一种仪表刻度识别方法与流程

文档序号:11143269阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种仪表刻度识别方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)边缘滤波:将获取到的仪表图像变换到对应的边缘强度图、边缘方向图;

(2)单像素轮廓获取:从边缘强度图、边缘方向图上分析得到单像素轮廓;

(3)刻度线检测:从步骤(2)中得到单像素轮廓中提取出候选刻度;

(4)刻度队列获取:将步骤(3)中得到的单个候选刻度串联成连续的刻度队列;

(5)刻度队列融合:将步骤(4)中得到的刻度队列中的断开的刻度队列连接成一个整体;

(6)刻度排列分析:对较长的刻度队列进行分析与验证,从而判断其是否满足仪表盘刻度特征,并分析其刻度排列模式。

2.如权利要求1所述的仪表刻度识别方法,其特征在于,边缘滤波具体包括:

(1.1)先将原图像从RGB格式转化成灰度图;

(1.2)然后在灰度图上使用3x3的高斯卷积核进行平滑处理;

(1.3)再使用Sobel算子进行卷积滤波得到X向与Y向的梯度图;

(1.4)最后根据各像素X向、Y向梯度来计算其边缘强度、边缘方向。

3.如权利要求1所述的仪表刻度识别方法,其特征在于,单像素轮廓获取具体包括:

(2.1)先在边缘强度图上根据其边缘方向进行非极大值抑制;

(2.2)然后过滤掉边缘强度小于设定阈值的边缘像素;

(2.3)再对留下的像素以八邻域连通像素连接方式、以最短路径搜索算法的节点扩展方式进行遍历;

(2.4)最后对遍历路径上的骨架路径进行处理,即在分叉路径上断开并将方向一致的两端连接,由此得到初步的单像素轮廓;

(2.5)对所得各个单像素轮廓,根据相邻像素间的边缘方向变化情况进行折点检测,将方向变化大于设定阈值的位置视为折点,在该点上切断而得到段内方向变化较为平缓的单像素轮廓。

4.如权利要求1所述的仪表刻度识别方法,其特征在于,刻度线检测具体包括:

(3.1)对一定长度范围内的单像素轮廓进行直线拟合,得到该段轮廓对应线段参数;

(3.2)根据线性性滤除不符合要求的轮廓,将符合刻度边缘形态的单像素轮廓从像素形式变成线段参数形式,并根据线段上各像素的边缘方向均值设定该线段的法线方向;

(3.3)将步骤(3.2)中得到的线段间进行两两配对,满足以下全部条件的配对作为刻度的候选配对:线段方向一致、距离小于设定阈值、法线方向相背、长度差异小于设定阈值、线段方向上重叠度大于设定阈值;

(3.4)对候选配对中的两条线段求取其最小外接旋转矩形,作为候选刻度的形态描述,以法线方向的边作为其宽,以线段方向的边作为其高。

5.如权利要求1所述的仪表刻度识别方法,其特征在于,刻度队列获取具体包括:

(4.1)在候选刻度间进行两两配对,满足以下全部条件的配对作为相邻刻度对:(a)旋转矩形方向夹角小于设定阈值、(b)距离在与矩形高度相关的区间内、(c)长度差异小于设定阈值、(d)矩形高方向上重叠度大于设定阈值、(e)同时满足(a)-(d)全部条件且距离最近;

(4.2)在相邻刻度对之间添加指向关系构建刻度邻接图,然后遍历刻度得到各刻度队列,并滤除孤立刻度。

6.如权利要求1所述的仪表刻度识别方法,其特征在于,刻度队列融合具体包括:

(5.1)对于刻度数大于或等于4的刻度队列,以刻度旋转矩形中高方向上的中位线为刻度中线,求各刻度中线的共同交点;

(5.2)以共同交点为圆心,以各刻度近圆心端点为圆周点拟合椭圆,得到椭圆参数方程;

(5.3)对于任意两个刻度队列,判断刻度队列间是否具有一致性,即,圆心间距离小于设定阈值且所有刻度到对方椭圆圆周的距离小于设定阈值;将具有一致性的刻度队列进行合并得到新刻度队列;

(5.4)返回步骤(5.1)、(5.2),针对新刻度队列求共同交点与拟合椭圆,并进入步骤(5.3);

(5.5)迭代执行步骤(5.4)直到没有刻度队列间可以进行融合;

(5.5)对于刻度数小于4的刻度队列,计算刻度队列上的刻度到已拟合出椭圆参数方程的刻度队列圆周的距离,若到其中一个刻度队列的距离整体小于设定阈值,进入步骤(5.3),将其融合进该刻度队列。

7.如权利要求6所述的仪表刻度识别方法,其特征在于,步骤(5.1)中的共同交点按如下方式获得:先对夹角大于设定的角度阈值的中线两两之间求交点,然后对所有交点求平均以获得重心,再将到重心距离大于设定阈值的交点,重新计算重心,以此重心作为共同交点。

8.如权利要求1所述的仪表刻度识别方法,其特征在于,刻度排列分析具体包括:

(6.1)对相邻刻度间距进行分析,按照刻度间距应一致或平滑变化的规律,通过对刻度间距进行中值滤波分析,估计出刻度队列各区间的实际刻度间距离;然后根据该距离判断缺失或误检刻度,并作预测补全及剔除处理,具体处理方式为,对于刻度间距是该处实际间距的大约整数倍N的,均匀插入N-1个刻度,而对于刻度间距过小或相邻刻度间距合并后恰好与该处实际刻度距离相近的,剔除中间的无效刻度;

(6.2)根据刻度间距对刻度队列边界进行检查,若从当前刻度往外分别探出至少1个刻度间距,均未在预期位置检测出刻度边缘轮廓,则认为当前边界即为实际边界;

(6.3)对连续刻度间的刻度高宽进行比较分析,基于仪表盘上的刻度按照一定的长短模式排列,根据最低一级的刻度局部相邻且等长,高一级的相对要长一截,且长短模式呈周期出现的特点,分析出每个刻度所处级别;

(6.4)根据级别与刻度队列顺时针序赋予每个刻度编号及主刻度、副刻度属性,将预先给定最左、最右的刻度值分别赋予首、末刻度,其余刻度值则根据编号与刻度间隔值按序递增或递减赋予。

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