標(biāo)簽半徑Rs;
[0008] S3、搜索圓周(0Q，Ra)上的暗像素，以圓周(0Q，Ra)上暗像素連續(xù)最長(zhǎng)的部位作為表 盤的指針粗端；
[0009] S4、根據(jù)指針粗端的位置確定表盤上指針細(xì)端的位置，其中，指針粗端的位置與指 針細(xì)端的位置關(guān)于關(guān)于表盤中心0。對(duì)稱；
[0010] S5、獲取表盤上零刻度線的位置，基于零刻度線、指針細(xì)端以及表盤中心的位置確 定指針的讀數(shù)。
[0011]優(yōu)選地，步驟S4中根據(jù)指針粗端的位置確定表盤上指針細(xì)端的位置具體為：
[0012] 獲取指針粗端的關(guān)于表盤中心0。對(duì)稱的對(duì)稱區(qū)域，確定所述對(duì)稱區(qū)域的中心；
[0013] 搜索所述對(duì)稱區(qū)域的中心在掃描圓周(〇Q，Ra)上的相鄰像素，若相鄰像素的像素值 為〇，則以所述對(duì)稱區(qū)域的中心作為指針細(xì)端的中心。
[0014] 優(yōu)選地，基于零刻度線、指針細(xì)端以及表盤中心的位置確定指針的讀數(shù)具體為： [00?5]獲取表盤圓心的坐標(biāo)〇。( XQ，yQ)和指針細(xì)端中心的坐標(biāo)(Xl，yi)，確定指針?biāo)谥本€ 與直角坐標(biāo)系中X軸正方向夾角α和斜率k:
[0017]依據(jù)零刻度線與y軸的夾角Θ，以及指針?biāo)谥本€與χ軸正方向的夾角α，確定指針 與零刻度線的夾角β:
[0019]基于零刻度線與y軸的夾角Θ，以及指針與零刻度線的夾角β，確定指針的讀數(shù)：
[0021 ] 優(yōu)選地，步驟S2中以表盤中心0。為圓心、Ra為半徑進(jìn)行圓周掃描具體為：
[0022]以表盤中心0。為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系；
[0023]按照逆時(shí)針方法進(jìn)行圓周掃描：
[0024]對(duì)第一象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其左上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0025] 對(duì)第二象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其左下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0026] 對(duì)第三象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其右下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0027] 對(duì)第四象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離SRa的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其右上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上。
[0028] 優(yōu)選地，步驟S2中以表盤中心0。為圓心、Ra為半徑進(jìn)行圓周掃描具體為：
[0029]以表盤中心0。為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系；
[0030]按照順時(shí)針方法進(jìn)行圓周掃描：
[0031]對(duì)第一象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其右下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0032] 對(duì)第二象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其左下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0033] 對(duì)第三象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其左上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0034] 對(duì)第四象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離SRa的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其右上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上。
[0035] 優(yōu)選地，步驟S1中獲取表盤上的標(biāo)簽中心Os以及標(biāo)簽半徑Rs具體為：
[0036] S11、獲取標(biāo)簽信息圖，對(duì)標(biāo)簽信息圖進(jìn)行二值化處理，得到二值圖像；
[0037] S12、沿至少兩個(gè)方向掃瞄所述二值圖像，針對(duì)每個(gè)方向：當(dāng)該方向的亮度為255的 像素的個(gè)數(shù)大于預(yù)設(shè)的閾值像素?cái)?shù)時(shí)，以當(dāng)前像素點(diǎn)作為標(biāo)簽在該方向的邊界；
[0038] S13、根據(jù)標(biāo)簽在所述至少兩個(gè)方向的邊界，確定標(biāo)簽的標(biāo)簽中心Os以及標(biāo)簽半徑 Rso
[0039] 優(yōu)選地，步驟S12具體為：
[0040]沿所述二值圖像的每一行和每一列分別掃描所述二值圖像；
[0041] 針對(duì)每個(gè)方向：當(dāng)該方向的亮度為255的像素的個(gè)數(shù)大于預(yù)設(shè)的閾值像素?cái)?shù)時(shí)，以 當(dāng)前像素點(diǎn)作為標(biāo)簽在該方向的邊界。
[0042] 優(yōu)選地，通過如下方式獲取標(biāo)簽信息圖：
[0043]將標(biāo)簽圖像分為R、G、B三通道，兩兩通道做差，得到任意兩個(gè)通道之間的分量差；
[0044] 根據(jù)所述分量差中的最大值獲取標(biāo)簽信息圖。
[0045] 優(yōu)選地，步驟S2之前進(jìn)一步包括：
[0046] 利用中值濾波技術(shù)對(duì)當(dāng)前圖像進(jìn)行處理，消除噪聲對(duì)當(dāng)前圖像的干擾。
[0047]優(yōu)選地，步驟S3之前進(jìn)一步包括：
[0048]去除進(jìn)行二值化處理后的圓周(0〇，Ra)上的噪點(diǎn)、填補(bǔ)圓周(0〇，Ra)上的空洞。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的基于先驗(yàn)信息的表盤指針識(shí)別方法，通過進(jìn)行圓周掃描，能夠確定 表盤上指針粗端的位置;通過根據(jù)指針粗端的位置間接獲取指針細(xì)端的位置，能夠避免由 于指針細(xì)端過細(xì)而導(dǎo)致圖像識(shí)別不準(zhǔn)的情況發(fā)生，使處理結(jié)果更加精確。為使結(jié)果更加精 準(zhǔn)，本發(fā)明還利用預(yù)測(cè)指針細(xì)中心再次驗(yàn)證預(yù)測(cè)指針細(xì)端中心是否正確，能夠進(jìn)一步識(shí)別 結(jié)果更加精準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的表盤指針識(shí)別方法穩(wěn)定性高、魯棒性強(qiáng)、實(shí)用性好。
【附圖說明】
[0050] 通過以下參照附圖而提供的【具體實(shí)施方式】部分，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加 容易理解，在附圖中：
[0051] 圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于先驗(yàn)信息的表盤指針識(shí)別方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。對(duì)示例性實(shí)施方式的描 述僅僅是出于示范目的，而絕不是對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或用法的限制。
[0053] 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，儀器儀表如：電壓表、電流表、油位表、溫度表等有著廣泛的應(yīng) 用。通過儀器儀表，可以有效地監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，這就需要儀表讀數(shù)的準(zhǔn)確性高、穩(wěn) 定性強(qiáng)、實(shí)用性好。由于人眼遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這樣的需求，因此基于圖像處理的儀器儀表表盤 識(shí)別應(yīng)運(yùn)而生。儀器儀表可分為數(shù)字式儀表和指針式儀表，本發(fā)明專指指針式儀表的自動(dòng) 識(shí)別，特別是針對(duì)在實(shí)際當(dāng)中貼有入廠或年檢合格證標(biāo)簽的儀器表盤。
[0054]本發(fā)明首先獲取獲取表盤上的標(biāo)簽中心Os以及標(biāo)簽半徑Rs，利用預(yù)測(cè)當(dāng)前圖像中 表盤中心的位置坐標(biāo)。步驟S1可以通過如下方式獲取表盤上的標(biāo)簽中心Os以及標(biāo)簽半徑Rs:
[0055] S11、獲取標(biāo)簽信息圖，對(duì)標(biāo)簽信息圖進(jìn)行二值化處理得到二值圖像；
[0056] S12、沿至少兩個(gè)方向掃瞄二值圖像，針對(duì)每個(gè)方向：當(dāng)該方向的亮度為255的像素 的個(gè)數(shù)大于預(yù)設(shè)的閾值像素?cái)?shù)時(shí)，以當(dāng)前像素點(diǎn)作為標(biāo)簽在該方向的邊界；
[0057] S13、根據(jù)標(biāo)簽在該至少兩個(gè)方向的邊界，確定標(biāo)簽的標(biāo)簽中心Os以及標(biāo)簽半徑Rs。
[0058] 獲取二值圖像沿至少兩個(gè)方向的邊界之后，根據(jù)標(biāo)簽在兩個(gè)方向的交點(diǎn)即可確定 標(biāo)簽中心。為了更準(zhǔn)確地獲取標(biāo)簽形狀，步驟S12中也可以對(duì)二值圖像的每一行和每一列進(jìn) 行掃描，具體為：
[0059] 沿二值圖像的每一行和每一列分別掃描二值圖像；
[0060] 針對(duì)每個(gè)方向：當(dāng)該方向的亮度為255的像素的個(gè)數(shù)大于預(yù)設(shè)的閾值像素?cái)?shù)時(shí)，以 當(dāng)前像素點(diǎn)作為標(biāo)簽在該方向的邊界。
[0061] 貼在表盤上的標(biāo)簽往往具有不同顏色，液位可以通過標(biāo)簽顏色確定標(biāo)簽信息圖， 例如:首先將標(biāo)簽圖像分為R、G、B三通道，兩兩通道做差，得到任意兩個(gè)通道之間的分量差； 然后根據(jù)上述分量差中的最大值獲取標(biāo)簽信息圖。
[0062] 標(biāo)簽與表盤的位置是相對(duì)固定的，確定標(biāo)簽中心和標(biāo)簽半徑之后，依據(jù)標(biāo)簽中心 與表盤中心的相對(duì)位移s的先驗(yàn)知識(shí)以及標(biāo)簽中心Os即可確定當(dāng)前圖像中的表盤中心0。。
[0063] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于先驗(yàn)信息的表盤指針識(shí)別方法的示意 圖。若獲取的當(dāng)前幀圖像為首幀，則首先從該幀圖像中提取標(biāo)簽中心與表盤中心的相對(duì)位 移S，然后再依據(jù)標(biāo)簽中心與表盤中心的相對(duì)位移S以及標(biāo)簽中心Os確定當(dāng)前圖像中的表盤 中心0。;若當(dāng)前幀圖像不是首幀，表明已經(jīng)獲取標(biāo)簽中心與表盤中心的相對(duì)位移S的先驗(yàn)知 識(shí)，此時(shí)，直接從當(dāng)前幀圖像提取標(biāo)簽信息圖，然后再依據(jù)標(biāo)簽中心與表盤中心的相對(duì)位移 S以及標(biāo)簽中心0s確定當(dāng)前圖像中的表盤中心0。。
[0064] 接下來，在步驟S2中以表盤中心0。為圓心、Ra為半徑進(jìn)行圓周掃描，掃描圓周的半 徑1^大于標(biāo)簽半徑R s。確定圓周(0〇，Ra)的半徑匕之后即可進(jìn)行圓周掃描。若掃描圓周無法找 到指針粗端，表明圓周(0〇，R a)的半徑匕過大，應(yīng)適當(dāng)減小圓周(〇。具)的半徑Ra，然后再進(jìn)行 掃描，參見圖1。為了保證圓周(〇。瓜)穿過指針粗端，圓周(〇。瓜)的半徑R a其中不應(yīng)過大，實(shí) 際進(jìn)行圓周掃描時(shí)，可以使圓周(0〇，Ra)的半徑大于標(biāo)簽半徑R s。指針的顏色往往比表 盤底色的顏色深，當(dāng)圓周(0〇，Ra)穿過指針粗端時(shí)，穿過指針粗端的部位的顏色較深，未穿過 指針的部位的顏色較淺。因此，對(duì)掃描得到的圓周(0〇，R a)進(jìn)行二值化處理后，穿過指針粗端 的圓周(0〇，Ra)的部位會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的暗像素。
[0065] 為了消除噪聲對(duì)當(dāng)前圖像的干擾，步驟S2之前可以進(jìn)一步包括:利用中值濾波技 術(shù)對(duì)當(dāng)前圖像進(jìn)行處理。
[0066] 對(duì)于到表盤中心0。的距離為匕的每一個(gè)像素點(diǎn)，為了盡量減小掃描工作量，可以僅 對(duì)位于掃描方向上的該像素點(diǎn)的相鄰像素點(diǎn)進(jìn)行掃描。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，步驟S2 中以表盤中心0。為圓心、Ra為半徑進(jìn)行圓周掃描具體為：
[0067] 以表盤中心0。為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系；
[0068]按照逆時(shí)針方法進(jìn)行圓周掃描：
[0069]對(duì)第一象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其左上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0070] 對(duì)第二象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其左下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0071] 對(duì)第三象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其右下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0072] 對(duì)第四象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離SRa的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其右上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上。
[0073] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，步驟S2中以表盤中心0。為圓心、Ra為半徑進(jìn)行圓周掃描 具體為：
[0074] 以表盤中心0。為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系；
[0075]按照順時(shí)針方法進(jìn)行圓周掃描：
[0076]對(duì)第一象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其右下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0077] 對(duì)第二象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其左下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0078] 對(duì)第三象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其左上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上；
[0079] 對(duì)第四象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離SRa的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該 像素點(diǎn)及其右上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的 半徑匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上。
[0080] S3、搜索圓周(0c>，Ra)上的暗像素，以圓周(0c>，Ra)上暗像素連續(xù)最長(zhǎng)的部位作為表 盤的指針粗端。
[0081] 為消除噪聲對(duì)圖像的干擾，步驟S3之前可以進(jìn)一步包括：
[0082]去除進(jìn)行二值化處理后的圓周(0〇，Ra)上的噪點(diǎn)、填補(bǔ)圓周(0〇，Ra)上的空洞。
[0083] S4、根據(jù)指針粗端的位置確定表盤上指針細(xì)端的位置，其中，指針粗端的位置與指 針細(xì)端的位置關(guān)于關(guān)于表盤中心0。對(duì)稱。與現(xiàn)有技術(shù)中的直接求得指針細(xì)端位置相比，本 發(fā)明通過根據(jù)指針粗端的位置間接獲取指針細(xì)端的位置，能夠避免由于指針細(xì)端過細(xì)而導(dǎo) 致圖像識(shí)別不準(zhǔn)的情況發(fā)生，使處理結(jié)果更加精確。
[0084] 為了進(jìn)一步提高處理結(jié)果的準(zhǔn)確性，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，步驟S4中根據(jù)指 針粗端的位置確定表盤上指針細(xì)端的位置具體為：
[0085] 獲取指針粗端的關(guān)于表盤中心0。對(duì)稱的對(duì)稱區(qū)域，確定所述對(duì)稱區(qū)域的中心，即 預(yù)測(cè)指針細(xì)端中心；
[0086] 利用鄰域信息確定預(yù)測(cè)指針細(xì)端中心是否正確，具體地，搜索所述對(duì)稱區(qū)域的中 心在掃描圓周(0〇，Ra)上的相鄰像素，若相鄰像素的像素值為0,表明該預(yù)測(cè)的指針細(xì)端中心 正確，此時(shí)則以對(duì)稱區(qū)域的中心作為指針細(xì)端的中心，參見圖1。通過利用預(yù)測(cè)指針細(xì)中心 再次驗(yàn)證預(yù)測(cè)指針細(xì)端中心是否正確，能夠進(jìn)一步識(shí)別結(jié)果更加精準(zhǔn)。
[0087] S5、獲取表盤上零刻度線的位置，基于零刻度線、指針細(xì)端以及表盤中心的位置確 定指針的讀數(shù)。
[0088] 優(yōu)選地，基于零刻度線、指針細(xì)端以及表盤中心的位置確定指針的讀數(shù)具體為：
[0089] 獲取表盤圓心的坐標(biāo)0〇(x()，y())和指針細(xì)端中心的坐標(biāo)(xi，yi)，確定指針?biāo)谥本€ 與直角坐標(biāo)系中X軸正方向夾角α和斜率k:
[0091]依據(jù)零刻度線與y軸的夾角Θ，以及指針?biāo)谥本€與X軸正方向的夾角α，確定指針 與零刻度線的夾角β:
[0093]基于零刻度線與y軸的夾角Θ，以及指針與零刻度線的夾角β，確定指針的讀數(shù)：
[0095] 與現(xiàn)有技術(shù)中的表盤指針識(shí)別算法相比，本發(fā)明的表盤指針識(shí)別算法穩(wěn)定性高、 魯棒性強(qiáng)、實(shí)用性好，為指針式表盤指針識(shí)別開辟了一條新途徑。主要應(yīng)用于廠房表盤識(shí)別 系統(tǒng)。
[0096] 雖然參照示例性實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限 于文中詳細(xì)描述和示出的【具體實(shí)施方式】，在不偏離權(quán)利要求書所限定的范圍的情況下，本 領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)所述示例性實(shí)施方式做出各種改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于先驗(yàn)信息的表盤指針識(shí)別方法，其特征在于包括： 51、 獲取表盤上的標(biāo)簽中心Os以及標(biāo)簽半徑Rs，依據(jù)標(biāo)簽中心與表盤中心的相對(duì)位移S 以及標(biāo)簽中心Os確定當(dāng)前圖像中的表盤中心0。； 52、 以表盤中心0。為圓心、Ra為半徑進(jìn)行圓周掃描，對(duì)掃描得到的圓周(0c>，Ra)進(jìn)行二值 化處理;其中，掃描圓周的半徑R a大于標(biāo)簽半徑Rs; 53、 搜索圓周(0c>，Ra)上的暗像素，以圓周(0c>，Ra)上暗像素連續(xù)最長(zhǎng)的部位作為表盤的 指針粗端； 54、 根據(jù)指針粗端的位置確定表盤上指針細(xì)端的位置，其中，指針粗端的位置與指針細(xì) 端的位置關(guān)于關(guān)于表盤中心0。對(duì)稱； 55、 獲取表盤上零刻度線的位置，基于零刻度線、指針細(xì)端以及表盤中心的位置確定指 針的讀數(shù)。2. 如權(quán)利要求1所述的表盤指針識(shí)別方法，其特征在于，步驟S4中根據(jù)指針粗端的位置 確定表盤上指針細(xì)端的位置具體為： 獲取指針粗端的關(guān)于表盤中心0。對(duì)稱的對(duì)稱區(qū)域，確定所述對(duì)稱區(qū)域的中心； 搜索所述對(duì)稱區(qū)域的中心在掃描圓周(0〇，Ra)上的相鄰像素，若相鄰像素的像素值為〇， 則以所述對(duì)稱區(qū)域的中心作為指針細(xì)端的中心。3. 如權(quán)利要求2所述的表盤指針識(shí)別方法，其特征在于，基于零刻度線、指針細(xì)端以及 表盤中心的位置確定指針的讀數(shù)具體為： 獲取表盤圓心的坐標(biāo)0。(xq，y〇)和指針細(xì)端中心的坐標(biāo)(XI，y 1)，確定指針?biāo)谥本€與直 角坐標(biāo)系中X軸正方向夾角α和斜率k:依據(jù)零刻度線與y軸的夾角θ，以及指針?biāo)谥本€與X軸正方向的夾角α，確定指針與零 刻度線的夾角β:基于零刻度線與y軸的夾角θ，以及指針與零刻度線的夾角β，確定指針的讀數(shù)：4. 如權(quán)利要求1所述的表盤指針識(shí)別方法，其特征在于，步驟S2中以表盤中心0。為圓心、 Ra為半徑進(jìn)行圓周掃描具體為： 以表盤中心0。為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系； 按照逆時(shí)針方法進(jìn)行圓周掃描： 對(duì)第一象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該像素 點(diǎn)及其左上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的半徑 匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上； 對(duì)第二象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該像素 點(diǎn)及其左下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的半徑 匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上； 對(duì)第三象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該像素 點(diǎn)及其右下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的半徑 匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上； 對(duì)第四象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該像素 點(diǎn)及其右上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的半徑 匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上。5. 如權(quán)利要求1所述的表盤指針識(shí)別方法，其特征在于，步驟S2中以表盤中心0。為圓心、 Ra為半徑進(jìn)行圓周掃描具體為： 以表盤中心0。為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系； 按照順時(shí)針方法進(jìn)行圓周掃描： 對(duì)第一象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該像素 點(diǎn)及其右下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的半徑 匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上； 對(duì)第二象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該像素 點(diǎn)及其左下角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的半徑 匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上； 對(duì)第三象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為1^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該像素 點(diǎn)及其左上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的半徑 匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上； 對(duì)第四象限進(jìn)行掃描時(shí)，針對(duì)到表盤中心0。的距離為^的每一個(gè)像素點(diǎn):獲取對(duì)該像素 點(diǎn)及其右上角的像素點(diǎn)到表盤中心0。的距離，到表盤中心0。的距離較接近掃描圓周的半徑 匕的像素點(diǎn)，則認(rèn)為其在圓周上。6. 如權(quán)利要求1-5任一所述的表盤指針識(shí)別方法，其特征在于，步驟S1中獲取表盤上的 標(biāo)簽中心Os以及標(biāo)簽半徑Rs具體為： 511、 獲取標(biāo)簽信息圖，對(duì)標(biāo)簽信息圖進(jìn)行二值化處理，得到二值圖像； 512、 沿至少兩個(gè)方向掃瞄所述二值圖像，針對(duì)每個(gè)方向：當(dāng)該方向的亮度為255的像素 的個(gè)數(shù)大于預(yù)設(shè)的閾值像素?cái)?shù)時(shí)，以當(dāng)前像素點(diǎn)作為標(biāo)簽在該方向的邊界； 513、 根據(jù)標(biāo)簽在所述至少兩個(gè)方向的邊界，確定標(biāo)簽的標(biāo)簽中心Os以及標(biāo)簽半徑Rs。7. 如權(quán)利要求6所述的表盤指針識(shí)別方法，其特征在于，步驟S12具體為： 沿所述二值圖像的每一行和每一列分別掃描所述二值圖像； 針對(duì)每個(gè)方向：當(dāng)該方向的亮度為255的像素的個(gè)數(shù)大于預(yù)設(shè)的閾值像素?cái)?shù)時(shí)，以當(dāng)前 像素點(diǎn)作為標(biāo)簽在該方向的邊界。8. 如權(quán)利要求6或7所述的表盤指針識(shí)別方法，其特征在于，通過如下方式獲取標(biāo)簽信 息圖： 將標(biāo)簽圖像分為R、G、B三通道，兩兩通道做差，得到任意兩個(gè)通道之間的分量差； 根據(jù)所述分量差中的最大值獲取標(biāo)簽信息圖。9. 如權(quán)利要求1-5任一所述的表盤指針識(shí)別方法，其特征在于，步驟S2之前進(jìn)一步包 括： 利用中值濾波技術(shù)對(duì)當(dāng)前圖像進(jìn)行處理，消除噪聲對(duì)當(dāng)前圖像的干擾。10. 如權(quán)利要求1-5任一所述的表盤指針識(shí)別方法，其特征在于，步驟S3之前進(jìn)一步包 括： 去除進(jìn)行二值化處理后的圓周(0〇，Ra)上的噪點(diǎn)、填補(bǔ)圓周(0〇，Ra)上的空洞。
【文檔編號(hào)】G06T7/60GK105868750SQ201610178033
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】翟佳, 王寧明, 柴智
【申請(qǐng)人】北京環(huán)境特性研究所